發(fā)布時(shí)間：2018-01-10 16:35

  本文關(guān)鍵詞：基于一維氧化鋅納米材料的制備與性能研究　出處：《哈爾濱師范大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 靜電紡絲 氧化鋅 納米纖維 氣體傳感器 光催化

【摘要】：氧化鋅,具有60 meV,激子結(jié)合能的一種直接寬禁帶金屬氧化物半導(dǎo)體,禁帶寬度為3.37 eV,由于其良好的光、電性能引起了研究者廣泛的關(guān)注,這些性能使氧化鋅在太陽(yáng)能電池、光探測(cè)器、氣體傳感器及光催化等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。一維納米材料例如:納米棒,納米線,納米纖維和納米帶,具有高長(zhǎng)徑比和超大的比表面積使其在實(shí)際應(yīng)用中非常有競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)勢(shì)。在眾多一維材料的制備方法中,靜電紡絲法已經(jīng)被證明是一種通用,有效,簡(jiǎn)單且廉價(jià)的方法來制備一維納米纖維。因此,本文研究集中在通過靜電紡絲方法合成一維氧化鋅基納米材料開展其在氣敏和光催化性能研究,主要內(nèi)容如下:(1)靜電紡絲法制備多孔氧化鋅納米纖維及其氣敏性能研究以醋酸鋅為鋅源,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為增稠劑劑,采用簡(jiǎn)單的靜電紡絲法合成多孔氧化鋅納米纖維(直徑約200-300nm,長(zhǎng)約為數(shù)微米)。通過調(diào)節(jié)醋酸鋅與PVP的量,實(shí)現(xiàn)了納米管,纖維/管與多孔纖維結(jié)構(gòu)的合成。該系列一維材料均由粒徑20~30nm的氧化鋅納米粒子堆積組成,使其具有高比表面積(10.68~12.04m2/g)與孔徑大小(20-50nm)。由于其豐富的多孔結(jié)構(gòu),該系列材料對(duì)丙酮顯示良好的響應(yīng)和選擇性,對(duì)500ppm丙酮靈敏度高達(dá)243.3。(2)靜電紡絲法合成氧化鋅/二氧化錫復(fù)合納米纖維及其光催化性能研究以氯化鋅和二氯化錫作為無機(jī)源,通過靜電紡絲法合成氧化鋅/二氧化錫復(fù)合納米纖維。所制纖維直徑約為250nm,通過XRD,TEM表征證明氧化鋅/二氧化錫復(fù)合纖維成功制備。同時(shí)通過調(diào)節(jié)氯化鋅與二氯化錫的量,對(duì)合成機(jī)理進(jìn)行了探討。通過對(duì)多種染料(亞甲藍(lán),剛果紅,曙紅,甲基橙)的光降解動(dòng)力學(xué)的分析發(fā)現(xiàn)對(duì)剛果紅展現(xiàn)良好的光降解能力(20min 98.8%)和高循環(huán)使用能力。(3)基于靜電紡絲法合成氧化鋅/硫化鎘復(fù)合材料及其可見光催化性能研究基于靜電紡絲法通過二次水熱生長(zhǎng)合成氧化鋅/硫化鎘復(fù)合材料,對(duì)合成的樣品進(jìn)行了SEM、TEM、XRD、UV-vis等表征,證明復(fù)合材料的成功制備。將合成的材料用于可見光催化降解有機(jī)染料,展現(xiàn)對(duì)曙紅良好的可見光光降解能力(120min 96.67%)。
[Abstract]:Zinc oxide, a direct wide band gap metal oxide semiconductor with an exciton binding energy of 60 MEV, with a band gap of 3.37 EV, due to its good light. Electrical properties have attracted wide attention of researchers. These properties make zinc oxide have a broad application prospect in solar cells photodetectors gas sensors and photocatalysis. One-dimensional nanomaterials such as nanorods. Nanowires, nanofibers and nanobelts, with high aspect ratio and large specific surface area, have a very competitive advantage in practical applications. Electrospinning has proved to be a universal, efficient, simple and inexpensive method for preparing one-dimensional nanofibers. This paper focuses on the synthesis of one-dimensional ZnO nanomaterials by electrospinning method to study their gas-sensing and photocatalytic properties. The main contents are as follows: (1) preparation of porous zinc oxide nanofibers by electrospinning and their gas-sensing properties; zinc acetate as zinc source and polyvinylpyrrolidone as thickener. Porous zinc oxide nanofibers (about 200-300 nm in diameter and several microns in length) were synthesized by a simple electrospinning method. The nanotubes were realized by adjusting the amount of zinc acetate and PVP. Synthesis of fiber / tube and porous fiber structure. The series of one-dimensional materials are composed of zinc oxide nanoparticles with a diameter of 20 ~ 30nm. It has a high specific surface area of 10.68 ~ 12.04m2 / g) and a pore size of 20-50nmg. due to its rich porous structure. The series of materials showed good response and selectivity to acetone. Zinc oxide / tin dioxide composite nanofibers were synthesized by electrostatic spinning and their photocatalytic properties were studied. Zinc chloride and tin dichloride were used as inorganic sources. Zinc oxide / tin dioxide composite nanofibers were synthesized by electrospinning method. The diameter of the fibers was about 250nm, and the fibers were prepared by XRD. TEM characterization proved that zinc oxide / tin dioxide composite fiber was successfully prepared. The synthesis mechanism was also discussed by adjusting the amount of zinc chloride and tin dichloride. Various dyes (methylene blue, Congo red) were studied. Eosin. Analysis of photodegradation kinetics of methyl orange showed that Congo red showed good photodegradation ability (98.8 min) and high recycling ability. Synthesis of Zinc oxide / cadmium Sulfide Composites based on Electrospinning and their visible Light Catalytic Properties; Zinc oxide / cadmium Sulfide Composites synthesized by Secondary hydrothermal growth based on Electrospinning method. The synthesized samples were characterized by SEMTEMT-XRD- UV-vis, which proved that the composites were successfully prepared. The synthesized materials were used to catalyze the degradation of organic dyes by visible light. The ability of visible light degradation to eosin was shown to be 96.67% in 120 min.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ132.41;TB383.1

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本文編號(hào)：1405979