掺杂的zno功能材料的制备及其性能研究

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1、分类号UDC密级编号硕士学位论文掺杂的ZnO功能材料的制备及其性能研究ThepreparationandpropertiesstudyofdopedZnOfunctionalmaterials学位申请人：牛百会指导教师：陈庆东教授、杜凯副教授一级学科：物理学二级学科：凝聚态物理学位类别：理学硕士2016年03月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下完成的研究工作及取得的研究成果。据我所知，文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河南科技大

2、学或其它教育机构的其他学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解河南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校拥有对所有学位论文的复制权、传播权、汇编权及其它使用权(特殊情况需要保密的论文应提前说明，但在解密后应遵守此规定)。需要保密的论文请填写：本学位论文在年月至年月期间需要保密，解密后适用本授权书。(需要保密的学位论文无须向图书馆提供论文的电子文档)研究生签名：导师签名：日期：万方数据摘

3、要摘要近年来，因纳米氧化锌(ZnO)的无毒性、稳定性、荧光性、优良的光催化性和较高的光电转换效率等诸多物理化学特性，使其在高效催化剂、太阳能电池、气敏性传感器、新能源等方面具有广泛的应用前景。作为高效环保催化剂之一，纳米ZnO受到了很多科研学者的关注，并得到了广泛的研究。目前，针对纳米ZnO的研究工作主要集中在制备不同形貌的纳米ZnO、研究生长机理、掺杂改性等方面。此外，科研工作者对具有特定形貌尺寸、不同类别掺杂的纳米ZnO材料的研究也相对较多。本文的研究工作为纳米ZnO器件化以及应用提供了参考。大量相关文献

4、表明，通过控制无机纳米结构和掺杂改性的方法，可获得一系列具有不同形貌和优异催化性能的ZnO纳米材料，它是一类新型的纳米ZnO催化剂。本论文采用了一种新的制备方法，制备了纳米ZnO材料，并以ZnO为基2+底，掺杂不同浓度的Cu，研究样品的光催化性能。通过研究制备材料成份、结构对光催化性能的影响作用，探讨了形貌、成分与光催化性能之间的关系。研究结果表明，合成的纳米ZnO材料具有活性高、稳定性好、易分离优点。本文的主要的研究工作及研究结果如下：1、以Zn(NO3)2为原料，Cu(NO3)2为掺杂试剂，在FTO导电玻

5、璃基底上电2+2+化学沉纯纳米ZnO材料和不同Cu掺杂的纳米ZnO材料，研究了Cu掺杂量对ZnO纳米的影响规律。2、利用x射线粉末衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM），透射电子显2+微镜（TEM）等表征方法和技术，探究了Cu掺杂对ZnO晶体结构、粒径尺寸I万方数据摘要2+的影响规律。研究结果表明：Cu掺杂可以改变的样品形貌，适量的掺杂会使样品的径粒减小而不改变晶体结构。2+2+3、研究了Cu的掺杂对ZnO光催化性能的影响。Cu的掺杂可以优化纳米ZnO的形貌和光催化性能。甲基橙(MO)光催化实验结果表明，在

6、FTO导电玻2+璃基底上，电化学沉Cu掺杂的纳米ZnO材料具有较高的光催化活性。验证了样品的形貌以及掺杂浓度对催化性能的影响。2+关键词：氧化锌；Cu掺杂；最佳浓度；光催化；催化机理论文类型：应用基础研究选题来源：国家自然科学基金II万方数据目录ABSTRACTRecently,zincoxidenano-materials(ZnONMs)，whichhavetheadvantagesofnon-toxic,stability,fluorescent,excellentphotocatalyticandhig

7、hphotoelectricconversionefficiency,havebeenwidelyappliedinmanyfields,suchashighefficiencycatalyst,solarcell,gassensorandnewenergysystems.Asoneofthehighlyefficientandenvironmentalprotectioncatalysts,zincoxidenano-materialshaveattractedmuchattentionandbeenwid

8、elystudiedbymanyresearchers.Atpresent,theresearchesmainlyaimtopreparingZnONMswithvariousmorphologies,thegrowthmechanismandthedopingmodification.Inaddition,ZnONMswithspecificmorphologies,sizeandvariousd