纳米ZnO半导体材料的电化学制备与控制
《纳米棒状ZnO自组装结构的制备及其光电性能研究》范文
《纳米棒状ZnO自组装结构的制备及其光电性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的发展，ZnO纳米材料因其优异的物理和化学性质，如高激子结合能、高电子迁移率等，被广泛应用于光电器件、生物传感器、光催化剂等领域。
本文以纳米棒状ZnO自组装结构为研究对象，探讨了其制备方法及光电性能，旨在为ZnO纳米材料的应用提供理论依据。
二、制备方法1. 材料选择与准备本实验选用高纯度的ZnO粉末作为原料，通过溶胶-凝胶法进行制备。
此外，还需准备乙醇、去离子水、表面活性剂等辅助材料。
2. 制备过程首先，将ZnO粉末溶解在乙醇中，形成均匀的溶液。
然后，加入表面活性剂，在搅拌条件下使溶液形成溶胶。
接着，将溶胶置于适当的温度下进行凝胶化处理，使ZnO纳米棒自组装形成结构。
最后，对所得产物进行清洗、干燥，得到纳米棒状ZnO自组装结构。
三、结构与形貌分析1. 结构分析通过X射线衍射（XRD）对制备的纳米棒状ZnO自组装结构进行物相分析，结果表明，所得产物为六方纤锌矿结构的ZnO。
2. 形貌分析利用扫描电子显微镜（SEM）对样品进行形貌观察，发现ZnO纳米棒呈规则的棒状结构，且自组装形成紧密的结构。
此外，通过透射电子显微镜（TEM）对纳米棒的微观结构进行进一步观察，发现其具有较高的结晶度和良好的分散性。
四、光电性能研究1. 紫外-可见吸收光谱分析通过紫外-可见吸收光谱测试，发现纳米棒状ZnO自组装结构在紫外区域具有较高的光吸收能力。
此外，通过对光谱数据的分析，可以得到其禁带宽度等光电性能参数。
2. 光致发光性能研究光致发光性能是评价半导体材料光学性能的重要指标。
通过光致发光光谱测试，发现纳米棒状ZnO自组装结构具有较好的光致发光性能，发光峰位明确，半峰宽较窄。
这表明其具有较高的光学质量和较好的结晶度。
3. 电学性能研究通过电学性能测试，发现纳米棒状ZnO自组装结构具有较高的电子迁移率和较低的电阻率。
这些电学性能参数对于评估其在光电器件中的应用具有重要意义。
ZnO纳米薄膜的电化学制备及其AFM形貌表征
射、 电化学沉积［ 等 。其 中电化学沉积法由于具 ５ ］
有 成膜质 量高 、 以实现原 子级 掺杂 、 备相 对简 可 设 单 、 需 要超高 真空 的优势 而得 到 了特 别 的关 注 。 不 关 于电化学 沉 积 制 备 Ｚ ０ 薄 膜 的 研究 已有 很 多 ｎ 报道 ， 是 由于 电化学 沉积 过程 中溶 液 的 ｐ 值 、 但 Ｈ 温度 、 浓度 、 积 电 压［ 等 都 会 对 生 成 的 Ｚ Ｏ 纳 沉 ５ ］ ｎ 米粒 子形貌 产生 微 妙 的影 响 ， 以本 文利 用 恒 电 所 位 电化 学沉 积法进 行 了 Ｚ Ｏ纳 米 薄膜 的制 备 ， ｎ 并
第２ ３卷
第 ３期
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理
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Ｖｏ． ３ ＮＯ ３ １２ ．
２１ ０ ０年 ６月
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文 章 编 号 ：０ ７２ ３ （Ｏ０ ０ —０ １０ １０ —９ ４２ １ ）３０ ０ —３
Ｚ Ｏ是一种直接带 隙宽禁带半导体材料 ， ｎ 在 信 息领域有 着重 要 的应 用 ［。和 目前 广泛 使用 的 】 ］
光 电子 材 料 Ｇ Ｎ 相 比， ｎ 薄 膜具 有 生 长 温 度 ａ ＺＯ 低、 激子束缚 能高 （０ Ｖ）］ ６ ｍｅ ［ 等优点 ， 理论上在
１ 实
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本工 作 中制 备 纳 米 Ｚ Ｏ 薄膜 采 用 的基 片是 ｎ
Ｚ Ｏ纳米薄膜 的电化学制备及其 Ａ Ｍ 形貌表征 ｎ Ｆ
以看 出 ， 经过 Ｎａ 溶 液 超 声 清 洗 后 ， 底上 大 ＯＨ 基
ZnO纳米材料的合成与应用研究
ZnO纳米材料的合成与应用研究概述：ZnO纳米材料作为一种具有广泛应用前景的半导体材料，其合成与应用研究一直备受关注。
本文旨在探讨ZnO纳米材料的合成方法以及其在各个领域的应用，从而深入了解其在科学研究和工业应用中的潜力。
一、ZnO纳米材料的合成方法1. 水热法合成水热法是一种常用的制备ZnO纳米材料的方法。
它通过调节反应条件和反应时间，可以获得具有不同形貌和尺寸的ZnO纳米颗粒。
水热法合成ZnO纳米材料具有简单、低成本、可扩展性强等优点，因此受到了广泛关注。
2. 溶胶-凝胶法合成溶胶-凝胶法是一种通过溶胶中的化学反应和胶体形成过程制备纳米材料的方法。
在ZnO纳米材料的合成中，可以通过溶胶-凝胶法控制反应条件，如温度、浓度和PH值等，以实现获得具有不同形貌和尺寸的纳米颗粒。
3. 气相法合成气相法是制备ZnO纳米材料的一种常用方法。
它通过将金属有机化合物或金属化合物加热到高温，然后通过氧化反应生成ZnO纳米颗粒。
气相法合成的ZnO纳米材料具有高纯度、高晶度和尺寸可控性好等特点。
二、ZnO纳米材料在光电子领域的应用1. 光催化应用ZnO纳米材料具有优异的光催化性能，可以利用其吸收紫外光的特性来分解有害有机物和杀灭细菌。
因此，ZnO纳米材料被广泛应用于光催化净化空气、水处理和消毒等领域。
2. 光电器件应用由于ZnO纳米材料的特殊电学性质和优异的光电性能，它在光电器件领域具有广泛应用潜力。
例如，ZnO纳米材料可以用于制备光电传感器、光电调制器、太阳能电池等。
三、ZnO纳米材料在生物医学领域的应用1. 抗菌材料ZnO纳米材料具有较高的抗菌性能，可以通过抑制细菌的生长来达到消毒和杀菌的目的。
因此，在生物医学领域，ZnO纳米材料被广泛应用于医疗设备、外科用品和医疗纺织品等。
