氧化铟纳米材料及其复合材料的制备和性能研究

发布时间：2017-09-27 11:41

  本文关键词：氧化铟纳米材料及其复合材料的制备和性能研究

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【摘要】：纳米材料的迅速发展带动了材料领域日新月异的巨大变革,尤其是随着现代表征、分析技术和纳米材料制备技术的革新,对纳米材料的构筑也已经从简单体系不断向复杂体系发展。与块体材料相比,纳米材料表现出独特的小尺寸效应、量子隧穿效应等性质,因而具有比块体材料更为优异的性能。氧化铟作为一种重要的n型半导体,具有较宽的禁带宽度、较小的电阻率和较高的催化活性,被广泛应用于光催化、传感器、发光二极管等领域。近年来,研究人员通过多种物理和化学方法制备出大量不同形貌和结构的氧化铟纳米材料。本论文介绍了纳米材料及氧化铟纳米材料的发展现状和前景,并总结了氧化铟材料的基本结构和性质及其制备方法。基于氧化铟和二氧化钛性质的相似性,采用了水热法制备氧化铟粉末,对其纳米结构进行了XRD、场发射扫描电镜等表征测试,测试结果显示核桃状的氧化铟纳米微球结构被成功制备,同时还制备出了其他形貌的氧化铟纳米结构。为了研究制备所得的氧化铟纳米材料的光学性能,我们对氧化铟的荧光PL光谱和光催化特性进行了测试研究。根据实验结果,可以知道本实验中氧化铟纳米材料在紫外到可见光区域有好几个发射峰,其中最强的峰在482nm。通过测试不同时间下氧化铟粉末对罗丹明B(Rh B)的降解情况得出了光催化特性的结果。与其他制备得出的氧化铟纳米结构实验样品相比,光催化结果表明氧化铟纳米微球结构表现出一个较好的光催化特性。
【关键词】：氧化铟 氧化铟纳米微球结构 水热法 光催化
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;O643.36
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 绪论11-21
• 1.1 研究背景11-14
• 1.1.1 纳米材料的性质11-12
• 1.1.2 纳米材料的组成和分类12-13
• 1.1.3 纳米氧化物材料的概述13
• 1.1.4 氧化铟的概述13-14
• 1.2 国内外研究现状及其应用14-19
• 1.2.1 纳米材料在催化领域的应用15
• 1.2.2 纳米材料在传感器领域的应用15-16
• 1.2.3 纳米材料在能源储存与转换领域的应用16
• 1.2.4 纳米材料在生物医学领域的应用16-17
• 1.2.5 纳米材料在其他领域的应用17
• 1.2.6 氧化物纳米材料的研究与发展17-19
• 1.3 本文研究内容19-21
• 2 氧化物纳米材料的性质、制备方法及其表征方法21-33
• 2.1 氧化物纳米材料的性质21-25
• 2.1.1 氧化物纳米材料的晶体结构21-22
• 2.1.2 氧化物纳米材料的性质22-24
• 2.1.3 氧化铟纳米材料的晶体结构与性质24-25
• 2.2 氧化物纳米材料的制备方法25-30
• 2.2.1 水（溶剂）热法25-26
• 2.2.2 气液固相法26-27
• 2.2.3 分子束外延法27-28
• 2.2.4 溶胶-凝胶法28
• 2.2.5 化学气相沉积法28-29
• 2.2.6 模板法29-30
• 2.2.7 燃烧法30
• 2.3 氧化物纳米材料的表征方法30-32
• 2.3.1 X射线衍射（XRD）31
• 2.3.2 扫描电子显微镜（SEM）31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 3 氧化铟及其复合纳米材料的制备及其表征分析33-44
• 3.1 实验药品及实验仪器33-34
• 3.1.1 实验药品33-34
• 3.1.2 实验仪器34
• 3.2 氧化铟纳米微球的制备34-36
• 3.2.1 反应容器的预处理34
• 3.2.2 氯化铟结晶水的制备34-35
• 3.2.3 氧化铟前驱体溶液的配制35
• 3.2.4 氧化铟前驱体粉末的处理及煅烧35
• 3.2.5 氧化铟纳米微球制备的反应条件变化35-36
• 3.3 氧化铟纳米微球各项性能的分析与讨论36-41
• 3.3.1 氧化铟纳米微球的相结构（XRD）与成分分析（EDS）36-38
• 3.3.2 氧化铟纳米微球的形貌分析（SEM）38-40
• 3.3.3 氧化铟纳米微球的可能形成机制分析40-41
• 3.4 氧化铟复合纳米材料（氧化铟锡ITO）的制备与表征分析41-43
• 3.4.1 反应容器的预处理41
• 3.4.2 氯化铟结晶水的制备41
• 3.4.3 氧化铟锡前驱体溶液的配制41
• 3.4.4 氧化铟锡前驱体粉末的处理及煅烧41-42
• 3.4.5 氧化铟复合纳米材料（氧化铟锡ITO）的表征分析42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 4 氧化铟及其复合纳米材料的光学性能44-52
• 4.1 氧化铟纳米微球的光致发光44-46
• 4.1.1 光致发光谱（PL）44-45
• 4.1.2 氧化铟纳米微球的光致发光谱分析45-46
• 4.2 氧化铟纳米微球的光催化性能46-50
• 4.2.1 光催化的发展历史概述46-47
• 4.2.2 光催化机理及其活性影响因素47-48
• 4.2.3 氧化铟纳米微球的光催化性能48-50
• 4.3 本章小结50-52
• 5 总结与展望52-54
• 5.1 本文工作总结52-53
• 5.2 未来工作展望53-54
• 参考文献54-60
• 攻读学位期间研究成果60-61
• 致谢61

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本文编号：929496