锑化锌纳米颗粒的制备与光热特性研究

发布时间：2020-11-02 04:52

　　 近年来,由于淡水资源短缺的加剧使得人们愈发关注海水淡化技术的发展。目前使用较多的有蒸汽压缩法、反渗透膜法、电渗析法、离子交换法和多级闪蒸法等。然而,这些方法需要消耗大量的常规能源,这也导致了能源的紧缺和污染的形成。因此,太阳能海水淡化这一环境友好并且可持续发展的技术受到了广泛的关注。受制于能量转换效率偏低等因素,太阳能海水淡化技术还无法做到产业化,并没有得到广泛的应用。为了减弱淡水资源短缺对人类生活造成的影响,寻求一种具有高光热转换效率的合适材料使太阳能海水淡化技术更加成熟并能快速获得大量淡水,这是广大研究人员努力的方向。在纳米材料科学领域,锑化锌纳米材料是一种性能优良的窄带隙半导体材料。因其具有制备成本较低、性质较为稳定、生物毒性小、形貌和结构可控性强等优点,锑化锌纳米材料也受到了各方面学者的广泛关注。根据已发表的文献可知,锑化锌有着优良的热电性能,但是其光热性能却未有深入研究。因此,本文利用溶剂热法,通过控制实验参数,如化学原料的配比、反应的温度和时间等条件,制备出具有纳米结构的Zn_4Sb_3和ZnSb。制备完样品后,对不同的纳米颗粒分别进行相应的表征,结果表明实验中已经获得了高纯度的Zn_4Sb_3和ZnSb纳米颗粒,且其粒径大小约为70-150 nm。接着,分别进行了相关光热性能的研究与测试:在808 nm激光的照射下Zn_4Sb_3纳米颗粒的光吸收达到了0.359,且其光热转换效率则高达32.90%;另外,ZnSb纳米颗粒的光吸收高达0.607,而其光热转换效率则达到了22.05%,并且两者都具有较好的光热稳定性。基于此,分别将两种纳米颗粒制备成均匀且致密的膜状结构并悬浮于去离子水的表面,模拟太阳光垂直照射,测试其太阳能海水淡化的效果。由实验数据可知,Zn_4Sb_3纳米膜的太阳能光热转换效率高达88.39%,而ZnSb纳米膜的太阳能光热转换效率则高达90.67%,且两者均具有很好的光热稳定性。根据实验结果可知,两种纳米颗粒均具有良好的光吸收性能、光热转换效率和光热稳定性,其中ZnSb的光热性能略好于Zn_4Sb_3。本文对不同晶相的锑化锌纳米颗粒的制备、光热特性及其相关机理进行了深入研究,这一研究为锑化锌纳米颗粒制备的产业化和应用奠定了坚实的基础。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.1;TQ132.41
【部分图文】：

图 1-1 Zn4Sb3晶体结构示意图[14]rehn 等人利用溶液法获得了一种新相的 此之外，他们还研究了其电学与热力学其晶格结构与可能的稳定温度范围，补。

图 1-1 Zn4Sb3晶体结构示意图[14]omrehn 等人利用溶液法获得了一种新相的 Zn8S。除此之外，他们还研究了其电学与热力学方面算了其晶格结构与可能的稳定温度范围，补充了[17]。

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文构，为 R3 空间群，a = 15.212(2), c = 74.83(2) ，如图 1-2 所示温度有关的同步加速器粉末衍射来研究了 α-Zn3Sb2的热电性能0进行对比。在此基础上，利用 Debye Callaway 晶格热导率的解2和β-Zn13Sb10之间的差异来举例说明 Zn/Sb 系统中阳离子/阴离义[18]。
【相似文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 陈哲豪;锑化锌纳米颗粒的制备与光热特性研究[D];哈尔滨工业大学;2018年

2 徐静杰;一维纳米结构锑化锌的合成及其作为锂离子电池负极材料的应用[D];复旦大学;2013年

本文编号：2866592