学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

一维金属氧化物纳米材料的制备与生长机理的研究

作　者: 李付奎
导　师: 张之圣
学　校: 天津大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 氧化锌 聚乙烯醇 纳米棒 二氧化锰 偏硼酸钾
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 90次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


纳米科技是上世纪末开始兴起的一门科学,纳米材料学是纳米科技的主要研究内容。近年来一维纳米材料由于其新颖的物理、化学特性以及在许多领域所展示的潜在的广阔的应用前景,因而已成为当今纳米材料领域的前沿与热点。ZnO属于II-VI族直接带隙宽禁带半导体材料,一维ZnO纳米棒是一种具有光电特性与压电特性的材料,其一维的棒状结构可以很好地感知施加在棒两端的力的变化,并由压电特性转变为电信号,因而适合用作纳米级的压力传感器的感应材料,除此之外,ZnO可作为光敏材料,应用于发光二极管、光敏电阻、感光探测器件等。一维ZnO纳米棒由于其特有的一维形貌特征,因而具有比块体材料有更优异的特性。以聚乙烯醇、柠檬酸、水杨酸、聚乙二醇为辅助材料,在PH值分别为5、6、7、8、9的情况下合成ZnO纳米棒,实验结果表明以聚乙烯醇为辅助材料PH为9时合成了长度约为35μm,直径约为50100nm的ZnO纳米棒,生长状况为25个实验产物中最好的一组。通过对ZnO纳米棒生长机理的研究,认为聚乙烯醇起到了空间限域的作用,促进了纳米棒的生长,PH值为9时络合离子Zn（NH3）42+会代替Zn2+,络合离子Zn（NH3）42+更适合ZnO纳米棒的生长。锰元素具有多种氧化价态,且氧化锰具有价格低廉、环境友善等优点,有望成为高性能电池的电极材料而得到广泛的应用。此外MnO2的高催化活性可用于还原汽车尾气及工厂排放的中的氮氧化物,催化氧化废气中的一氧化碳及有机物,在环保领域也有广泛的用途。一维MnO2纳米棒比块体材料有更优异的特性,可以广泛用于储能、催化等领域。以偏硼酸钾为辅助材料,偏硼酸钾、氯化钠、氯化钾、乙酸锰的混合溶液作为前驱物,采用加热前驱物的方法合成了长度约为510μm,直径约为50100nm的MnO2纳米棒。对MnO2纳米棒的生长机理进行研究,认为偏硼酸钾在高温加热的过程中产生了B2O3无机高分子网络结构,该网络有类似聚乙烯醇高分子网络,起到了空间限域的作用,促进了MnO2纳米棒的生长,NaCl-KCl复合熔盐起到了分散剂、导热、传质的作用,有利于MnO2纳米棒的生长。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-20
  1.1 引言  8-9
  1.2 纳米科学与技术  9-10
  1.3 纳米材料  10-14
    1.3.1 纳米材料的分类  10-11
    1.3.2 纳米材料的物理效应  11-12
    1.3.3 纳米材料及纳米器件的特点  12-14
  1.4 一维纳米材料  14-18
    1.4.1 一维纳米材料的分类  14-15
    1.4.2 一维纳米材料的生长机理与制备方法  15-16
    1.4.3 一维纳米材料的表征  16-18
  1.5 本论文的研究思路与基本内容  18-20
第二章 以不同的辅助材料在不同的PH值下合成ZnO纳米棒  20-30
  2.1 ZnO材料的特性及应用前景  20-21
  2.2 辅助材料及反应物的特性与配置  21-25
    2.2.1 聚乙烯醇(PVA) 的特性  21-23
    2.2.2 柠檬酸(CA) 的特性  23
    2.2.3 水杨酸（ASA）的特性  23-24
    2.2.4 聚乙二醇（PEG）的特性  24-25
    2.2.5 乙酸锌的特性  25
  2.3 PH值的调节  25-26
  2.4 实验设备与实验药品的准备  26-27
  2.5 实验过程  27-29
  2.6 本章小结  29-30
第三章 ZnO纳米棒的形貌表征及其生长机理的初步探讨  30-47
  3.1 表征与分析仪器  30-31
  3.2 样品的FESEM分析  31-38
    3.2.1 五组样品的FESEM分析  31-37
    3.2.2 FESEM测试结果的总结  37-38
  3.3 样品的FETEM分析  38-40
  3.4 样品的XRD分析  40-42
  3.5 氧化锌纳米棒的生长机理  42-45
    3.5.1 聚乙烯醇的作用  43-44
    3.5.2 PH值的作用  44-45
  3.6 本章小结  45-47
第四章 KBO_2辅助合成MnO_2纳米棒  47-59
  4.1 二氧化锰纳米材料的特性及应用前景  47-48
  4.2 辅助材料及反应物的特性与配置  48-49
  4.3 实验设备与实验药品  49-50
  4.4 实验过程  50-51
  4.5 表征与分析仪器  51-52
  4.6 样品的表征分析  52-55
    4.6.1 样品的FESEM分析  52-53
    4.6.2 样品的FETEM分析  53-54
    4.6.3 样品的XRD分析  54-55
  4.7 二氧化锰纳米棒的生长机理  55-58
  4.8 本章小结  58-59
第五章 总结与展望  59-62
  5.1 总结  59-61
  5.2 展望  61-62
参考文献  62-65
发表论文和参加科研情况说明  65-66
致谢  66

相似论文

  1. PVA基复合包装材料纳米SiO2改性及其对咸鸭蛋保鲜效果的影响,TS253.46
  2. 半导体光催化材料的制备及其光催化性能研究,O643.36
  3. 核壳结构聚合物微球的合成、改性及应用,O631.3
  4. 形貌可控的铈基氧化物的制备及催化氧化性能研究,O614.332
  5. 聚乙烯醇/聚苯乙烯复合纳米纤维的制备与表征,TQ340.1
  6. MWCNTs与ZnO/SnO2复合材料的制备及其NO气敏性研究,TB33
  7. 介孔有机—无机杂化氧化硅螺旋纳米棒的制备,TB383.1
  8. ZnO基稀磁半导体的制备与性能研究,TN304.21
  9. 溶胶—凝胶法制备氧化锌薄膜晶体管的研究,TN321.5
  10. 无线多点MOA在线监测系统的研究与设计,TM862
  11. PVA含硫改性材料的制备、表征及其对Cu（Ⅱ）和Ag（Ⅰ）吸附性能研究,O647.32
  12. 石墨烯及其它基底上二氧化锡纳米棒阵列的生长、性能及器件,TB383.1
  13. 铸造用气硬环保型水溶性高分子粘结剂及其硬化机理的研究,TG221.1
  14. GIS中氧化锌避雷器对快速暂态过电压影响的研究,TM864
  15. 有机无机杂化材料和纳米材料固定酶电化学生物传感器的研究,TP212.3
  16. 铝离子掺杂氧化锌薄膜的溶胶—凝胶法制备及性能,TB383.2
  17. 氧化锌纳米阵列的可控生长与性质研究,TB383.1
  18. 电纺氧化锌纳米纤维的制备及其光电流性能研究,TB383.1
  19. 应用多相系统制备形貌可控的金属及氧化物纳米材料,TB383.1
  20. 掺杂多种氧化物的二氧化锡电极的制备与其性能的研究,TB383.1

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
© 2012 www.xueweilunwen.com