zno基纳米纤维制备及性能的研究论文

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1、原创性声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。日期：年月同学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用期学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文

2、直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日：年月日摘要ZnO因具有优良的光学、气敏、压电、催化、场发射等性能，而引起世界范围内广泛关注，关于一维ZnO纳米材料的研究已经引起众多研究者们的极大兴趣，然而实现ZnO在光学和气体传感方面的应用仍有一些问题和困难。一维纳米结构相比薄膜和粉末具有优异的传输性能和大的比表面，因此一维纳米结构将具有更优异的气敏特性，同时金属元素掺杂也可以改变ZnO的光学、气敏等性能。在一维纳米材料的制备技术中，电纺丝法简单、可控、耗能低，且电纺丝法制备的纳米纤维具有孔状结构等特点，有利于气敏性能的提高。本文采

3、用电纺丝技术制备了纯的和不同金属元素掺杂的ZnO纳米纤维，系统探讨了电纺丝技术制备中各种因素的影响，研究了不同掺杂元素及掺杂量对其光学和气敏性能的影响。通过研究获得了如下结果：1．电纺丝过程受到溶液浓度、电压、距离、无机盐含量、退火等因素的影响，我们系统探讨制备工艺参数对纳米纤维形貌、直径、均匀度等特性的影响，结果表明：PVA浓度过高，纺丝变难并且纤维直径变粗；电压过大则易出现液滴且直径变小；无机盐含量过多，会导致纤维粘连，无机盐含量多会导致纤维直径变小；随着退火温度的升高纤维直径逐渐减小，表面变得逐渐粗糙，结晶质量逐渐变好：酒精主要通过表面张力影响临界电压和纺丝速度。2．采用电纺丝技术

4、制备了Mg、Cd、Cu、AI、Ni等金属元素掺杂的ZnO纳米纤维，研究了掺杂对ZnO纳米纤维光学性能的影响，结果表明：Mg掺杂能使PL谱的紫外发射峰发生蓝移，随着掺杂量的增加，蓝移愈加明显；Cd和Ni掺杂能导致PL谱的紫外发射峰发生红移，并且随着掺杂量的增加，红移愈加明显；AI掺杂使绿光峰强度显著增强；Cu掺杂后紫外发射峰的强度减弱比较明显。3．采用电纺丝技术制备了Cu、A1、Ni等金属元素掺杂的ZnO纳米纤维，研究了掺杂元素和掺杂量对ZnO纳米纤维气敏性能的影响，结果表明：Cu掺杂使ZnO纳米纤维对低浓度硫化氢的灵敏度得到很大提高，反应速度快，摘要选择性好；AI掺杂使ZnO纳米纤维对酒

5、精蒸汽的灵敏度得到提高，工作温度略微降低，选择性提高，反应速度快；Ni掺杂使ZnO纳米纤维对乙炔的灵敏度提高，反应速度快；通过研究Cu和Ni的掺杂量对ZnO纳米纤维气敏特性的影响，获得Cu和Ni掺杂的最佳掺杂量分别为6at．％和5at．％。关键词：ZnO纳米纤维，电纺丝法，掺杂，气敏特性，光学性能AbstractAbstractZnOhaveexcellentoptical，electronic，gassensing，piezoelectricity，catalyseandfieldemissionpropertiesSOthatithaspromisingprospectsinmany

6、appliedfield．Therefore，ZnOhasattractedworldwideattention，andmanyresearchersareinterestedinthestudyofZnO1Dnanomaterials．However，therearesomeproblemsanddifficultiesinrealapplicationsinopticalproductsandgassensors．The1Dnanomaterialshavelargesurfacetovolumeratioandbetterelectrontransitionabilitythant

7、heparticlesandfilms，therefore,IDnanomaterialswillhavebettergassensingproperities．DopingsuitableelementsisabletoimprovetheopticalandgassensingpropertiesofZnO．Electrospinningisasimple，lowcosttechnologytoproduce1Dnanofibe