2. 肿瘤治疗由于ZnO纳米材料的优异光学性质，在肿瘤治疗中可以利用其光热效应。
将ZnO纳米材料注入肿瘤组织，并利用红外激光的吸收来使其产生局部高温，从而实现对肿瘤的治疗。
CVD法制备ZnO微纳米材料
CVD法制备ZnO微纳米材料
摘要
本文首先简单介绍了ZnO纳米材料性能和各种制备方法的结构特点和研究进展。
由于它在化学、光学、生物和电学等方面表现出许多独特优异的物理和化学性能，在橡胶、涂料、塑料、陶瓷、等行业广泛应用，有着广阔的发展前景。
CVD法制备微纳米ZnO，主要利用Zn粉作为反应源。
首先让反应源在550℃~900℃的范围内得到产物ZnO；其次在Zn粉中添加催化剂在550℃~900℃的范围内得到不同形貌的ZnO；最后使用了Si片和Al片作为衬底，在上面得到了不同形貌的ZnO。
我们运用扫描电镜(SEM)，X-射线衍射(XRD)等技术对产物进行了系统的表征和性能测试。
扫描电镜表明了微纳米ZnO的不同的形貌。
X-射线衍射结果证实了微纳米ZnO具有六晶系的纤锌矿结构。
本文的重点是利用Zn粉作为反应源生成ZnO，研究不同条件下生成的ZnO 是否存在差异，并对其进行了表征。
关键词：CVD法、ZnO的形貌结构、不同条件
参考文献：
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半导体纳米材料的制备与应用
半导体纳米材料的制备与应用随着材料科学技术的不断进步，半导体纳米材料在能源、生物医学、信息等领域的应用逐渐扩大。
因此，半导体纳米材料的制备与应用在学术研究和实际生产中得到越来越多的关注。
一、半导体纳米材料的制备方式半导体纳米材料的制备方式分为以下几种：1. 生长法。
生长法是指通过化学气相沉积、物理气相沉积、溶胶-凝胶法等方法，在载体表面或表面上制备半导体纳米材料。
其中，化学气相沉积法是一种常见的方法，通过分解含有半导体元素的气体，在高温下使半导体元素沉积在基底表面形成纳米颗粒。
2. 结晶法。
结晶法是指利用溶解度差异，控制晶体的生长方向，使半导体原子在液相或气相中集聚，形成纳米晶体。
3. 纳米压缩。
纳米压缩是一种通过压缩纳米粒子形成纳米材料的制备方法。
将半导体粉末或纳米颗粒放置在高压环境下，通过物理力量作用将颗粒压缩合成一体。
二、半导体纳米材料在能源领域的应用半导体纳米材料在能源领域的应用主要体现在太阳能电池、燃料电池、电解水产氢等领域。
1. 太阳能电池。
半导体纳米材料的能带结构具有催化光解水的能力，在太阳能电池中可以作为光阳极材料使用。
例如，TiO2纳米颗粒能够在紫外光下吸收能量，激发电子移动，从而产生电流。
2. 燃料电池。
在燃料电池中，半导体纳米材料主要用作电解质材料。
例如，ZnO纳米材料的高比表面积可以增加电化学反应的速率，从而提高燃料电池的效率。
3. 电解水产氢。
半导体纳米材料也可用于电解水产氢。
例如，SrTiO3纳米晶体可以催化水的分解，产生氢气。
三、半导体纳米材料在生物医学领域的应用半导体纳米材料在生物医学领域的应用主要包括药物输送、生物成像、诊断和治疗等方面。
1. 药物输送。
半导体纳米材料可以被功能化，被用于靶向治疗。
例如，纳米尺寸的Ag2S可以被表面改性，在低温条件下，可以被利用于药物的送递。
2. 生物成像。
半导体纳米颗粒因为其在可见光区域透明度高而被用于生物成像。
例如，Ag2S纳米晶体可以通过荧光显微镜成像，用于癌细胞等组织分析。
纳米氧化锌的制备、掺杂及性能研究
2.期刊论文董少英.唐二军.尚玉光.潘乐溶胶-凝胶法制备纳米氧化锌-河北化工2008,31(9)
以醋酸锌为原料,柠檬酸三铵为改性剂,通过溶胶-凝胶法制备了纳米氧化锌.分别研究了主盐浓度、溶剂用量、改性剂用量、胶溶剂种类、干燥温度和时间、煅烧温度和时间等条件的影响.使用傅立叶变换红外光谱仪测定氧化锌前驱体及产物的化学组成,用X射线衍射仪考察氧化锌微粒晶体的晶型结构并计算其大小.最终所得产物粒径在40 nm左右,且分散性较好,颗粒均匀.
9.学位论文沈琳氧化锌纳/微米材料的制备及抗菌性能研究2007
自然界的有害细菌、真菌和病毒等微生物是人类遭受传染、诱发疾病的主要原因。历史上天花、流感肆虐,以及近年来爆发的疯牛病、SARS、禽流感等,一度引起了全世界的恐慌,严重威胁到了人类的健康。在这种形势下,如何有效地抑制有害细菌的生长、繁殖,或彻底杀灭有害细菌这一课题
2.研究了溶胶-凝胶法合成ZnO纳米抗菌材料。用溶胶-凝胶法成功合成了ZnO纳米颗粒,通过改变反应温度、反应时间、反应物浓度、加水量和煅烧温度可以有效地调控纳米ZnO胶粒的尺寸。与水热法制备的ZnO以及市售的产品相比,溶胶-凝胶法制备的ZnO的抗菌效果最好。发现纳米ZnO的抗菌效果与粒径密切相关。其中,粒径5 nm以上的ZnO颗粒粒径越小,抗菌效果越好;而粒径小于5 nm的ZnO颗粒的抗菌效果随粒径减小变差。
6.学位论文权传斌纳米氧化锌及其复合材料的制备与表征2007
纳米ZnO是一种新型Ⅱ~Ⅵ族宽禁带半导体材料,而掺铝氧化锌(ZnO:Al,ZAO)纳米材料以及纳米ZnO的SiO<,2>基复合材料具有优良的光电性能及广泛的应用领域倍受研究人员关注。本论文主要对掺杂的氧化锌纳米材料和纳米氧化锌的复合材料的制备及其光学性能进行研究,并研究了它们的发光机制,探讨材料的合成-结构-性能之间的关系。
四针状ZnO的制备及性能研究
四针状ZnO的制备及性能研究四针状ZnO的制备及性能研究摘要：四针状ZnO是一种新型的纳米结构材料，具有很大的潜力在催化、光电子学和能源存储领域应用。
本文通过溶剂热法制备并研究了四针状ZnO的性能。
结果表明，四针状ZnO具有优异的光催化性能和电催化性能，具备应用于环境净化和电化学储能的潜力。
1. 引言纳米材料已经成为材料科学领域的研究热点。
ZnO作为一种重要的半导体材料，由于其独特的光学和电学性能，引起了广泛的关注。
通过调控和设计ZnO的形貌，可以进一步优化其性能，拓宽其应用范围。
2. 实验方法本研究采用溶剂热法制备四针状ZnO。
首先，在无水乙醇中加入适量的Zn(Ac)2作为前体物质，并将其溶解。
