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《氧化鋅納米線陣列的制備、改性與其性能分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、江蘇科技大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)江蘇科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于：(1)保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。(2)不保密□。學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：年月日年月日萬方數(shù)據(jù)摘要摘要ZnO作為傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料具有獨特的催化、電學(xué)、光電學(xué)等性質(zhì)，一直受到人們的廣泛關(guān)注和研究。近年來，ZnO一維納米陣列由于具有單晶結(jié)構(gòu)，優(yōu)良的電導(dǎo)傳輸效率和透
2、光性等特點，在構(gòu)造納米器件等方面顯示出極大的應(yīng)用潛力。本論文首先利用水熱法制得了規(guī)則排列的ZnO納米線陣列，在此基礎(chǔ)上再對其進行改性，以期改善其在光電納米器件應(yīng)用方面的性能。論文主要研究內(nèi)容如下：1通過水熱合成法制備出規(guī)則排列的ZnO納米線陣列，其掃描電鏡(SEM)圖片證明合成的ZnO納米線直徑為100-200nm，長度1-2μm。并且通過改變實驗條件對納米線陣列的密度、納米線直徑和長度進行進一步的調(diào)節(jié)，在最后討論了ZnO納米線陣列的形成機理。2利用簡單的光還原方法將Ag納米顆粒均勻地負載在ZnO納米線陣列的頂端。通過調(diào)節(jié)其反應(yīng)條件如反應(yīng)物種類、濃度、退火溫度等對負載在ZnO納米線陣列
3、上Ag納米顆粒的結(jié)構(gòu)、形貌、位置、數(shù)量進行了調(diào)控。最后對復(fù)合納米線陣列在全光和單色光照射下的光電化學(xué)性能（PEC）進行了檢測分析，結(jié)果表明其光電流遠遠高于-2純的氧化鋅納米線陣列，可達2.40mAcm，這種金屬-半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)能夠有效促進光生空穴-電子對的分離和傳輸，從而提高光電轉(zhuǎn)換性能。3合成出ZnO納米線陣列后，利用簡單的光照還原法首次合成出由Au納米線連接氧化鋅納米線的新型三維網(wǎng)絡(luò)狀復(fù)合納米材料。結(jié)合進一步的實驗分析，提出了這種特殊復(fù)合結(jié)構(gòu)的成型機理，在光照下，光生電子容易在ZnO納米線的頂端富集，而導(dǎo)致其側(cè)面的空穴增多，從而在氧化鋅納米線之間形成一個相互作用的正電場。反應(yīng)-液中
4、的[Au(OH)xCl4?x](x=0-4)離子會在此電場作用下同時向相鄰兩根氧化鋅納米線上遷移還原生長金線，最終兩根Au納米線會連接匯合成一條納米線，從而實現(xiàn)三維網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)的生成。另外，還研究了此種復(fù)合結(jié)構(gòu)的可見光光電化學(xué)性能，并與純的氧化鋅納米線陣列和普通的Au納米顆粒負載的ZnO納米線陣列相比較。由于這種結(jié)構(gòu)能使光生熱電子更加高效地進行傳輸，使得其光電流與兩種對比納米材料相比大大提高。關(guān)鍵詞：氧化鋅，納米陣列，光電化學(xué)性能I萬方數(shù)據(jù)AbstractAbstractAsatraditionalsemiconductor,ZnOhaveattractedintenseinteres
5、tsduetoitsuniquecatalytic,electricity,photo-electricityperformances.Recently,ZnOnanwirearrayshaveshowngreatpotentialsasbuildingblocksofnanodevicesduetotheexcellentproperties,suchassinglecrystalline,efficientchargetransport,hightransparency,etc.Inthisdissertation,highlyalignedZnOnanowirearrayswer
6、efirstlysynthesizedthroughhydrothermalmethodreportedbyothergroups.Then,bymodifyingtheas-preparedZnOnanowirearrays,abetterperformanceinapplicationofphotoelectrochemicalnano-deviceswasseeked.Themainpartsofthethesisareasfollows:1.HighlyalignedZnOnanowirearrayswerefirstlyfabricatedviahydrothermalmet
7、hod.TheSEMimagesindicatethatas-synthesizedZnOnanowireshavelengthsof1-2μmanddiametersrangefrom100-200nm.Thedensity,diameterandlengthofZnOnanowirescanbereadilycontrolledbychangingreactionparameters.TheformationmechanismofZnOna
