氧化鋅(ZnO)是一種典型的多功能寬帶隙n型半導(dǎo)體材料,禁帶寬度3.37 eV,激子結(jié)合能為60 meV。由于其獨特的光學(xué)、電學(xué)以及物理化學(xué)性質(zhì),被廣泛應(yīng)用于太陽能電池、激光器、光電探測器、發(fā)光二極管、光催化劑、氣體傳感器和超級電容器等方面。本文以ZnO納米結(jié)構(gòu)的合成與氣敏及電化學(xué)性能為主要研究內(nèi)容,采用簡單的模板法和低溫水浴法制備ZnO空心球和不同摩爾復(fù)合比例的ZnO/碳球納米復(fù)合材料,并采用WS-30A氣敏傳感器檢測系統(tǒng)和電化學(xué)工作站對合成的納米結(jié)構(gòu)ZnO氣體敏感性能和電化學(xué)性能進行了測試。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：(1)ZnO空心球的制備、表征及其氣敏性能研究以PS球為模板,以醋酸鋅為前驅(qū)體,采用模板法水浴制備得到了ZnO空心球,利用X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線光電子能譜分析(XPS)等方法對所制備樣品的晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌、成分組成、表面態(tài)等進行了表征。采用WS-30A氣敏傳感器檢測系統(tǒng)對ZnO空心球的氣體敏感性能進行了測試。結(jié)果表明,ZnO空心球?qū)φ〈細怏w具有最高的靈敏度。靈敏度主要取決于比表面積及樣品表面的吸附氧離子濃度。(2)ZnO/碳球納米復(fù)合...

【文章頁數(shù)】：85 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 ZnO的基本結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.2.1 ZnO的晶體結(jié)構(gòu)
        1.2.2 ZnO的基本性質(zhì)
    1.3 納米ZnO的制備方法
    1.4 納米ZnO的應(yīng)用
        1.4.1 納米ZnO在氣體傳感器敏感材料中的應(yīng)用
        1.4.2 納米ZnO在超級電容器電極材料中的應(yīng)用
        1.4.3 提高納米ZnO氣敏性能及電化學(xué)性能的方法
    1.5 本論文的選題意義及研究內(nèi)容
        1.5.1 選題意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 實驗材料、表征及測試方法
    2.1 實驗試劑與儀器
        2.1.1 實驗試劑與原料
        2.1.2 實驗儀器與設(shè)備
    2.2 表征及測試方法
        2.2.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.2.2 透射電子顯微鏡分析(TEM)
        2.2.3 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.2.4 氮吸附比表面分析(BET)
        2.2.5 氣敏性能測試
        2.2.6 電化學(xué)性能測試
第三章 ZnO空心球的制備、表征及其氣敏性能研究
    3.1 引言
    3.2 樣品制備
        3.2.1 實驗步驟
        3.2.2 工藝流程
    3.3 表征結(jié)果與分析
        3.3.1 結(jié)構(gòu)、形貌與成分
        3.3.2 形成機制
    3.4 氣體敏感性能研究
        3.4.1 氣敏測試方法
        3.4.2 ZnO空心球的氣敏性能
        3.4.3 氣敏機理
    3.5 本章小結(jié)
第四章 ZnO/碳球納米復(fù)合材料的合成及其電化學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 樣品制備
        4.2.1 實驗步驟
        4.2.2 工藝流程
    4.3 表征結(jié)果與分析
        4.3.1 結(jié)構(gòu)、形貌與成分
        4.3.2 形成機制
    4.4 超級電容器電極材料性能研究
        4.4.1 電極的制備
        4.4.2 電化學(xué)性能
        4.4.3 電化學(xué)機制探討
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
    5.1 主要研究成果
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 存在的不足和需要改進的工作
參考文獻
附錄 研究生期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3931022