然后，加入适量的柠檬酸钠，并搅拌均匀。
接下来，将混合溶液转移到高压釜中，并加热至180℃反应10小时。
最后，用无水乙醇洗涤产物，并将其干燥。
3. 结果与讨论通过扫描电子显微镜（SEM）观察，得到的四针状ZnO呈现出细长的四针形状，表面平整度好。
通过X射线衍射（XRD）分析，发现四针状ZnO的结晶性良好，与标准的ZnO晶体相对应。
通过紫外可见（UV-Vis）光谱测定，发现四针状ZnO对紫外光的吸收能力强，具有较宽的吸收范围。
通过光催化活性实验，发现四针状ZnO对甲基橙溶液的降解率高达90%，具有出色的光催化性能。
通过电催化实验，发现四针状ZnO在电化学电容器中具有高的比电容和良好的循环稳定性。
4. 结论本研究成功制备了四针状ZnO，并研究了其性能。
结果表明，四针状ZnO具有优异的光催化性能和电催化性能，具备应用于环境净化和电化学储能的潜力。
进一步研究可以探索四针状ZnO的制备方法和性能调控机制，为其在实际应用中的推广和应用提供理论基础和实验依据。
致谢：感谢所有参与本研究的人员的辛勤工作和贡献本研究成功制备了四针状ZnO，并通过多种表征手段对其进行了性能分析。
结果显示，四针状ZnO具有良好的结晶性和表面平整度，对紫外光具有较强的吸收能力，并表现出优异的光催化性能和电催化性能。
半导体纳米晶体的制备与调控
半导体纳米晶体的制备与调控半导体纳米晶体是一种具有巨大应用前景的新材料，其尺寸在1-10纳米之间，具有优异的光电性质和表面活性，被广泛用于生物、电子、光电等领域。
如何制备和调控纳米晶体是目前研究的热点与难点之一。
一、纳米晶体的制备方法目前，纳米晶体的制备方法主要有几种：溶胶-凝胶法、热力学法、电化学法等。
1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种渐进法，通过控制氧化物的水解、缩合反应，使其形成纳米晶体。
其制备原理为：将金属或半导体离子溶解在溶剂中，控制反应条件，形成凝胶体系，然后在高温或其它条件下，转化为纳米晶体。
2. 热力学法热力学法不需要模板或表面改性，它通过控制实验条件来形成纳米晶体。
其制备原理为：将金属或半导体离子在溶液中反应，控制溶液的温度、PH等参数，使其形成纳米晶体。
3. 电化学法电化学法是利用电化学反应产生的界面电势和电化学过程导致的物质输运效应，来制备纳米晶体。
其制备原理为：将金属或半导体离子通过电化学反应在电极表面生成同质或异质纳米晶体。
二、纳米晶体的调控方法1. 复合法复合法也称为杂化法，是指将某些化合物或功能化物质复合到纳米晶体表面或内部，通过改性来调控其性能。
复合法的优点是可增强纳米晶体的光电响应性能、纳米晶体表面活性等。
2. 表面改性法表面改性法是一种直接对纳米晶体表面进行改性、修饰的方法，可以通过表面修饰剂（如PEG、羧酸、二氧化硅等）对纳米晶体表面进行化学修饰，以达到改善其分散性、稳定性和溶解性等目的。
3. 生长控制法生长控制法是一种对纳米晶体成核、生长过程进行调控的方法。
目前主要有两种方法：一是通过控制温度、反应时间、反应物比例等，改变纳米晶体的形貌、尺寸等性质；另一种方法是通过添加某些功能性分子来控制其生长过程，达到对纳米晶体性能的调控。
三、应用前景半导体纳米晶体具有极高的应用潜力。
其在高清显示、生物传感、信息存储、光电器件、生物成像、环境监测等领域有着广泛的应用前景。
纳米ZnO的化学制备方法综述
德 州第 一 中学
［ 摘
王俊 勇
要］ ｚ ｎ Ｏ ｆ 是 一种新型 的宽禁带半导体材料 ， 室温禁 带宽度 为 ３ ． ２ ｅ Ｖ， 六 角纤锌矿 型晶体结构 ， 属 六方 晶系， 为极 性 晶体 ， 具有很
高的导 电、 导热性能和化 学稳 定性及 良好 的紫外吸 收性 能 ， 广泛应用于橡胶 、 陶瓷 、 日用化 工、 涂料等 方面， 可以用来制造橡胶 添加剂 、 气体传 感器、 紫外线遮蔽材料 、 变压器和 多种光 学装 置， 并且有望在抗茵、 净化空 气、 污水处理中发挥 巨大的作 用。化 学法 是在控制
条件 下， 从原子或分子 的成核 ， 生成或凝 聚成具有一 定尺 寸形状的粒子， 常见的化学方法有 固相法 、 液相法和 气相法 。 ［ 关键词 】 Ｚ ｎ Ｏ化 学方法 制备 纳米 反应可 以完成某些 有机反应或对一些危 害人类 生存 环境的有机废弃 物 进行处理 以及在相对较 低的温度下完成某些陶瓷材料 的烧结等 。 Ｌ ｉ Ｗｅ ｎ ｉ ｕ ｎ ［ Ｉ 等以Ｚ ｎ （ Ｃ Ｈ ， Ｃ Ｏ Ｏ ） 和氨水 为原 料 ， 在１ ５ ０ — ２ ５ ０ ｑ Ｃ 下利 用 水热法制备 出 １ ５ — ９ ０ ０ ｎ ｍ左右 Ｚ ｎ Ｏ 纳 米粒 子 ， 粒子形 貌为棒球状 。 李本林 等 １ 用１ ． ０ ｍ ｏ １ ／ １ 的Ｚ ｎ （ Ｎ Ｏ ， ） 溶 液和 ２ ． ０ ｍ ｏ ｌ ／ ｌ 的Ｋ Ｏ Ｈ溶液 ， 向 Ｚ ｎ （ Ｎ Ｏ ， ） 溶 液中滴加完 Ｋ Ｏ Ｈ溶液 ， 调节 溶液的 ｐ Ｈ值为 ９ － １ ３ ， 然 后继续 搅拌ｌ Ｏ ｍ ｉ ｎ 。在高压不锈钢反应釜 内， 充入 氮气 ， 形成一定初压 ， 升温至 １ ５ ０ — ２ ５ ０ ｏ Ｃ， 保温 反应 ２ — ６ ｈ ， 然后 冷却 到室温 ， 所得 沉淀物 用去 离子水 洗涤 ３ 次， 过滤 、 干燥得最 终产物 。该 实验方法讨论 了溶 液的 ｐ Ｈ值 、 水 热反应温度 、 水 热反应时间和水热反应 的初压（ 与反应系统压力相关联） ４ 个条 件对纳米氧 化锌质量 的影 响。并最终 得出水热法低 成本生产 纳 米 氧化锌 的工艺 条件 为ｐ Ｈ值 为 ｌ ０ ， 水热 反应温度 为 ２ ０ ０ ℃， 水 热 反应 时间为４ ｈ。 产 品干燥 温度 为 １ １ ５ ℃， 产品干燥时间为 ２ ｈ 。 刘 长友” Ｏ ｌ 等 以ｚ ｎ （ ＮＯ ， ） ・ ６ Ｈ Ｏ和 Ｎ Ｈ ・ Ｈ： Ｏ为原料 ， 采用 水热 法成 功 的制备 了菜花状结 构的 Ｚ ｎ Ｏ 纳米 棒束 ， 纳 米棒呈放射 状排列 。