石墨烯/ZnO纳米阵列复合材料制备及性能

发布时间：2023-03-31 21:34

　　石墨烯是由sp2杂化碳原子构成的六角型蜂巢状结构,只有单个碳原子厚的二维材料。石墨烯具有非凡的电子传输性能、热学性能、光学性能以及机械性能,在物理、化学、生物工程和材料科学等学科领域引起了人们极大的兴趣。目前,几乎所有科学和工程领域都在开展石墨烯及其衍生物的相关研究。研究表明,石墨烯基材料在电子及光电子器件、化学传感器、纳米复合材料和能量储存领域有着广阔的应用前景。氧化锌(ZnO)在室温下具有较大的激子结合能(60 meV),是一种重要的宽带隙(3.37eV)半导体。ZnO纳米材料因具有不同于体材料的特殊性能而具有广阔的应用前景,特别是ZnO纳米阵列材料,因其制备工艺简单和比表面积大等特点而成为当前国际学术研究热点。ZnO纳米阵列材料可以用于光催化剂、纳米激光器、场发射器,还可以作为电极材料用于传感器、太阳能电池、燃料电池、锂离子电池等领域。但在受光激发的过程中,ZnO存在太阳能利用率低、量子效率低以及光腐蚀严重等缺点,限制了其在光催化和光电转化领域的应用。基于以上分析,为了提高ZnO纳米阵列材料的光催化性能和光电转化性能,本论文将石墨烯与ZnO纳米阵列结合,分别采用低温液相法和原位还...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

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作者简介
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    §1.1 引言
    §1.2 石墨烯概述
        1.2.1 石墨烯的结构
        1.2.2 石墨烯的性质
        1.2.3 石墨烯的制备
    §1.3 纳米氧化锌概述
        1.3.1 氧化锌的晶格结构
        1.3.2 氧化锌的性质
        1.3.3 纳米氧化锌的制备
    §1.4 石墨烯/纳米氧化锌复合材料的应用及研究现状
        1.4.1 光催化降解污染物
        1.4.2 染料敏化太阳电池
        1.4.3 其他应用
    §1.5 选题的意义、研究内容及创新点
第二章 石墨烯制备与表征
    §2.1 引言
    §2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂和仪器
        2.2.2 氧化石墨的制备
        2.2.3 石墨烯的制备
        2.2.4 分析测试方法
    §2.3 结果与讨论
        2.3.1 工艺条件对氧化石墨结构影响
        2.3.2 石墨烯结构特征
        2.3.3 石墨烯的红外吸收光谱
        2.3.4 氧化石墨烯的形貌
    §2.4 本章小结
第三章 RGO/ZNRs复合材料制备及光催化性能
    §3.1 引言
    §3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料和仪器
        3.2.2 ZnO纳米棒阵列制备
        3.2.3 RGO/ZNRs复合材料制备
        3.2.4 RGO/ZNRs复合材料表征方法
        3.2.5 RGO/ZNRs复合材料光催化性能测试
    §3.3 结果与讨论
        3.3.1 石墨烯浓度对RGO/ZNRs复合材料物相的影响
        3.3.2 RGO/ZNRs复合材料的形貌分析
        3.3.3 RGO/ZNRs复合材料的XPS分析
        3.3.4 RGO/ZNRs复合材料的光学性质
        3.3.5 RGO/ZNRs复合材料光催化性能及增强机理
    §3.4 本章小结
第四章 RGO/ZNWs复合光阳极DSSC
    §4.1 引言
    §4.2 实验部分
        4.2.1 实验材料和仪器
        4.2.3 ZnO纳米线阵列制备
        4.2.4 RGO/ZNWs复合光阳极制备
        4.2.5 DSSC组装及性能测试
    §4.3 结果与讨论
        4.3.1 氧化石墨烯用量对RGO/ZNWs复合材料形貌的影响
        4.3.2 RGO/ZNWs光阳极中石墨烯含量对电池性能的影响
        4.3.3 RGO/ZNWs光阳极DSSC的光电性能增强机理
    §4.4 本章小结
第五章 总结
    §5.1 结论
    §5.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3775829