含硅烯量子点的少层硅氧烯制备及性能研究

发布时间：2024-11-05 07:48

　　二维硅材料是近年来硅材料领域的研究热点之一。与传统块体材料相比,二维材料由于量子限域效应而具有独特的物理和化学性质,在光电、新能源、生物医学及催化等领域表现出一定的优势。但是到目前为止,大规模制备高质量低成本的二维硅材料并探索其实际应用场景仍是重点和难点。基于此,本文提出了一种基于拓扑化学反应原理,创新性地在常温下制备含硅烯量子点的硅氧烯纳米片的方法,并对其形貌结构、光学性能和光催化产氢活性进行一系列研究,主要创新点及成果如下:（1）研究了含硅烯量子点的少层硅氧烯纳米片的形貌、结构以及制备原理。本实验以CaSi₂粉末为原料,创新性地以乙酸乙酯作为脱钙溶剂,以FeCl₃·6H₂O作为氧化剂,成功制备了分散性良好、厚度在1.5 nm以下的含硅烯量子点的硅氧烯纳米片（QD-Siloxene）,其中硅烯量子点的平均尺寸在4.8 nm以下。相比之下,对照组EAC-Siloxene和HCl-Siloxene的纳米片厚度均大于10 nm,且纳米片中不含晶态硅烯量子点,证实乙酸乙酯在拓扑化学反应中促进纳米片上自组织形成非晶态硅富集区域,而...

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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 硅烯量子点及硅氧烯的结构与性质
        1.2.1 硅烯量子点的结构与性质
        1.2.2 硅氧烯纳米片的结构与性质
    1.3 硅烯量子点及硅氧烯的制备
        1.3.1 “自下而上”方法
        1.3.2 “自上而下”方法
    1.4 硅烯量子点及硅氧烯的性能与应用
        1.4.1 光电材料领域
        1.4.2 能源材料领域
    1.5 本文研究思路与内容
第二章 实验方法与测试仪器
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 主要试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料制备方法
    2.3 材料表征方法
        2.3.1 X射线衍射
        2.3.2 拉曼光谱
        2.3.3 傅里叶红外光谱
        2.3.4 原子力显微镜分析
        2.3.5 扫描电子显微镜分析
        2.3.6 透射电子显微镜分析
        2.3.7 X射线光电子能谱分析
        2.3.8 紫外-可见吸收光谱
        2.3.9 光致发光光谱
        2.3.10 光催化产氢测试
        2.3.11 电化学测试
第三章 含硅烯量子点的少层硅氧烯的制备与结构研究
    3.1 引言
    3.2 样品制备原理
    3.3 含硅烯量子点的硅氧烯纳米片结构表征与分析
        3.3.1 X射线衍射分析
        3.3.2 扫描电子显微镜分析
        3.3.3 透射电子显微镜分析
        3.3.4 原子力显微镜分析
        3.3.5 拉曼光谱分析
        3.3.6 傅里叶红外光谱分析
        3.3.7 X射线光电子能谱分析
    3.4 本章小结
第四章 含硅烯量子点的少层硅氧烯的光学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验
    4.3 含硅烯量子点的硅氧烯纳米片光学性能表征与分析
        4.3.1 紫外-可见吸收光谱分析
        4.3.2 光致发光性能分析
    4.4 本章小结
第五章 含硅烯量子点的少层硅氧烯的光催化性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验
        5.2.1 电化学测试
        5.2.2 光催化产氢活性测试
    5.3 含硅烯量子点的硅氧烯纳米片光催化性能研究
        5.3.1 光电流响应测试
        5.3.2 阻抗谱测试
        5.3.3 Mott-Schottky测试
        5.3.4 光催化产氢活性测试
    5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
个人简介
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：4011465