分析 认为， Ｎ Ｈ ・ Ｈ ０ 浓度影响 了前驱体在体 系中的存 在形 式 ， 导致体系均匀 性 发生变 化 ， 改变 了 Ｚ ｎ Ｏ晶体 的生长环境 ， 从而影 响了 Ｚ ｎ Ｏ的形貌 ； 碱 性条件下 ， Ｎ Ｈ ． Ｈ ０的还 原性影响了 Ｚ ｎ Ｏ的成核过程 ， 使制得 的Ｚ ｎ Ｏ 具 有放射状 的形貌特征 。实验结果及 分析表 明， 控制溶液 中的 Ｎ ： Ｈ ・ Ｈ ： ０ 浓度是合成菜花状纳米棒束 的关键 。 ２ ＿ ３微乳液法 微乳 液法 是 两种互 不相溶 的溶 剂 ， 在 表面 活性剂作 用下 形成 乳 液， 在微泡 中经成核 、 凝结 、 团聚 、 热 处理后得至 纳米微粒 。与其它化 学 法相 比， 微乳 液法具 有微 粒小易聚结 、 大小可控且分散性好等优点 。 张海 平 等用正 己醇， 环己烷， 水溶液（ 硝酸锌） 体 系Ｗ／ Ｏ 微乳 液中滴 加氨水 ， 采用微乳液法 ， 在不 同焙烧温度下制取 了Ｚ ｎ Ｏ超 细粉末 。超细 粉 末是指 尺寸介 于分子原 子与块状 材料之 间 ， 一般 指粒径小 于 １ ０ ０ ｎ ｍ 的微小 固体粒 子 ， 包 括金属 、 非金 属 、 有机 Ｘ — Ｒ ａ ｙ 衍射和透射 电镜对 Ｚ ｎ Ｏ 微粉进行 了分析 。实验 结果表明 ： 乳化温度 、 表 面活性剂与助表面活性剂之 比及 水相的性质对 体系相图有影响 ； 焙烧温 度影响粒子的大小 （ 粒径 随焙烧 温度影响的升 高呈增大 的趋势 ） 。从而得出生产氧化锌 的最佳工 艺条件为 ： 乳化温度 为３ Ｏ ℃， 表面活性 剂Ｔ ｒ ｉ ｔ ｏ ｎ Ｘ 一 １ ０ ０ 与助表 面活性 剂正己醇之 比为 ３ ： ２ ， 水 相为 ０ ． ７ ５ Ｍ的Ｚ ｎ （ Ｎ Ｏ ， ） 水溶液 。 ２ ． ４溶胶—凝胶法 溶胶—凝胶 法［ ２ １ 是指金属有机或无机化 合物经过溶胶 、 凝胶化 和热 处 理形成氧化 物或其它 固体化合物 的方法 。其 过程是 ： 用液体化学 试 剂（ 或粉状试剂溶于溶剂） 或溶胶 为反应物 ， 在液相 中均匀混合并 进行反 应， 生成稳 定且无沉淀 的溶胶体 系。放 置一定时间后转变 为凝胶 ， 经脱 水 处理 ， 在溶胶或凝胶状态下成 型为制品 ， 再在略低于传 统的温度下烧 结。溶胶一凝 胶法具 有反应易进 行且温度低 ， 可制备 高纯或超 纯氧化 物， 容易制 备掺杂型氧化物 ， 易制备各种膜 、 纤维或沉积材料 等特 点。 曹建 明［ １ ２ １ 采用 溶胶一凝 胶法 ， 以无水 乙醇 、 醋酸为原 料 ， 分 别以草 酸、 柠檬酸和柠檬 酸三铵为络合剂制得 了平均 晶粒尺寸在 １ ７ ｎ ｍ左右 的 六方晶型纳米 Ｚ ｎ Ｏ 。 由激光散射测试结果得知 ， Ｚ ｎ Ｏ纳米颗粒在水溶 液 中存在 软团聚 ， 团聚体平均 尺寸在 ２ ５ ０ ｎ ｍ左 右 。由电化学性 质测定结 果可知 ： 纳米 Ｚ ｎ Ｏ微粉 压制 陶瓷的 电阻值 比常规 Ｚ ｎ Ｏ粉末压制 的陶瓷 高 了近一个数量级 ， 介 电常数普遍较 大 ， 呈现非 线性的伏安特性 。 兰伟 等以二水 醋酸锌为原 料 ， 使用 溶胶——凝胶 法在硅 衬底上 旋 转涂敷得 到 Ｚ ｎ Ｏ 薄膜， 采用傅立 叶变换 红外光谱和 ｘ射线 衍射（ Ｘ Ｒ Ｄ ） 分 析经 Ｎ ： 、 空气 、 ０ 不同气氛 ４ ０ ０ ％退火 Ｚ ｎ Ｏ 薄膜的成分和结构差异 ； 使用
复合溶剂热法可控合成ZnO半导体纳米材料
限公 司 ） 离心分 离 机 （ 国北 京 时代北 利公 司 ） ； 中 ．
ｚ （ Ｏ ） ・ Ｈ ０、 ａ Ｈ、 水 甲醇 和 无 水 乙 ｎ Ｎ ６ Ｎ Ｏ 无 醇 均 为市售 分析 纯 ； 自制 去 离子水 ．
表征 ， 对不 同形 貌产 物 的生 长机 理进 行 了讨论 ． 并
１ 实验 部 分
１ １ 仪 器及试 剂 ． Ｄ ８一Ａ ｖｎ ｅ型 ｘ． 线 粉 末 衍 射 仪 （ 国 ｄａ ｃ 射 德 Ｂｕ ｅ 公 司 ） 辐 射 源 为 Ｃ ｒｋｒ ， ｕ靶 Ｋ 仪射 线 ， 压 ４ 电 ０
具 有 非 常 重 要 的 意 义 ．
迄 今 为止 ， 人们 已经 发 展 了水 热／ 剂 热 合 成 溶 法 、 波 合 成 法 、 Ｃ Ｄ 法 和 电化 学 法 等 多 种 合 微 ＭＯ Ｖ
２ Ｖ； Ｑ一 ０ ０ｋ Ｋ ５ Ｅ型 超 声 波 清 洗 器 （ 国宁 波 科 生 中 仪器 厂 ） Ｆ ２ ０ ；Ａ ０ ４型 电子 天 平 （ 国上 海方 瑞 仪 器 中 有 限公 司） 数 控鼓 风 干 燥 烘 箱 （ 国 宁 波 红 菱 有 ； 中
Ｎ Ｏ 首 先 溶 于 ７ ５ ｍＬ 去 离 子 水 中 ， 放 置 ５ ａＨ ． 并
ｍｉ； 加入 ７ ５ｍＬ无 水 甲醇 ， 温下 磁 力搅 拌 ３ ｎ再 ． 室 Ｏ ｍｉ； ｎ 将得 到 的混 合物置 于 四氟 乙烯 反应 器 中 ， 再放 入不 锈 钢反应 釜 中密 封 ， １０。 在 ２ Ｃ下保温 １ ． ２ｈ 反
的 Ｚ Ｏ半 导 体 纳 米 材 料 （ ｎ 四脚 针 状 、 状 和 片 状 ） 利 用 Ｘ 射 线 粉 末 衍 射 仪 （ Ｒ 和 扫 描 电子 显微 镜 （ Ｅ 对 产 物 的 晶 体 棒 ， 一 Ｘ Ｄ） Ｓ Ｍ） 结构 和 形 貌 进 行 表 征 ． 果 表 明 ， 过 简单 地 改 变反 应 物 比例 和 溶 剂 ， 成 功 地 实现 Ｚ Ｏ 纳 米 材 料 晶 型 和 形 貌 的 控 制 合 成 ． 结 通 可 ｎ
纳米氧化锌的制备及应用
纳米氧化锌的制备及应用
纳米氧化锌（ZnO）是一种重要的二维非金属半导体纳米材料，可应用于传感器、光电子器件、非线性光学器件、荧光粉及生物传感器，既可有很好的特性又可在大量生产中实现实际应用。
根据结构形态而定，纳米颗粒形状可分为板条状、线形、长针形、螺旋状、柱状等几种形状。
纳米氧化锌的制备常用的方法包括溶胶—凝胶法和溶胶—冻胶法，这些方法的共同优点是快速，成本低廉，两种获得的结果也比较可靠。
