基于zno纳米粒子的制备表面修饰及光催化性能的研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文ZnO纳米粒子的制备表面修饰及光催化性能的研究姓名：张璐璐申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：景晓燕20070101哈尔滨T程大学硕士学位论文摘要纳米氧化锌(ZnO)是一种重要的宽禁带半导体，室温下的带隙宽为3，37eV，激子束缚能高达60meV。由于具有良好的光电性能，所以可以广泛应用在室温紫外激光器，传感器和光催化等领域。但在实际应用中，由于其极性强、易团聚，致使纳米ZnO优异的性能褥不到充分的发挥，严重影响了纳米ZnO的应用，因此纳米ZnO粉体的制备和表面修饰是纳米材料科学的一个研究

2、热点。本论文的工作主要分为四个部分进行：第一部分，羧甲基纤维素辅助制备纳米ZnO粒子。采用羧甲基纤维素水溶液作为反应介质，均匀沉淀法制备了粒径小、纯度高、分散均匀的ZnO纳米颗粒。讨论了反应物浓度，陈化时间，前驱物的焙烧温度对ZnO粒径的影响，并且对前驱体和ZnO粒子结构、形貌和性能进行．r表征，研究了在制备过程中添加羧甲基纤维素对前驱物形貌及纳米ZnO粒径的影响。第二部分，低温醇化法制备ZnO纳米棒及其发光性能的研究。在低温、常压条件下，以油酸为分散剂一步反应醇热法制备ZnO纳米棒，利用XRD、SEM、TEM、HRTE

3、M和FT．IR等分析手段对产物进行了表征，对产物退火前后的光致发光性能进行了测试，并对ZnO纳米棒生长机理进行讨论。结果表明，ZnO纳米棒沿[00H方向择优取向生长，直径为10～15nm，长度为150～200nm，油酸与ZnO表面zn(II)以螯合键形式相结合，具有良好的近紫外发光性能。随着退火温度升高，产物深能级发光强度先降低后增加。第三部分，纳米ZnO的表面修饰、表征及机理探讨。采用羧甲基纤维素先对纳米粒子进行表面处理，然后在其表面接枝上MMA，得到表面具有亲油性的纳米复合粒子。采用均匀实验设计，在不影响结果准确性的

4、同时大大简化了实验次数，详细研究了各种因素对吸附率和包覆率的影响，同时，讨论哈尔滨1：程人学硕士学位论文了对纳米粒子表面修饰机理。结果表明复合粒子在紫外域内具有良好的吸收。第四部分，以苯酚作为催化降解对象，进行光催化实验。实验表明制得纳米ZnO具有很高的光催化活性。关键词：氧化锌；表面修饰；纳米棒；均匀设计；光催化哈尔滨_r稃r人学硕十学位论文ABSTRACTZincoxide(zno)isallimportantIt—V1wid。bandgap(Eg=3．37eV)semiconductorwitllarelative

5、lyhighexcitonbindingenergyof60meV．ZnOhasalsogreatpotentialapplicationscatalysisinroom-temperatureUVlasers，sensors，photocatalysisduetoitsuniqueelectricalandopticalproperties．Butinpractice,itsstrongpolarityandeasyaggregationlimititsexcellentfunction．So，preparationa

6、ndsurfacemodificationofZnOnanoparticlesishotspotinnanometerseience．111epaperiscomposedofthefollowingfourparts：Inthefirstpart，eathoxymcthylcellulose(CMC)assistedsynthesisofZnOnanoparticles．ZnOnanoparticleswithhighOfdispersibility,smallersizeweresynthesizedbysol—ge

7、lprocessinaqueoussolutionofCMC．Theeffectofdifferentreactionconcentrations，agingtimesandcalcinationtemperatureonthenanoparticlessizeisdiscussed．Thestructure，appearance，sizeoftheprecursorandnanoparticleswerecharacterized，theeffectofCMContheprecursormorphologyandthe

8、nanoparticlessizeWasalsoinvestigated．Inthesecondpart，synthesisandphotoluminescenceofZnOnanorodspreparedinthealcoholatlOW—temperature．Well—crystallizedZnonanoro