ZnO微纳米材料的合成及性能研究-化学工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合安徽师范大 学硕士学位论文质量要求。 答辩委员会签名： 主席：（工作单位﹑职称） 委员： 导师： 学 位 论 文 独 创 性 声 明 本人声明:所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意，除了 文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 安徽师范大学 有关保留、使用学位论文的规定：学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 安徽师范大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权书。 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 学位论文作者获学位后去向: 工作单位： 电话： 通讯地址： 邮编： ZnO 微/纳米材料的合成及性能研究 摘要 近几十年来，ZnO 作为一种直接宽带隙（3.37 eV）的Ⅱ-Ⅵ族半 导体材料，由于其独特的压电和光电性能吸引越来越大的研究兴趣。 目前，ZnO 被广泛地应用在电学、光学和磁等领域，如透明电子、压 电器件、太阳能电池、自旋电子设备和化学传感器。在水处理工艺中， ZnO 由于其成本低、制备方法简单成为一个有应用前景的光催化剂。 但是，仅吸收太阳光中的紫外光（5%）极大地限制了 ZnO 材料的实 际应用。本文通过简单的溶液方法制备了具有缺陷的 ZnO 微/纳米材 料和 Mn:ZnO 稀磁半导体。研究了在紫外光和可见光照射下对 MB 的 光催化活性。本论文的主要内容如下： 1、通过简单的溶剂热法，于 180℃、10 h 条件下合成 ZnC2O4 前 驱体，高温煅烧得到具有可控氧缺陷的 ZnO 微/纳米晶体。ZnO 微/纳 米晶体的尺寸和表面缺陷随着水/乙醇体积比的增加而增加，但样品的 BET 比面积逐渐减少。室温荧光光谱表明，样品的表面缺陷类型和浓 度有明显差别。另外，ZnO 微/纳米晶体的光催化活性主要依赖于表面 缺陷浓度；具有较高表面缺陷的样品展现出对亚甲基蓝（MB）较高 的光催化活性。 2、我们报道了一种通过 Zn(OH)F 前驱体，大量合成窄带隙（Eg = 3.09 eV）、具有可见光响应的黄色 ZnO 微米环的有效方法。拉曼和 XPS 光谱显示黄色 ZnO 晶体中含有大量的氧缺陷，并且氧缺陷的浓度随在 空气中煅烧温度的升高而减少。氧缺陷导致黄色 ZnO 带隙变窄并增强 其可将光响应。电子顺磁共振（EPR）谱证实黄色 ZnO 中存在着丰富 的表面缺陷，由此导致了较强的荧光发射。可以发现黄色 ZnO 晶体在 可将光照射下有效地对亚甲基蓝（MB）的光催化降解。值得一提的 是黄色的 ZnO 环可以稳定存在至少一年。 3、通过水热法合成具有较好结晶度的 Zn1-xMnxO 环。结构表征显 示，Mn2+进入 ZnO 晶格中并且没有任何第二相的存在。SEM 图表明 样品是有着纳米孔的微米环状；从 XRD 图可以发现，在 Mn 掺杂浓度 低于 3at%时没有二相存在。PL 光谱显示 Mn2+的引入导致荧光猝灭。 SQUID 结果显示不掺杂的 ZnO 展现出明显的室温铁磁性，这是由于 大量氧缺陷存在所致。掺杂的样品也具有室温铁磁性，磁性主要来源 于 Mn2+的引入与氧缺陷之间的协同作用。 关键词：ZnO 微/纳米晶体；黄色 ZnO；氧缺陷；光催化；铁磁性 Synthesis and property of ZnO Micro/nano materials Abstract In recent decades, as a Ⅱ-Ⅵ  semiconductor material with a direct wide bad gap of 3.37eV, ZnO micro/nano materials has attracted an increasing research interest because of its unique piezoelectric and photoelectric properties. Now, ZnO has been widely used in the fields of electrics, optics and magnetic such as transparent electronics, solar cells, piezoelectric devices, spin electronics a