纳米氧化锌在功能材料上应用极为广泛，最突出的应用应该是其生物感应性和光催化的功能。
除此之外，它还可用于光有源器件、电机磁体及水净化行业。
纳米氧化锌还能释放出氧离子，并生成臭氧气体，同时能快速杀灭有害物质馒头，有助于保持室内空气某洁净，也可有效杀灭室内各种有害生物及耐热再生造纸领域的各种有害物质。
纳米氧化锌作为一种功能材料，越来越受到人们的关注和重视，制备出来的 ZnO具有锐利的照明和特殊物理化学功能，它可以用于传感器、光电子器件、非线性光学器件、荧光粉及生物传感器等广泛领域。
但是，由于其制备条件较复杂，而且ZnO相对较容易污染，这也成为ZnO纳米技术发展的瓶颈所在，需要进一步改善。
纳米结构ZnO的制备及性能研究
纳米结构ZnO的制备及性能研究一、本文概述氧化锌（ZnO）是一种重要的半导体材料，因其独特的物理和化学性质，在纳米科技领域引起了广泛的关注。
纳米结构ZnO的制备及性能研究对于推动材料科学、电子学、光电子学、生物医学等多个领域的发展具有重要意义。
本文旨在深入探讨纳米结构ZnO的制备方法、结构特性、以及其在各种应用场景中的性能表现。
本文将概述纳米结构ZnO的基本性质，包括其晶体结构、能带结构、光学特性等。
随后，我们将详细介绍几种常见的纳米结构ZnO制备方法，包括物理法、化学法以及生物法等，并对比各种方法的优缺点。
在此基础上，我们将重点关注纳米结构ZnO的性能研究，包括其电学性能、光学性能、光催化性能、以及生物相容性等。
我们将通过实验数据和理论分析，全面揭示纳米结构ZnO的性能特点及其在不同应用场景中的潜在应用价值。
本文还将展望纳米结构ZnO的未来发展趋势，探讨其在新能源、环保、生物医学等领域的应用前景。
我们希望通过本文的研究，能够为纳米结构ZnO的制备和性能优化提供有益的参考，推动其在各个领域的实际应用。
二、ZnO纳米结构的制备方法ZnO纳米结构的制备方法多种多样，主要包括物理法、化学法以及生物法等。
这些方法的选择取决于所需的ZnO纳米结构的尺寸、形貌、纯度以及应用的特定要求。
物理法：物理法主要包括真空蒸发、溅射、激光脉冲沉积等。
这些方法通常在高温、高真空环境下进行，能够制备出高质量的ZnO纳米结构。
然而，这些方法通常需要昂贵的设备和复杂的操作过程，限制了其在大规模生产中的应用。
化学法：化学法因其设备简单、操作方便、易于大规模生产等优点，在ZnO纳米结构制备中得到了广泛应用。
其中，溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、水热法和微乳液法等是常用的化学制备方法。
例如，溶胶-凝胶法通过控制溶液中的化学反应，可以制备出具有特定形貌和尺寸的ZnO纳米颗粒。
化学气相沉积法则可以通过调节反应气体的流量、温度和压力等参数，实现ZnO纳米线的可控制备。
ZnO纳米半导体材料制备
ZnO纳米半导体材料制备ZnO纳米半导体是一种重要的半导体材料，在化学、电子学、材料学等领域有着广泛的应用。
本文主要介绍ZnO纳米半导体材料的制备方法及其应用。
一、ZnO纳米半导体材料制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备ZnO纳米材料的方法。
该方法以氧化锌为前驱体，将其以适当的浓度溶解在有机溶剂中，加入表面活性剂后通过水热处理得到ZnO纳米晶粒。
2. 水热法水热法是一种快速简单的制备ZnO纳米半导体材料的方法。
该方法可以通过改变反应物浓度、反应温度和反应时间等条件来控制ZnO纳米晶粒的大小和形状。
3. 热分解法热分解法是一种通过分解金属有机化合物制备ZnO纳米晶粒的方法。
该方法可以制备高品质的ZnO纳米晶粒，但需要高温下进行反应，操作较为复杂。
4. 气相沉积法气相沉积法是一种将气相反应物在高温下沉积在基底表面上制备ZnO纳米晶粒的方法。
该方法可以通过控制反应条件来调控ZnO 纳米晶粒的大小和形状。
二、ZnO纳米半导体材料的应用1. 光电器件ZnO纳米半导体材料在太阳能电池、LED等光电器件方面有着广泛的应用。
ZnO纳米材料可以提高器件的光电转换效率、增加光敏度、减少暗电流等。
2. 生物医学领域ZnO纳米材料在生物医学领域有着广泛的应用。
ZnO纳米颗粒可以用作抗菌剂、药物传递系统、生物成像等方面。
3. 环境保护ZnO纳米材料在环境保护领域有着广泛的应用。
ZnO纳米颗粒可以用作光催化材料、气体传感器、废水处理等方面。
4. 纳米传感器ZnO纳米材料在纳米传感器领域有着广泛的应用。
ZnO纳米颗粒可以用作气敏材料、湿度传感器等方面。
ZnO纳米半导体材料是一种重要的材料，在各个领域都有着广泛的应用前景。
随着制备技术的不断发展，ZnO纳米材料的性能和应用将会得到更大的提升。
纳米ZnO及复合物的可控制备与光催化性能研究
纳米ZnO及复合物的可控制备与光催化性能研究一、本文概述随着环境问题的日益严重和能源需求的不断增长，光催化技术作为一种高效、环保的能源转换和污染物降解手段，受到了广泛的关注和研究。
在众多光催化剂中，氧化锌（ZnO）因其独特的物理和化学性质，如宽禁带、高激子结合能以及优异的光电性能，被认为是一种理想的光催化材料。
然而，ZnO在实际应用中仍面临一些挑战，如光生电子-空穴对的快速复合、可见光利用率低等。
为了解决这些问题，研究者们尝试通过制备ZnO复合物、调控其形貌和结构等方式来提高其光催化性能。
本文旨在研究纳米ZnO及其复合物的可控制备方法，并探讨它们的光催化性能。
我们将介绍纳米ZnO及其复合物的制备方法，包括溶胶-凝胶法、水热法、微波辅助法等，并对比各种方法的优缺点。
然后，我们将重点讨论如何通过调控制备条件，如温度、浓度、时间等，来实现纳米ZnO及其复合物的形貌、结构和性能的调控。
接着，我们将对所制备的纳米ZnO及其复合物进行光催化性能评价，包括光催化降解有机物、光催化产氢等方面，并通过对比实验，探究不同制备方法和条件对光催化性能的影响。
我们将总结本文的主要研究成果，并提出未来可能的研究方向和应用前景。
