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纳米氧化锌合成及调控研究

作　者: 杨楠
导　师: 李彦生
学　校: 大连交通大学
专　业: 环境科学
关键词: 一维纳米氧化锌 表面修饰 离子交换 导电粉末
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 139次
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内容摘要


本文通过电化学方法制备纳米氧化锌,采用阴阳极交叉排布的反应器,在外加电场的作用下,直接合成一维纳米氧化锌。并对所制备的纳米氧化锌进行表征分析,结果表明纳米氧化锌为一维纳米棒状结构;由热重分析看出,产物中ZnO含量达到了98%以上;X射线衍射分析,所得纳米氧化锌纯度较高,结晶性能良好,属六方晶系结构;紫外—可见光特性分析表明产物具有良好的紫外吸收和可见光透过的性能,并且在360—400nm之间有特征吸收峰,表明该产物是纳米级的;红外谱图分析表明所得的产物为表面改性的纳米氧化锌。探索在水浴搅拌条件下,离子交换法制备表面修饰纳米氧化锌,确定最佳工艺参数:气动搅拌时间8h;阴阳树脂比例:3:1。产物形貌呈比较均匀的片状;并以微机差热天平分析产物纳米ZnO含量高达98.3%;X射线衍射(XRD)分析产物结晶性好,并且在衍射图中仅有ZnO的衍射峰,无其它杂质相存在,说明氧化锌纯度较高,为纯的六方晶系;紫外—可见分光光度计对产物进行表征分析,8h情况下生成的产物具有最高的吸光度,说明8h产物中纳米ZnO含量最多,并且产物在360—400nm之间有一特征吸收峰,说明所制备的产物是纳米级的。并对其产物进行红外光谱分析,表明所得的产物为表面改性的纳米氧化锌。利用电化学方法制备锌掺杂的氧化锌超细导电粉体。通过电场的电化学作用,生成黑色高活度锌粉,在其后的收集干燥过程中生成锌掺杂的氧化锌超细导电粉体。并对所制备的导电粉末进行表征分析,氧化锌超细导电粉体呈球状结构,分散性较好、平均粒径小、无团聚现象;X射线衍射分析,复合氧化锌为六方晶系纤锌矿结构,结晶良好,有Zn物相的衍射峰存在,产物是Zn掺杂的ZnO导电粉末;导电粉末电阻率测量结果显著地表明了Zn掺杂后的ZnO导电粉末的电阻率比掺杂前氧化锌粉末的电阻率最少降低两个数量级。掺杂Zn的复合ZnO导电粉末的电阻率为:1.52K?·cm,亨利白度为:30.60。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
绪论  9-11
第一章 纳米氧化锌及导电粉末的研究进展  11-28
  1.1 纳米氧化锌的研究进展  11-21
    1.1.1 纳米材料的特性  11-12
    1.1.2 纳米氧化锌的制备  12-16
    1.1.3 纳米氧化锌的应用  16-21
  1.2 导电粉末的研究进展  21-27
    1.2.1 导电粉末的分类  21-24
    1.2.2 导电粉末的制备方法  24-26
    1.2.3 导电粉末的国内外研究概况  26-27
  本章小结  27-28
第二章 氧化锌的合成制备  28-35
  2.1 实验原料及实验仪器  28-29
  2.2 制备方法及实验装置  29-32
    2.2.1 电化学法制备纳米氧化锌  29-30
    2.2.2 离子交换法制备纳米氧化锌  30-31
    2.2.3 电化学法制备复合氧化锌导电粉末  31-32
  2.3 实验测试方法  32-33
    2.3.1 扫描电镜分析（SEM）  32
    2.3.2 热重分析（TG—DTA）  32
    2.3.3 XRD（X—ray diffraction）  32-33
    2.3.4 红外光谱（IR）  33
    2.3.5 紫外光谱（UV）  33
    2.3.6 导电粉末电阻率测量  33
    2.3.7 导电粉末色度测量  33
  本章小结  33-35
第三章 实验结果与讨论  35-53
  3.1 电化学法制备纳米氧化锌  35-40
    3.1.1 扫描电镜分析  35-36
    3.1.2 热重分析  36
    3.1.3 XRD 分析  36-37
    3.1.4 红外光谱分析  37-38
    3.1.5 紫外—可见光分析  38-39
    3.1.6 电化学法制备纳米氧化锌的机理探讨  39-40
  3.2 离子交换法制备纳米氧化锌  40-48
    3.2.1 反应时间对产物制备的影响  40-41
    3.2.2 树脂比例对产物制备的影响  41
    3.2.3 Zn(OH)2 悬浮液处理量  41-42
    3.2.4 扫描电镜分析  42-43
    3.2.5 XRD 分析  43-44
    3.2.6 红外光谱分析  44-45
    3.2.7 紫外—可见光分析  45-46
    3.2.8 热重分析  46
    3.2.9 离子交换原理  46-48
  3.3 电化学法制备复合氧化锌导电粉末  48-51
    3.3.1 扫描电镜分析  48
    3.3.2 XRD 分析  48-49
    3.3.3 电阻率的测量  49-51
    3.3.4 色度的测量  51
  本章小结  51-53
结论  53-54
参考文献  54-57
攻读硕士学位期间发表的学术论文  57-58
致谢  58-59

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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