ZnO空心球与ZnO/碳球纳米复合材料的合成及其气敏与电化学性能研究

发布时间：2024-03-17 12:19

　　氧化锌(ZnO)是一种典型的多功能宽带隙n型半导体材料,禁带宽度3.37 eV,激子结合能为60 meV。由于其独特的光学、电学以及物理化学性质,被广泛应用于太阳能电池、激光器、光电探测器、发光二极管、光催化剂、气体传感器和超级电容器等方面。本文以ZnO纳米结构的合成与气敏及电化学性能为主要研究内容,采用简单的模板法和低温水浴法制备ZnO空心球和不同摩尔复合比例的ZnO/碳球纳米复合材料,并采用WS-30A气敏传感器检测系统和电化学工作站对合成的纳米结构ZnO气体敏感性能和电化学性能进行了测试。主要研究内容和结果如下：(1)ZnO空心球的制备、表征及其气敏性能研究以PS球为模板,以醋酸锌为前驱体,采用模板法水浴制备得到了ZnO空心球,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)等方法对所制备样品的晶体结构、微观形貌、成分组成、表面态等进行了表征。采用WS-30A气敏传感器检测系统对ZnO空心球的气体敏感性能进行了测试。结果表明,ZnO空心球对正丁醇气体具有最高的灵敏度。灵敏度主要取决于比表面积及样品表面的吸附氧离子浓度。(2)ZnO/碳球纳米复合...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 ZnO的基本结构与性质
        1.2.1 ZnO的晶体结构
        1.2.2 ZnO的基本性质
    1.3 纳米ZnO的制备方法
    1.4 纳米ZnO的应用
        1.4.1 纳米ZnO在气体传感器敏感材料中的应用
        1.4.2 纳米ZnO在超级电容器电极材料中的应用
        1.4.3 提高纳米ZnO气敏性能及电化学性能的方法
    1.5 本论文的选题意义及研究内容
        1.5.1 选题意义
        1.5.2 研究内容
第二章 实验材料、表征及测试方法
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂与原料
        2.1.2 实验仪器与设备
    2.2 表征及测试方法
        2.2.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.2.2 透射电子显微镜分析(TEM)
        2.2.3 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.2.4 氮吸附比表面分析(BET)
        2.2.5 气敏性能测试
        2.2.6 电化学性能测试
第三章 ZnO空心球的制备、表征及其气敏性能研究
    3.1 引言
    3.2 样品制备
        3.2.1 实验步骤
        3.2.2 工艺流程
    3.3 表征结果与分析
        3.3.1 结构、形貌与成分
        3.3.2 形成机制
    3.4 气体敏感性能研究
        3.4.1 气敏测试方法
        3.4.2 ZnO空心球的气敏性能
        3.4.3 气敏机理
    3.5 本章小结
第四章 ZnO/碳球纳米复合材料的合成及其电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 样品制备
        4.2.1 实验步骤
        4.2.2 工艺流程
    4.3 表征结果与分析
        4.3.1 结构、形貌与成分
        4.3.2 形成机制
    4.4 超级电容器电极材料性能研究
        4.4.1 电极的制备
        4.4.2 电化学性能
        4.4.3 电化学机制探讨
    4.5 本章小结
第五章 结论
    5.1 主要研究成果
    5.2 创新点
    5.3 存在的不足和需要改进的工作
参考文献
附录 研究生期间发表的论文
致谢



本文编号：3931022