氧化锌纳米材料的控制制备及性能研究

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1、氧化锌纳米材料的控制制备及性能研究StudyonControlSynthesisandPerformanceofZincOxideNanomaterials指导老师：姓名：二。一四年六月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曼、j吃吃≯彤年多月)日学位论文版权使用授权书

2、江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密∥学位论文作者签名：交d吻鸣狰I阵‘月7日指导教师签名．一墨}聊矽，垆年莎月／。日江苏大学硕士学位论文摘要ZnO属

3、于n型金属氧化物半导体，是一种重要的环境友好型无机功能材料。近年来，被广泛的用于制作光催化剂、压电纳米发电机、气体传感器、染料敏化太阳能电池等。光催化技术是一种高级绿色氧化处理技术，ZnO具有优异的光催化性能，在降解有机废水领域备受关注。同时，具有纳米结构的ZnO材料可以吸附大量的有害气体，在检测吸附气体后形成特殊的表面形态，这使其能带和导电性能产生明显的变化，作为气体传感材料在室内环境监测等方面受到研究人员的广泛关注。因此，研究ZnO纳米材料的光催化性能和气敏特性，探索纳米材料的形貌结构与光催化和气敏性能之间的内在联系，这对ZnO纳米材料有效降解环境中有机污染物和探测有害气体具有重要意义。本

4、文研究了ZnO纳米材料的光催化性能和气敏特性，研究了Zn／Sn02纳米颗粒的光催化性能，探索了光催化反应的机理，通过不同的制备方法改变其形貌结构，利用多种表征手段对材料的组成、特性进行分析，研究其电学性质的变化，从而达到对环境中有毒有害物质的有效监控。本论文的具体研究内容如下：(1)以蔗糖和乙酸锌作为原料，通过一步水热法合成了具有高催化活性的ZnO核壳微球。锌离子被吸附到蔗糖液滴的表面或者被包裹在里面，在反应过程中形成C／ZnO晶核，在600℃高温下煅烧2h，去除碳球，得到由直径为20nlil的ZnO纳米颗粒聚合而成的核壳结构的ZnO微球，ZnO外层的壳厚度大约为60nn'l。在ZnO核壳微球

5、的作用下，紫外光照射210min，亚甲基蓝溶液的降解率达到98％，表现出较高的光催化活性。(2)以乙酸锌为原料，聚乙烯吡咯烷酮K一30为表面活性剂，乙二醇为溶剂，通过原位沉淀法制备氧化锌空心微球。当zn2+浓度为0．02mol／L时，所制备的ZnO空心微球，形貌均匀，结晶度高。在100mL，10mg·L。1的罗丹明B溶液中加入20mgZnO空心球，光催化80min时，罗丹明B降解率可达99．3％，具有良好的光催化性能。同时测试了以ZnO空心球为基体的气敏元件的气体灵敏度，ZnO空心球对丙酮的灵敏度可达13．6倍。(3)通过低温原位沉淀法制备Zn／Sn02纳米颗粒，得到的所有样品中摩尔比为氧化锌

6、纳米材料的控制制备及性能研究[Sn4+]：[Zn2+]_5：3的Zn／Sn02纳米颗粒具有最高的光催化活性，紫外光照180min，罗丹明B降解率可到达99％。固体紫外漫反射禁带宽度的计算结果表明，掺杂Zn2+制得的Zn／Sn02具有较窄的禁带宽度，光生电子和空穴易于分离，表面电荷载体传输率提高。Zn／SnOz材料高脱色降解活性主要由于其较窄的禁带宽度和较高的光利用率相互协同作用的结果。关键词：氧化锌，Zn／SnO：，光催化，气敏，表征II江苏大学硕士学位论文ABSTRACTZnOhasbeenknownasann—typemetaloxidesemiconductorandanimportan

7、tkindofenvironmentalfriendlyinorganicfunctionalmaterials．Inrecentyears，ZnOhasbeenwidelyusedtoproducelightcatalyst，piezoelectricnanogenerators，gassensor，dye—sensitisedsolarcellsandSOfonll．Photocatalysi