过渡金属氧化物纳米材料的制备及应用

发布时间：2023-08-05 19:06

　　本论文提出了一种新的方法制备过渡金属氧化物纳米材料(包括氧化锌、氧化铜、氧化铁等),该方法是在管式炉的基础上改进的等离子体增强热氧化法。然后使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、Raman和光致发光(PL)等多种检测手段来表征生长的纳米材料晶体结构特性以及微观形貌,通过这些表征来判断制备的过渡金属氧化物纳米材料的质量以及性能。在等离子体增强热氧化法中,我们可以通过改变反应温度、氢气与氧气的流量比以及放电功率来控制所得过渡金属氧化物纳米材料的形貌和微观结构。实验发现反应温度分别在300、350、400、450和500 ℃条件下,随着温度的升高,生成的氧化锌纳米棒更长、更均匀。在不同的氩气与氧气流量比下,当Ar:02为15:45和45:45时,没有氧化锌纳米棒的生成;流量比为45:15和45:5时,有氧化锌纳米棒的生成。在放电电流分别为0.3 A、1.3 A和2.3 A时,电流的增加使生长出的氧化锌纳米棒更长。氧化铜纳米线和氧化铁纳米带分别在400℃C和600℃生长的质量最好。此外,基于观察到的实验结果,本论文还提出了在等离子体条...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 过渡金属氧化物纳米材料的研究现状
    1.3 过渡金属氧化物纳米材料的物理特性
    1.4 过渡金属氧化物纳米材料的制备方法
        1.4.1 模板法
        1.4.2 水热法
        1.4.3 气相法
        1.4.4 等离子体增强化学气相沉积
        1.4.5 磁控溅射沉积
    1.5 过渡金属氧化物纳米材料的应用
        1.5.1 太阳能电池的应用
        1.5.2 锂离子电池的应用
        1.5.3 医学的应用
    1.6 本文的研究目的与内容
第二章 锌、铜和铁金属氧化物纳米材料的制备与表征
    2.1 实验设备的介绍
    2.2 材料检测分析技术
        2.2.1 X射线衍射技术
        2.2.2 扫描电子显微镜
        2.2.3 透射电子显微镜
        2.2.4 拉曼光谱
        2.2.5 光致发光
    2.3 氧化锌纳米材料的制备与表征
        2.3.1 氧化锌纳米棒的制备
        2.3.2 样品的检测
        2.3.3 氧化锌纳米棒的XRD谱
        2.3.4 氧化锌纳米棒的SEM图和EDS图谱
        2.3.5 氧化锌纳米棒的TEM图
        2.3.6 氧化锌纳米棒的Raman光谱
        2.3.7 氧化锌纳米棒的PL光谱
    2.4 氧化铜纳米材料的制备与表征
        2.4.1 氧化铜纳米线的制备
        2.4.2 氧化铜纳米线的XRD谱
        2.4.3 氧化铜纳米线的SEM图
        2.4.4 氧化铜纳米线的TEM图
        2.4.5 氧化铜纳米线的Raman光谱
    2.5 氧化铁纳米材料的制备与表征
        2.5.1 氧化铁纳米材料的制备
        2.5.2 氧化铁纳米带的XRD谱
        2.5.3 氧化铁纳米带的SEM图
        2.5.4 氧化铁纳米带的TEM图
        2.5.5 氧化铁纳米带的Raman光谱
    2.6 生长机理
    2.7 本章小结
第三章 氧化锌纳米棒在PC1D软件上的应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 基底的清洗
        3.2.2 锌籽晶层的溅射工艺
        3.2.3 等离子体热氧化法制备氧化锌纳米棒
        3.2.4 氧化锌反射率的测量
    3.3 PC1D参数的设置以及模拟
        3.3.1 参数的设置
        3.3.2 模拟结果
        3.3.3 氧化锌作为n层的单异质结太阳能电池的模拟
    3.4 本章小结
第四章 氧化锌纳米棒在锂离子电池上的应用
    4.1 引言
    4.2 锂离子电池的制备
    4.3 锂离子电池的性能研究
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间取得的成果
致谢



本文编号：3839175