ZnTe基纳米材料的合成及其性能研究

发布时间：2017-06-21 13:19

  本文关键词：ZnTe基纳米材料的合成及其性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：碲化锌(ZnTe)作为Ⅱ-Ⅵ族半导体重要组成成员,因其具有良好的光电性能,已广泛应用在绿色发光二极管、太阳能电池、锂电池以及太赫兹设备等领域。由于电子-空穴复合速率过快,使其在光催化领域受到限制,因而研究者通过调控ZnTe形貌和ZnTe基复合结构来提高其光催化活性,拓展应用领域。本文利用溶剂热法合成了不同形貌的ZnTe和ZnTe基复合纳米结构,并分析了样品的形貌、光学性质以及催化性能等。其研究内容主要分为以下几个方面:(1)采用溶剂热法制备了碲化锌与还原氧化石墨烯(ZnTe/RGO)纳米复合结构,合成ZnTe纳米颗粒的同时,氧化石墨烯(GO)被还原为还原氧化石墨烯(RGO),闪锌矿ZnTe纳米颗粒均匀分散在RGO褶皱片上。引入RGO加强可见光的吸收和减小电子-空穴的复合,提升了光催化性能,可见光下照射4 h,降解亚甲基蓝56%,拓展了ZnTe/RGO纳米复合物在污水处理方面应用价值。(2)通过溶剂热法,以亚碲酸钠(Na2TeO3)和乙酸锌[Zn(CH2COO)?2H2O]为碲源和锌源,水合肼为还原剂,合成ZnTe纳米材料。讨论了不同量表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和不同反应时间对ZnTe形貌的影响,当加入0.8 g PVP时,可以得到三维纳米花,当反应时间达到72 h,可以得到棒状ZnTe。ZnTe纳米花具有较大的比表面积,增强了可见光响应,提升了光催化性能,紫外光照射2 h,ZnTe纳米花降解亚甲基蓝可以达到54%。(3)以亚碲酸钠(Na2TeO3),氧化锌(ZnO)为前驱体,采用溶剂热法合成ZnTe/ZnO类球状复合材料,通过控制合成ZnTe颗粒的量来比较复合样的光催化性能。SEM表征样品的形貌为类球状复合物,PL和EIS测试解释复合样光催化增强的原因,实验结果验证了在紫外光照射下复合样光催化性能优于纯相,而且以ZnO和Na2TeO3摩尔比为1:0.4时合成的ZnTe/ZnO类球状复合样表现出最佳光催化活性,40 min降解亚甲基蓝达到91%。
【关键词】：碲化锌 还原氧化石墨烯 氧化锌 亚甲基蓝 光催化
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 绪论7-20
• 1.1 引言7-8
• 1.2 ZnTe基本性质8-9
• 1.3 ZnTe制备方法9
• 1.4 ZnTe材料的应用及发展9-10
• 1.5 半导体光催化原理及其研究现状10-13
• 1.5.1 半导体光催化剂10-11
• 1.5.2 半导体光催化原理11
• 1.5.3 半导体光催化降解有机物的研究现状11-12
• 1.5.4 ZnTe降解有机物的研究现状12-13
• 1.6 选题背景及意义13-14
• 1.7 研究内容14-15
• 参考文献15-20
• 第二章 实验材料以及样品表征手段20-29
• 2.1 实验试剂及仪器20-21
• 2.1.1 实验试剂来源20
• 2.1.2 实验设备及仪器20-21
• 2.2 样品的制备21-22
• 2.3 样品的表征手段22-27
• 2.3.1 X射线衍射分析22-23
• 2.3.2 扫描电镜(SEM)分析23-24
• 2.3.3 透射电子显微镜（TEM）分析24
• 2.3.4 拉曼光谱分析24
• 2.3.5 荧光光谱（PL）分析24-25
• 2.3.6 傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析25
• 2.3.7 电化学阻抗（EIS）分析25
• 2.3.8 光催化性能测试25-26
• 2.3.9 紫外可见分光光度计（UV-Vis）分析26-27
• 参考文献27-29
• 第三章 一步溶剂热法合成ZnTe/RGO纳米复合物以及加强可见光催化活性29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 实验部分29-31
• 3.2.1 实验试剂29-30
• 3.2.2 实验过程30-31
• 3.3 结果与讨论31-37
• 3.3.1 ZnTe/RGO纳米复合物合成机理31
• 3.3.2 X射线衍射和拉曼光谱分析31-32
• 3.3.3 X射线光电子能谱（XPS）分析32-33
• 3.3.4 形貌分析33-34
• 3.3.5 红外光谱和紫外可见光谱分析分析34-35
• 3.3.6 光催化性能测试35-36
• 3.3.7 荧光测试和光催化机理分析36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 参考文献38-42
• 第四章 溶剂热法制备ZnTe纳米花及其性能研究42-50
• 4.1 引言42
• 4.2 溶剂热法制备ZnTe纳米花42-43
• 4.2.1 实验试剂42
• 4.2.2 实验过程42-43
• 4.3 实验结果表征与分析43-47
• 4.3.1 X射线衍射分析43-44
• 4.3.2 形貌分析44-45
• 4.3.3 紫外可见光谱分析45-46
• 4.3.4 荧光（PL）光谱分析46
• 4.3.5 光催化测试46-47
• 4.3.6 光催化机理解释47
• 4.4 本章小结47-48
• 参考文献48-50
• 第五章 ZnTe/ZnO类球状复合材料的制备及其光催化性能研究50-59
• 5.1 引言50
• 5.2 实验部分50-51
• 5.2.1 样品的制备50-51
• 5.2.2 表征51
• 5.2.3 光催化性能测试51
• 5.3 结果与分析51-56
• 5.3.1 X射线粉末衍射(XRD)的分析51-52
• 5.3.2 形貌（SEM）分析52-53
• 5.3.3 紫外可见光谱分析53-54
• 5.3.4 荧光（PL）光谱和电子阻抗（EIS）谱图分析54
• 5.3.5 光催化性能分析54-56
• 5.4 结论56-57
• 参考文献57-59
• 第六章 总结与展望59-61
• 6.1 工作总结59
• 6.2 展望59-61
• 附录61-62
• 致谢62-63

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