ZnTe基納米材料的合成及其性能研究
本文關(guān)鍵詞:ZnTe基納米材料的合成及其性能研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:碲化鋅(ZnTe)作為Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體重要組成成員,因其具有良好的光電性能,已廣泛應(yīng)用在綠色發(fā)光二極管、太陽能電池、鋰電池以及太赫茲設(shè)備等領(lǐng)域。由于電子-空穴復(fù)合速率過快,使其在光催化領(lǐng)域受到限制,因而研究者通過調(diào)控ZnTe形貌和ZnTe基復(fù)合結(jié)構(gòu)來提高其光催化活性,拓展應(yīng)用領(lǐng)域。本文利用溶劑熱法合成了不同形貌的ZnTe和ZnTe基復(fù)合納米結(jié)構(gòu),并分析了樣品的形貌、光學(xué)性質(zhì)以及催化性能等。其研究內(nèi)容主要分為以下幾個(gè)方面:(1)采用溶劑熱法制備了碲化鋅與還原氧化石墨烯(ZnTe/RGO)納米復(fù)合結(jié)構(gòu),合成ZnTe納米顆粒的同時(shí),氧化石墨烯(GO)被還原為還原氧化石墨烯(RGO),閃鋅礦ZnTe納米顆粒均勻分散在RGO褶皺片上。引入RGO加強(qiáng)可見光的吸收和減小電子-空穴的復(fù)合,提升了光催化性能,可見光下照射4 h,降解亞甲基藍(lán)56%,拓展了ZnTe/RGO納米復(fù)合物在污水處理方面應(yīng)用價(jià)值。(2)通過溶劑熱法,以亞碲酸鈉(Na2TeO3)和乙酸鋅[Zn(CH2COO)?2H2O]為碲源和鋅源,水合肼為還原劑,合成ZnTe納米材料。討論了不同量表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)ZnTe形貌的影響,當(dāng)加入0.8 g PVP時(shí),可以得到三維納米花,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到72 h,可以得到棒狀ZnTe。ZnTe納米花具有較大的比表面積,增強(qiáng)了可見光響應(yīng),提升了光催化性能,紫外光照射2 h,ZnTe納米花降解亞甲基藍(lán)可以達(dá)到54%。(3)以亞碲酸鈉(Na2TeO3),氧化鋅(ZnO)為前驅(qū)體,采用溶劑熱法合成ZnTe/ZnO類球狀復(fù)合材料,通過控制合成ZnTe顆粒的量來比較復(fù)合樣的光催化性能。SEM表征樣品的形貌為類球狀復(fù)合物,PL和EIS測(cè)試解釋復(fù)合樣光催化增強(qiáng)的原因,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了在紫外光照射下復(fù)合樣光催化性能優(yōu)于純相,而且以ZnO和Na2TeO3摩爾比為1:0.4時(shí)合成的ZnTe/ZnO類球狀復(fù)合樣表現(xiàn)出最佳光催化活性,40 min降解亞甲基藍(lán)達(dá)到91%。
【關(guān)鍵詞】:碲化鋅 還原氧化石墨烯 氧化鋅 亞甲基藍(lán) 光催化
【學(xué)位授予單位】:新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TB383.1
【目錄】:
- 摘要2-3
- Abstract3-7
- 第一章 緒論7-20
- 1.1 引言7-8
- 1.2 ZnTe基本性質(zhì)8-9
- 1.3 ZnTe制備方法9
- 1.4 ZnTe材料的應(yīng)用及發(fā)展9-10
- 1.5 半導(dǎo)體光催化原理及其研究現(xiàn)狀10-13
- 1.5.1 半導(dǎo)體光催化劑10-11
- 1.5.2 半導(dǎo)體光催化原理11
- 1.5.3 半導(dǎo)體光催化降解有機(jī)物的研究現(xiàn)狀11-12
- 1.5.4 ZnTe降解有機(jī)物的研究現(xiàn)狀12-13
- 1.6 選題背景及意義13-14
- 1.7 研究內(nèi)容14-15
- 參考文獻(xiàn)15-20
- 第二章 實(shí)驗(yàn)材料以及樣品表征手段20-29
- 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器20-21
- 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑來源20
- 2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器20-21
- 2.2 樣品的制備21-22
- 2.3 樣品的表征手段22-27
- 2.3.1 X射線衍射分析22-23
- 2.3.2 掃描電鏡(SEM)分析23-24
- 2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)分析24
- 2.3.4 拉曼光譜分析24
- 2.3.5 熒光光譜(PL)分析24-25
- 2.3.6 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)分析25
- 2.3.7 電化學(xué)阻抗(EIS)分析25
- 2.3.8 光催化性能測(cè)試25-26
- 2.3.9 紫外可見分光光度計(jì)(UV-Vis)分析26-27
- 參考文獻(xiàn)27-29
- 第三章 一步溶劑熱法合成ZnTe/RGO納米復(fù)合物以及加強(qiáng)可見光催化活性29-42
- 3.1 引言29
- 3.2 實(shí)驗(yàn)部分29-31
- 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑29-30
- 3.2.2 實(shí)驗(yàn)過程30-31
- 3.3 結(jié)果與討論31-37
- 3.3.1 ZnTe/RGO納米復(fù)合物合成機(jī)理31
- 3.3.2 X射線衍射和拉曼光譜分析31-32
- 3.3.3 X射線光電子能譜(XPS)分析32-33
- 3.3.4 形貌分析33-34
- 3.3.5 紅外光譜和紫外可見光譜分析分析34-35
- 3.3.6 光催化性能測(cè)試35-36
- 3.3.7 熒光測(cè)試和光催化機(jī)理分析36-37
- 3.4 本章小結(jié)37-38
- 參考文獻(xiàn)38-42
- 第四章 溶劑熱法制備ZnTe納米花及其性能研究42-50
- 4.1 引言42
- 4.2 溶劑熱法制備ZnTe納米花42-43
- 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑42
- 4.2.2 實(shí)驗(yàn)過程42-43
- 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表征與分析43-47
- 4.3.1 X射線衍射分析43-44
- 4.3.2 形貌分析44-45
- 4.3.3 紫外可見光譜分析45-46
- 4.3.4 熒光(PL)光譜分析46
- 4.3.5 光催化測(cè)試46-47
- 4.3.6 光催化機(jī)理解釋47
- 4.4 本章小結(jié)47-48
- 參考文獻(xiàn)48-50
- 第五章 ZnTe/ZnO類球狀復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究50-59
- 5.1 引言50
- 5.2 實(shí)驗(yàn)部分50-51
- 5.2.1 樣品的制備50-51
- 5.2.2 表征51
- 5.2.3 光催化性能測(cè)試51
- 5.3 結(jié)果與分析51-56
- 5.3.1 X射線粉末衍射(XRD)的分析51-52
- 5.3.2 形貌(SEM)分析52-53
- 5.3.3 紫外可見光譜分析53-54
- 5.3.4 熒光(PL)光譜和電子阻抗(EIS)譜圖分析54
- 5.3.5 光催化性能分析54-56
- 5.4 結(jié)論56-57
- 參考文獻(xiàn)57-59
- 第六章 總結(jié)與展望59-61
- 6.1 工作總結(jié)59
- 6.2 展望59-61
- 附錄61-62
- 致謝62-63
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