通过本文的研究，我们期望能够为纳米ZnO及其复合物在光催化领域的应用提供理论基础和技术支持，同时也为其他光催化材料的研究和开发提供借鉴和参考。
二、文献综述纳米ZnO及其复合物作为一种重要的半导体材料，近年来在光催化领域受到了广泛关注。
其独特的物理和化学性质，如大的比表面积、高的光催化活性以及良好的稳定性，使得纳米ZnO在光催化降解有机物、光解水产氢、太阳能电池和气体传感器等领域具有广阔的应用前景。
早期的研究主要集中在纳米ZnO的合成方法上，如溶胶-凝胶法、化学沉淀法、水热法、气相法等。
随着纳米科技的不断发展，研究者们开始关注纳米ZnO的形貌控制，以期获得具有更高光催化活性的材料。
例如，通过调节反应条件，可以制备出不同形貌的纳米ZnO，如纳米颗粒、纳米棒、纳米线、纳米花等。
电化学沉积制备ZnO
• 电化学沉积法（ECD） 简单的说电化学反应是在电极(电子导体) 和溶液(离子导体)界面上进行的电能和化学能 相互转化的反应。根据溶液体系以及工艺条件 的不同，ZnO薄膜的生长机理也不完全一致。 从电化学电极过程来分，目前可分为阴极还原 理论和阳极氧化理论两种假说。
• 本文采用的电化学沉积法制备薄膜的优点突出 如下：
4. 结果和讨论
• 4.1 实验步骤2 所述的恒电流预电化学活 化处理是关键的一步, 它能够有效地改善ZnO 薄膜的光学质量。 其原理是: 在阴极恒电流工作模式下, 先 使电沉积溶液中的Zn2+离子在ITO 基体表面还 原成金属锌纳米颗粒, 作为进一步形成ZnO 薄 膜的诱导层, 这一诱导层能够使ZnO 晶粒均匀 成核并生长, 从而有效地改善了ZnO 的成膜质 量。通过这种预活化处理后制备的ZnO 薄膜肉 眼观察有光泽且透明性好。未经过这种预活化 处理而直接用步骤3制备的ZnO 薄膜则表面粗 糙, 呈乳白色不透明。
图6中插图表示入射激光强度略 大于抽运阈值强度条件下的发射谱。 宽的自发辐射峰从375~415 nm, 因 而可以推断在激光抽运条件下形成 的循环光谐振腔的不同选模作用导 致了上述峰值波长的不同。
ZnO薄膜的研究进展
• 片状晶体 • 管状晶体：管状结构由于其高的孔隙率和大 的比表面积，受到越来越多研究者的关注。 现文献报道电沉积制备ZnO管状的方法有两种， 其一是直接电沉积一步法制备，其二是两步 法，即把柱状中间腐蚀成管状。 • 纳米柱/纳米线晶体：一维ZnO纳米结构有独 特的光电性能,在激光、场发射、光电子器件 等领域有新的潜在应用前景。
既可以沉积金属薄膜，又可以制取非金属薄膜， 且成膜速率快，同一炉中可放置大量基板或工件； 电化学沉积法对于形状复杂的表面或工件的深孔、 细孔等都能均匀覆膜；由于成膜温度高，反应气体、 反应产物和基体的相互扩散，使膜的残余应力小，附 着力好，且膜致密，结晶良好； 另外，EVD是在高饱和度下进行的，成核密度高， 且沉积中分子或原子的平均自由程大，这些都有利于 形成均匀平滑的薄膜。
纳米氧化锌的电化学制备与表征
纳米氧化锌的电化学制备与表征王靖昊 515111910055一、实验目的1、用电化学沉积法制备纳米氧化锌薄膜，掌握相关原理。
2、用XRD、紫外可见吸收光谱等分析手段对所制备的纳米ZnO进行表征。
3、对所得纳米ZnO进行染料降解测试。
二、实验原理1、纳米氧化锌ZnO是一种II、VI族宽禁带半导体化合物材料，最常见的结构主要有六方纤锌矿结构和立方闪锌矿结构。
其中，六角纤锌矿为热力学稳定的结构。
ZnO半导体具有良好的光电、压电、气敏性质，电化学稳定性高、价格低廉、毒性小、能阻截紫外光等优点，在透明导体、太阳能电池、光波导器件、微传感器等方面具有广泛的应用。
制备纳米ZnO的方法有很多，如金属有机化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、水热法、脉冲激光沉积法、电化学沉积法等。
其中电化学沉积法实验条件要求低，可在低温下进行，操作简单，成本低，适合用于本次综合化学实验。
2、电化学沉积法电化学沉积法指电解含有所要生长元素的电解液，使所需固体物质在电极析出沉积的方法。
电化学沉积法分为阳极氧化法和阴极还原法，因对ZnO的制备，阴极还原法实际相对简单，本次采用阴极还原法。
在硝酸锌电解液中，阴极反应式为：总反应式为：从而在阴极得到纳米氧化锌材料3、染料降解研究当半导体光催化剂受到光子能量高于半导体禁带宽度的入射光照射时，位于半导体催化剂价带的电子就会受到激发进入导带，同时会在价带上形成对应的空穴，即产生光生电子-空穴对。
光生电子(e-)具有很强的氧化还原能力，它不仅可以将吸附在半导体颗粒表面的有机物活化氧化，还能使半导体表面的电子受体被还原。
而受激发产生的光生空穴(h+)则是良好的氧化剂，一般会通过与化学吸附水（H2O）或表面羟基（OH-）反应生成具有很强氧化能力的羟基自由基（·OH）。
研究表明羟基自由基几乎能够氧化所有有机物并使之矿化。
实验证明一般光催化反应都是在空气气氛中进行，其中一个主要原因就是空气中所含氧气的存在对光催化有促进作用，能加速反应的进行，从原理上分析普遍认为氧气的存在可以抑制光催化剂上电子与空穴的复合，同时它还可以与光生电子作用形成超氧离自由氧O2-，接着与H+生成HO2，最后再生成羟基自由基，因此成为了羟基自由基的另外一个重要来源。
半导体纳米材料的制备方法
半导体纳米材料的制备方法半导体纳米材料是指尺寸在纳米尺度下的半导体材料。
由于其尺寸效应和表面效应，半导体纳米材料通常具有与宏观材料不同的物理和化学性质，因此在能源、电子学、光学等领域具有广泛的应用前景。
下面将介绍一些常见的半导体纳米材料制备方法。
一、溶液法制备溶液法是制备半导体纳米材料最常用的方法之一、常见的溶液法包括溶胶-凝胶法、热力学控制法和溶剂热法等。
1.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是通过溶胶的水解和聚合形成凝胶，再通过热处理使凝胶脱水和烧结从而制备半导体纳米材料。
该方法适用于制备SiO2、TiO2等氧化物纳米材料。
2.热力学控制法热力学控制法是通过调节溶液中的反应条件，如温度、浓度和pH值等，控制反应平衡，从而使半导体纳米材料在溶液中自发形成。
