氧化亚铜纳米材料的合成及其性质的研究

发布时间：2018-05-16 15:58

  本文选题：氧化亚铜 + 气体传感　； 参考：《山东大学》2017年硕士论文

【摘要】：氧化亚铜是一种具有较低直接带隙能(～2.17eV)、较高激子结合能(140meV)的P型半导体,具有独特的物理化学性质,在气体传感、光伏器件、催化、杀菌、一氧化碳氧化和薄膜晶体管等方面具有广泛的应用。作为一种重要的过渡金属氧化物,近年来氧化亚铜纳米材料的制备和性能研究受到大家的广泛重视,研究人员开发了多种氧化亚铜纳米材料的合成技术和方法,相较于体相材料,氧化亚铜纳米材料的物理、化学性质发生了很大变化,研究表明纳米材料的形貌及其微观结构对性质具有显著的影响。本文的主要目的是制备具有独特形貌和微观结构的氧化亚铜及其复合纳米结构材料,探讨材料的形成机理、微观结构及其与材料物理化学性质之间的关系。1.凹面氧化亚铜八面体的合成及其气敏性能的研究我们以硫酸铜、油酸钠为原料,去离子水为溶剂,抗坏血酸为还原剂和酸刻蚀剂,在60℃水浴条件下合成了凹面氧化亚铜(Cu_20)八面体。并利用X射线粉末衍射仪、透射电镜、高分辨透射电镜、X射线光电子能谱仪、场发射扫描电镜、傅里叶红外光谱等仪器对样品产物的物相、微观结构及形貌等进行了一系列详细的表征。通过单一实验变量的改变,探究了凹面Cu_2O八面体的生成机理。在已成功合成的Cu_2O纳米材料基础上,我们对其进行了气敏性质测试。性能测试结果表明,在150℃的的工作温度下,Cu_2O对乙醇气氛具有灵敏度高、响应和恢复时间较短、循环稳定性和选择性好的特点。氧化亚铜纳米材料较大的比表面积及其表面状态有助于被测气体与氧气在纳米材料表面的吸附-脱附,从而提高其传感性质。2.还原氧化石墨烯修饰的氧化亚铜复合材料的合成及其催化性能研究以氯化铜、氧化石墨烯为原料,去离子水为溶剂,盐酸羟胺为还原剂,室温条件下制备了还原氧化石墨烯修饰的氧化亚铜(Cu_20/rGO)空心纳米结构。利用不同的仪器对样品产物进行一系列的表征。结果表明,二者的复合可以提高Cu_20空心纳米结构的分散性,同时Cu_20和rGO之间较强的结合力有利于氧化亚铜电子和空穴的分离,提高其应用性能。制备的Cu_20/rGO作为催化剂,研究其催化硼氢化钠还原制备氨基苯酚的能力。实验结果表明:rGO的引入有助于提高复合材料的催化活性,加入质量分数为5%的rGO时的催化性能最高,较短时间内即可完成对氨基苯酚的催化还原反应,Cu_2O/rG0-5%的催化速率常数达到25.2×10-3s-1。研究认为Cu_2O的功函高于rGO促使电子转移到Cu_2O粒子上,使其电子浓度升高,利于对硝基苯酚被还原为对氨基苯酚。
[Abstract]:Cuprous oxide is a P type semiconductor with low direct band gap energy of 2.17 EV and high excitonic binding energy of 140 MEV. It has unique physical and chemical properties in gas sensing, photovoltaic devices, catalysis and sterilization. Carbon monoxide oxidation and thin film transistors are widely used. As an important transition metal oxide, the preparation and properties of cuprous oxide nanomaterials have received extensive attention in recent years. Researchers have developed a variety of synthesis techniques and methods of cuprous oxide nanomaterials. Compared with bulk materials, the physical and chemical properties of cuprous oxide nanomaterials have changed greatly. The main purpose of this paper is to prepare cuprous oxide and its composite nanostructured materials with unique morphology and microstructure, and to discuss the formation mechanism of the materials, the relationship between the microstructure and the physical and chemical properties of the materials. Synthesis of concave cuprous oxide octahedron and its gas sensing properties We used copper sulfate sodium oleate as raw materials deionized water as solvent ascorbic acid as reducing agent and acid etch agent. An octahedron of concave cuprous oxide CuS 20 was synthesized at 60 鈩，

本文编号：1897500