氧化鋅納米材料以其高化學(xué)穩(wěn)定性、良好生物相容性以及優(yōu)異的光電性質(zhì),在光催化、壓電、生物、氣體傳感和醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用取得了重要的突破,受到了廣泛的關(guān)注。然而,由于其帶隙較寬等自身局限性限制了其進一步的開發(fā)和使用。研究表明這些不足可以通過構(gòu)建氧化鋅納米復(fù)合材料的手段進行改善。本文通過水熱法得到不同形貌的ZnO納米材料并對其進行改性。研究了ZnO納米材料的生長過程及傳感性能。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:（1）采用水熱法制備了菱形ZnO納米片。在400°C退火2小時后,得到介孔結(jié)構(gòu)的ZnO納米材料并利用熱還原法對其進行Pd負載。Pd@ZnO（0.2 wt%）對乙醇氣體的響應(yīng)（200 ppm時響應(yīng)為142.2）是純ZnO納米片的4.3倍,并具有更短的響應(yīng)恢復(fù)時間（13 s/9 s）。DFT計算結(jié)果表明,引入Pd原子后,菱形ZnO納米片的帶隙減小,對乙醇分子的吸附能提高。Pd納米顆粒優(yōu)異的催化性能和ZnO可調(diào)控的能帶結(jié)構(gòu)是增強氣體傳感性能的主要原因。（2）采用水熱法制備了雙血小板狀、單血小板狀和球形ZnO微晶納米材料。通過調(diào)節(jié)溶液的pH,有效的對ZnO納米結(jié)構(gòu)的形貌進行調(diào)控并控制ZnO（001）... 

【文章來源】：鄭州輕工業(yè)大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 納米氧化鋅
        1.2.1 納米氧化鋅的簡介
        1.2.2 ZnO納米材料的制備
    1.3 ZnO納米材料的研究現(xiàn)狀及傳感機理
        1.3.1 ZnO納米材料的氣敏傳感機理
        1.3.2 ZnO納米材料的形貌對其性能的影響
        1.3.3 貴金屬負載ZnO納米材料對其性能的影響
        1.3.4 金屬摻雜ZnO納米材料對其性能的影響
        1.3.5 異質(zhì)結(jié)的構(gòu)筑對ZnO納米材料傳感性能的影響
    1.4 DFT在氣敏傳感工作中的應(yīng)用與作用
    1.5 本論文的主要目的和研究內(nèi)容
第二章 Pd負載菱形納米片狀ZnO納米材料的制備及傳感性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗試劑和儀器
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器
    2.3 ZnO納米片結(jié)構(gòu)的表征
        2.3.1 X-射線衍射儀(XRD)
        2.3.2 場發(fā)射電子掃描顯微鏡(FESEM)
        2.3.3 高分辨透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.4 X-射線電子能譜儀(XPS)
        2.3.5 紫外可見漫反射吸收光譜(UV-vis)
        2.3.6 傳感性能分析儀器
    2.4 ZnO菱形納米片樣品的制備
    2.5 結(jié)果與討論
        2.5.1 結(jié)構(gòu)表征
        2.5.2 菱形ZnO納米片氣敏性能測試
        2.5.3 Pd@ZnO復(fù)合材料傳感機理研究
    2.6 本章小結(jié)
第三章 Pd負載雙血小板狀ZnO微晶的制備、傳感性能及DFT計算研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
    3.3 雙血小板狀ZnO納米材料的制備
    3.4 實驗與討論
        3.4.1 雙血小板狀ZnO的結(jié)構(gòu)表征
        3.4.2 Pd負載雙血小板狀ZnO納米材料傳感性能研究
        3.4.3 Pd負載雙血小板狀ZnO納米材料傳感機理研究
    3.5 本章小結(jié)
第四章 Al摻雜類水仙氧化鋅增強NO2傳感性能的實驗和DFT研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
    4.3 材料制備過程
        4.3.1 水仙花狀ZnO制備過程
        4.3.2 Al摻雜水仙狀ZnO納米結(jié)構(gòu)的合成
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 AZO復(fù)合材料的表征分析
        4.4.2 AZO基傳感器性能研究
        4.4.3 AZO傳感器氣敏機理研究
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 本文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
附錄
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]柔性Ni網(wǎng)基底上電沉積制備ZnO納米結(jié)構(gòu)薄膜及其光電性能研究[J]. 常洲,盧輝,馬金福,楊少林,寧曉杰.  有色金屬工程. 2018(06)
[2]靜電紡絲法制備的釔摻雜氧化鋅球形納米材料對乙醇的敏感特性[J]. 魏晉軍,馬書懿.  硅酸鹽學(xué)報. 2017(10)
[3]基于CVD自組裝生長氧化鋅半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)的光電導(dǎo)紫外探測器研究[J]. 劉晗,趙小龍,彭文博,賀永寧.  人工晶體學(xué)報. 2014(08)
[4]超長氧化鋅納米線的制備及其氣敏性能和紫外傳感應(yīng)用研究[J]. 李帥朋,向群,秦楠,徐甲強,許鵬程.  發(fā)光學(xué)報. 2014(05)



本文編號：3187160