该方法适用于制备Ag2S、ZnS等硫化物纳米材料。
3.溶剂热法溶剂热法是通过将半导体材料的前驱体溶解在有机溶剂中，在高温和高压条件下进行反应，从而制备半导体纳米材料。
该方法适用于制备CdSe、CuInS2等半导体纳米材料。
二、气相法制备气相法是指通过气相反应制备半导体纳米材料。
常见的气相法包括化学气相沉积法、气溶胶法和热蒸发法等。
1.化学气相沉积法化学气相沉积法是通过将气相中的前驱体输送到反应室中，在适当的温度和压力下反应生成纳米材料。
该方法适用于制备SiC、GaN等半导体纳米材料。
2.气溶胶法气溶胶法是通过将溶胶颗粒悬浮在气体中，然后通过热化学反应或凝胶化反应使颗粒转变成纳米颗粒。
该方法适用于制备TiO2、ZnO等氧化物纳米材料。
3.热蒸发法热蒸发法是通过将材料加热至高温，使之蒸发沉积在基底上形成纳米材料。
该方法适用于制备Au、Ag等金属纳米材料。
三、物理法制备物理法是指通过物理手段制备半导体纳米材料。
常见的物理法包括电沉积法、激光烧结法和机械合金化法等。
1.电沉积法电沉积法是通过电化学反应使半导体离子在电极上沉积形成纳米材料。
该方法适用于制备Cu2O、ZnO等半导体纳米材料。
ZnO多级纳米结构的调控及其电化学性能研究
ZnO多级纳米结构的调控及其电化学性能研究纳米材料独特和迷人的性能引发了科学家们巨大的探索动机。
ZnO是多功能的半导体材料，由于具有独特的光、电性能，已经被广泛的用在许多领域，例如，纳米激光器、发光二极管、压电纳米发动机、表面声波器件、透明的导电材料和太阳能电池等。
同时，由于它的生物相容性、无毒、物理和化学稳定性等，ZnO在构建化学和生物传感器上也是最有希望的材料之一。
纳米材料的性能与其形貌、尺寸和结晶性密切相关，因此，通过调节纳米结构的形貌、微观尺寸等，实现对材料性能的调控，对进一步开拓材料的应用领域具有重要的意义。
由低维纳米材料作为初级结构单元组装而成的多级结构由于具有特殊形貌、尺寸和层次在诸多的应用领域都显示了优化的性能，已经受到了研究者们广泛的关注。
设计和制备具有特殊形貌、尺寸的多级结构微/纳米材料，并研究材料的结构与性质关系是研究多级结构纳米材料的重要方向之一。
本论文以柠檬酸钠作为结构调节剂，采用简单的一步溶液法，实现了ZnO纳米材料的可控制备，提出了柠檬酸根离子对ZnO微纳米结构的控制形成机理，进而获得了三维多级结构的多孔空心ZnO微球，并实现了它们在生物传感器上的应用；最后，设计合成了具有三明治结构的三维ZnO-石墨烯纳米复合材料，并探讨了该复合材料作为超级电容器电极材料的电化学性能，获得了较好的结果。
具体内容如下：（1）以溶液过程为基础，选用柠檬酸钠为结构调节剂，控制合成了ZnO微纳米结构，采用FESEM, TEM, XRD和FT-IR等手段对产物的结构进行了表征，详细考察了柠檬酸根离子对ZnO微纳米结构形成的影响，研究结果表明，柠檬酸钠的浓度对ZnO的形貌和晶体结构有重要的影响。
基于所得的实验与表征结果，我们提出了柠檬酸根离子对ZnO微纳米结构的控制形成机理。
（2）在柠檬酸钠的辅助下，控制合成了由低维的ZnO纳米片组装而成的具有三维多级结构的多孔空心ZnO微球，采用FESEM, TEM, XRD和FT-IR 等手段对产物的结构和形貌进行了表征,揭示了产物的形貌和晶体结构随反应时间的变化，在最佳的反应条件下，获得的多孔的ZnO空心微球的直径约为2-3μm，比表面积为117.36m2g1，平均孔体积为0.50cm3g1。
电化学方法在纳米材料制备中的应用
电化学方法在纳米材料制备中的应用纳米材料是指晶粒尺寸小于100纳米的材料，具有优异的物理、化学和生物学性质。
纳米材料的制备方法多种多样，其中电化学方法以其简单、可控和环境友好的特点，在纳米材料制备领域得到了广泛的应用。
本文将介绍电化学方法在纳米材料制备中的应用，并探讨其优势和局限性。
1. 电沉积法电沉积法是一种通过电流控制在电极表面沉积物质的方法，可用于制备各种纳米材料。
通过调节电解液的成分、浓度和电流密度等参数，可以精确地控制纳米材料的尺寸、形貌和结构。
例如，使用硝酸铜溶液和铜丝作为阳极和阴极，可以通过电沉积方法制备出纳米铜颗粒。
此外，电沉积法还可以用于制备金属合金和复合材料的纳米颗粒。
2. 电化学溶液法电化学溶液法是利用电化学反应在溶液中合成纳米材料的方法。
通过在适当的溶液中施加电势，引发离子溶解、沉积和聚集等反应过程，从而形成纳米颗粒。
例如，电化学氧化法可以通过在氧化性溶液中加入还原剂来制备金属氧化物纳米颗粒。
此外，电化学溶液法还可以用于制备具有特殊性能的纳米材料，如催化剂、传感器和电池材料等。
3. 电化学气相沉积法电化学气相沉积法是一种将气体分子电解析解离，然后通过电化学反应在电极表面沉积形成纳米材料的方法。
通过控制气体分子的电解过程和反应条件，可以制备出具有高纯度和良好结构的纳米薄膜和纳米线。
例如，利用电化学气相沉积法可以制备出高质量的碳纳米管和氧化锌纳米线。
4. 电化学剥离法电化学剥离法是一种通过电化学腐蚀和剥离的过程将材料从基底中分离出来的方法。
这种方法在制备二维纳米材料中应用广泛，如石墨烯和二维过渡金属硫化物。
通过选择适当的腐蚀剂和调节电化学条件，可以实现对二维材料的高效剥离和大面积制备。
电化学方法在纳米材料制备中具有以下优势：首先，电化学方法可控性好，通过调节电流、电压和反应条件等参数，可以精确地控制纳米材料的尺寸和形貌，实现定制化制备。
其次，电化学方法操作简单，设备成本低廉，不需要复杂的工艺条件，适合大规模制备。
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TEM image of a ZnO single nanorod by the electrochemical deposition in solution of 0.25 M ZnCl2+0.1 M KCl+0.01 M citric acid for 90 min,-1.5 V, 90 ℃.
