本文關(guān)鍵詞：NiS和NiO納米材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控及吸附、傳感性能

  更多相關(guān)文章： NiS超薄納米片 NiO的多孔骨架結(jié)構(gòu) 吸附性質(zhì) 氣敏性能

【摘要】：本文采用簡單的溶液熱反應(yīng)法制備出NiS超薄納米片組裝的片網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的納米材料、多孔的NiO骨架結(jié)構(gòu)和暴露{111}晶面的Ag/NiO八面體結(jié)構(gòu),利用X-射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、場發(fā)射電子顯微鏡(FESEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、多功能成像光電子能譜儀(XPS)和物理吸附儀對產(chǎn)物的晶相,形貌和結(jié)構(gòu)進行了表征。在實驗中,研究了NiS片網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對酸性染料的選擇吸附性能,NiO多孔骨架結(jié)構(gòu)和Ag負載的NiO八面體的傳感性能,探討了它們結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。以上研究為制備不同形貌NiS和NiO納米材料以及其在染料吸附、氣體傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。具體研究結(jié)果如下所述：(1)采用簡單的溶液熱反應(yīng)法,以六水合氯化鎳為鎳源,硫脲為硫源在Si片襯底上制備了NiS超薄納米片組裝的片網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的納米材料,研究了NiS片網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對酸性染料的選擇性吸附性質(zhì)。探索了染料初始濃度和體系不同pH對NiS吸附性能的影響,發(fā)現(xiàn)染料的初始濃度越大,pH越接近6.9(IEP),吸附性能越好。并且提出了選擇性吸附酸性染料的可能的機理。(2)采用溶液快速熱反應(yīng)法,以硝酸鎳的乙二醇溶液為金屬源,制備了多孔的NiO三維骨架結(jié)構(gòu)。通過改變溫度得到Ni-NiO的復(fù)合結(jié)構(gòu),探究了所得的多孔NiO三維骨架結(jié)構(gòu)和Ni-NiO的復(fù)合結(jié)構(gòu)的傳感性能,發(fā)現(xiàn)其具有優(yōu)異的氣敏性能,并且具有純相結(jié)構(gòu)、比表面積大、孔結(jié)構(gòu)越豐富、結(jié)晶性好的材料的傳感性能越好。因此,這種多孔的NiO三維骨架結(jié)構(gòu)在氣體傳感器領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。(3)基于暴露{111}晶面NiO八面體結(jié)構(gòu),制備出不同晶面選擇性沉積Ag的NiO八面體結(jié)構(gòu),研究樣品的傳感性能,發(fā)現(xiàn)負載金屬Ag后的NiO具有比純的NiO八面體更優(yōu)異的性能,而且沉積Ag的含量不同,NiO的傳感性能不同。探討了可能的機理,發(fā)現(xiàn)NiO優(yōu)異的傳感性能主要歸因于八面體暴露了高表面能的{111)極性晶面,由于Ni-NiO和O-NiO極性晶面間存在內(nèi)電場,而Ag單質(zhì)的存在增強了極性晶面間的內(nèi)電場,在內(nèi)電場的作用下,電子向Ni-NiO晶面遷移,在樣品表面聚集,進而吸附大量的游離氧,增強了NiO的傳感性能。
【關(guān)鍵詞】：NiS超薄納米片 NiO的多孔骨架結(jié)構(gòu) 吸附性質(zhì) 氣敏性能
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O614.813;TB383.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-23
• 1.1 引言9
• 1.2 NiS納米材料的結(jié)構(gòu)與性能9-13
• 1.2.1 染料電池性能10-11
• 1.2.2 鋰離子電池性能11-12
• 1.2.3 磁學(xué)性質(zhì)12
• 1.2.4 光催化和吸附性質(zhì)12-13
• 1.3 NiO納米材料的結(jié)構(gòu)與性能13-19
• 1.3.1 磁學(xué)性能13-14
• 1.3.2 電學(xué)特性14-15
• 1.3.3 吸附性能15
• 1.3.4 光催化性能15-17
• 1.3.5 傳感特性17-19
• 1.4 本課題的提出和意義19-20
• 1.5 本論文研究路線的設(shè)計及其研究內(nèi)容20-23
• 第2章 約2.5nm厚NiS超薄納米片組裝的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的制備及其對酸性染料的吸附性能23-45
• 2.1 引言23-24
• 2.2 實驗部分24-26
• 2.2.1 試劑和儀器24
• 2.2.2 樣品的制備24-25
• 2.2.3 產(chǎn)物的表征25
• 2.2.4 吸附性能實驗25-26
• 2.3 結(jié)果與討論26-44
• 2.3.1 NiS納米片的形貌和晶體結(jié)構(gòu)26-29
• 2.3.2 透射電鏡(TEM)和原子力顯微鏡(AFM)29-31
• 2.3.3 物理吸附31
• 2.3.4 有機染料吸附性能31-35
• 2.3.5 吸附酸性染料的動力學(xué)35-37
• 2.3.6 酸性染料初始濃度對吸附影響37-38
• 2.3.7 染料吸附等溫模型38-40
• 2.3.8 pH對吸附性質(zhì)的影響40-41
• 2.3.9 吸附機理41-44
• 2.4 結(jié)論44-45
• 第3章 NiO多孔骨架結(jié)構(gòu)的制備及傳感特性研究45-59
• 3.1 引言45-46
• 3.2 實驗部分46-48
• 3.2.1 實驗試劑和儀器46
• 3.2.2 NiO三維骨架結(jié)構(gòu)的制備46-47
• 3.2.3 產(chǎn)物的表征47
• 3.2.4 氣敏元件的制備47-48
• 3.3 結(jié)果與討論48-58
• 3.3.1 形貌和晶體結(jié)構(gòu)48-50
• 3.3.2 透射電鏡(TEM)50-51
• 3.3.3 物理吸附測試51
• 3.3.4 氣敏性能51-58
• 3.4 結(jié)論58-59
• 第4章 Ag選擇性沉積的NiO八面體制備及其增強的化學(xué)傳感性能59-75
• 4.1 引言59-60
• 4.2 實驗部分60-62
• 4.2.1 試劑和原料60
• 4.2.2 樣品的制備60-61
• 4.2.3 產(chǎn)物的表征61
• 4.2.4 氣敏元件的制備61-62
• 4.3 結(jié)果與討論62-73
• 4.3.1 Ag負載NiO八面體的形貌和晶體結(jié)構(gòu)62-65
• 4.3.2 氣敏性能測試65-73
• 4.4 結(jié)論73-75
• 總結(jié)75-77
• 參考文獻77-91
• 致謝91-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果93

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