四、结果与讨论
五、总结与展望
本研究工作已整理成文： 1. Electrochemical Growth and Control of ZnO Dendritic Structures 发表在 Journal of Physical Chemistry, C 2. Electrochemical Preparation and characterization of Tb2O3 正在整理之中
(a) PL spectra of the branched ZnO mesostructures prepared with different deposition systems: (i) 0.05 M ZnCl2+0.05 M M citric acid; (ii) 0.05 M ZnCl2+0.03 M citric acid; (iii) 0.05 M ZnCl2+0.02 M citric acid.
四、结果与讨论
(a) (a)0.05 M ZnCl2+0.02 M citric acid -1.5 V, 90 min , 90 ℃.
(b) (b) 0.05 M ZnCl2+0.01 M citric acid -1.5 V, 90 min, 90 ℃.
四、结果与讨论
(c) (c) 0.05 M ZnCl2+0.001 M citric acid -1.5 V, 90 min , 90 ℃.
四、结果与讨论
HRTEM images and SAED patterns (inserted) of the branches (A) and the stems (B) in ZnO dendritic nanostructures prepared in solution of 0.05 M ZnCl2+0.05 M citric acid for 90 min, -1.5 V, 90 ℃.
Tb Ce
ZnO
Cr
五、总结与展望
Zn2+与Ce3+电沉积
0.01 MZn(NO3)23+0.012+0.01 MCe(NO33))+0.05MNH4NO3 ,-2 4 ,1 mAmA, ℃. 70 ℃. 0.010.02 MZn(NO33))2 MCe(NO3)33+0.1 MNH4Cl+0.05 M葡萄糖,2 h,,1.51h, 90 ℃. 0.005 MZn(NO +0.01 MCe(NO 3+0.1 M琥珀酸, -0.5 V, 1 70 h, MZn(NO )2+0.01 MCe(NO ) +0.01 MCH3COONH mA, -2 90
四、结果与讨论
(b) PL spectrum of the ZnO nanorods prepared in 0.25 M ZnCl2+0.1 M KCl +0.01 M citric acid.
五、总结与展望
纳米ZnO因具有优良的光电性能是目前人们 研究的热点。 通过电沉积方法可制备出具有新型纳米结 构（如树枝状、棒状）ZnO。 PL研究表明：树枝状结构的ZnO具有很强的 紫外发射而棒状结构的ZnO具有很强的绿光 发射。
五、总结与展望
沉积条件如浓度、添加剂、电位、电流、基 体等对制备的ZnO的结构有很大的影响。可 以通过改变这些参数得到具有不同结构的纳 米ZnO。 电沉积方法具有简单、快速、经济和可控性 等优点。
五、总结与展望
目前我们希望通过电沉积制备出更多不同的结 构的纳米ZnO，并在沉积过程中尝试掺入其他 元素。
四、结果与讨论
SEM image of ZnO dendritic nanostructures fabricated via electrochemical deposition from the solutions containing 0.05 M ZnCl2+0.05 M citric acid for 90 min. -1.5 V , 90 ℃.
(d) (d) 0.25 M ZnCl2+0.01 M citric acid -1.5 V, 90 min, 90 ℃.
四、结果与讨论
EDS spectra of ZnO dendritic nanostructures prepared in solution of 0.05 M ZnCl2 +0.05 M citric acid for 90 min, -1.5 V, 90 ℃.
五、总结与展望
Zn2+与Tb3+电沉积
0.01 MZn(NO3)2+0.02 MTb(NO3)+0.05 MCH3COONH44, ,4, -2 mA,, 2.570 ℃. ℃. )3+0.01 MCH COONH -1 mA, 2.5h, h, 70 )+0.01 MCH3COONH -2 mA ,1.5 1.5 70 70 ℃. +0.2 -0.5 mA h, ℃.
纳米ZnO半导体材料的电化学 半导体材料的电化学 纳米 制备与控制
报告人:卢锡洪 指导老师: 李高仁讲师 童叶翔教授
一、研究意义
• 在金属氧化物半导体材料中，ZnO具有优异的化学性能和 热稳定性。 • 氧化锌半导体材料具有优良的光电性能，在光电子、传感 器、透明导体等领域得到广泛应用。 • 纳米氧化锌由于其粒子的尺寸小,比表面积大,因而它具有 明显的表面与界面效应、量子尺寸效应、体积效应和宏观 量子遂道效应以及高透明度、高分散性等特点。 • 与普通ZnO 相比,具有更优良的光活性、电活性、烧结活性 和催化活性。
TEM • 内部 结构 观察
PL • 光学 性质 研究
四、结果与讨论
Current density (mA/cm )
0.008 0.004
C B A
2
0.000 -0.004 -0.008 -0.012 -0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1.0
-1.2
-1.4
-1.6
E / V vs SCE
(A)0.05 M ZnCl2 (B)0.05 M ZnCl2+0.01M citric acid (C) 0.25 MZnCl2+0.01 M citric acid maintained at 90 0C. Scan rate, 100 mV/s
致 谢
本实验是在导师们的悉心指导下完成的， 在此衷心感谢李高仁老师在实验中给了我很多 的思路和指点；感谢童叶翔教授一直以来的督 促和指导；感谢实验室师兄们在平时实验中的 帮助和支持，以及中山大学测试中心，中山大 学化学与化学工程学院中心实验室的老师们。
致 谢
本论文研究是在以下基金资助下完成的： 本论文研究是在以下基金资助下完成的： 国家自然科学基金 广东省自然科学基金 国家大学生创新计划 中山大学青年教师启动基金
二、国内外研究现状
二、国内外研究现状
化学 方法
二、国内外研究现状
简单
可控 性
电沉积
快速
经济
二、国内外研究现状
本论文主要研究的两个方面：源自纳米 ZnO电化学制备 性质表征
三、实验部分
1
确定体 系
2
电化学 行为研 究
3
最优沉 积条件
4
电沉积
三、实验部分
SEM • 形貌 观察 EDS • 成分 研究 XRD • 晶体 结构 研究
四、结果与讨论
SEM images of ZnO nanorods fabricated via electrochemical deposition in solution of 0.25 M ZnCl2+0.1 M KCl+0.01 M citric acid, -1.5 V, 90 ℃.
四、结果与讨论
部分参考文献:
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