文档介绍：中山大学
博士学位论文
电化学方法制备金属氧化物半导体纳米材料及其性质研究
姓名:钟宽
申请学位级别:博士
专业:材料物理与化学
指导教师:童叶翔
20100606
摘要液膜、半浸状态基体上部的气膜和下部的溶液。基于一维的盈擅撞牧系纳せ砦5移。在拉曼实验中,在修饰结构中产生许多有序分布的分裂峰,其产生原因为表面等离子体修饰擅紫咛厥饨峁股纤⑸谋砻娴壤胱犹骞舱窦捌漶詈稀⒐庋Х窍咝蕴匦浴⒌粒的复合材料。控制电化学腐蚀的时间,可以获得较低哺嵌鹊南馇督峁埂⒔细遉覆盖度的核壳结构和高哺嵌鹊南扇饲蚪峁埂?疾炝瞬煌琙覆盖度的复合材料的光学性质和光电响应行为。只有镶嵌结构表现出宽范围的紫外可见光吸收,且表现出增强的光金属氧化物返继迥擅撞牧希捎谄渚哂邪氲继宓奶匦浴⒔峁苟嘌浴⒍嘀旨厶目杀性和共存性、可表现出非化学计鼙学组成和结构的稳定性,在光学、催化和光伏等方面表现出优异的性质。对金属氧化物半导体纳米材料的研究,涉及剑晶体生长、纳米科学、结构、催化、电学、光学和表面科学等多门学科,具有很人的挑战意义。因此,制各纳米结构的金属氧化物半导体并研究其相关性质和发掘新性质是非常具有理论和现实意义的。本论文研究的。,珻及其与修饰纳米结构,在光催化、燃料敏化太阳能电池、和碳氢化合物催化氧化和作为燃料电池刚极催化剂方面具有重人的潜在应用。论文主要同绕基于一维的金属氧化物.、仁导体纳米材料的制备、结构表征、生长机理分析和性质表征展开。制备的方法主要基于电化学方法,金属氧化物半导体材料主要为;,虲,研究的性质主要为光学性质和催化性质。没Ф频姆椒ǎ訡魑;澹迪忠话闱榭鱿卵趸越锨康腸痗对还原相对具有还原性的/如电对,第一次制备了十四面体疏松三维结构纳米笼,这种三维结构是由纳米线按其菱形晶体晶胞的口、蚦三轴有序延伸编织而得。在氧气氛围下低温加热,可使纳米结构的表面氧化,而其形貌保持不变,但结晶度变差。生长在钝化基体上的纳米笼,由于其与基体上的铜氧化物相互作用,其氧化速率增快。这种疏松的三维结构,可用于催化剂的载体或催化剂。髦諾纳米材料可通过电化学腐蚀的方法制备获得。电化学腐蚀分为三种模式:化学腐蚀和取向连接。擅撞牧系纳な芘ǘ取⒎从κ奔洹⑻砑蛹痢⒒遄刺⒁耗厚度和溶剂种类等因素影响,通过控制这些条件,观察到了擅撞牧闲蚊驳难莼蹋获得的擅撞牧闲蚊灿心擅装簟⒛擅紫摺⒛擅渍搿⒛擅卓帕!⑹嶙唇峁埂⒛擅字ψ刺和多级结构。采用紫外可见吸收光谱和荧光光谱研究材料的关学性质。各样品的光学带隙随形貌变化而变化。其中,短纳米棒的光学带隙最宽,而粗纳米棒的最窄。除了粗纳米棒,其它样品均表现出带边发射。这种带边发射强度随样品的形貌变化也发生变化,短纳米棒的发光强度最强。曰Ф圃趜迳铣粱亩嗫譇擅状刈魑D0澹谌却硐拢覣擅簇长出擅紫摺赯纳米线电极上的电化学行为特殊,主要是由于擅紫电极的特殊性。纳米颗粒修饰的擅紫叱督峁梗谧贤馇奈涨慷燃负醪槐洌但墓庋Т侗湫。业ü馇慷染缌医档停馐怯捎谠赯和之间发生电荷转共振耦合。此外,在修饰结构中会发生不寻常的超级强吸光的特殊现象,我们把之归属于在荷转移和等离子体波导的共同作用。捎没Ф坪偷缁Ц吹牧:戏椒ǎ票噶薢纳米材料修饰亚微米级颗
捎玫缁Ц吹姆椒ǎ票噶搜趸擅卓帕!⑿踝唇峁埂⒀俏⒚准蹲┬谓峁获得的。样品生长的条件包括浓度、生长时间、添加剂、生长模式、温度等。探讨了不同形捎肵和拉曼光谱研究了氧化铜纳米材料的氧吸附能力。考察了不同形貌和结结晶度的高低、比表面积的大小等。在氧气储存后,样品表现出更强的氧吸附能力。样品在的机理及催化行为的特殊性。结果发现,擅撞牧隙砸掖嫉牡绱呋趸硐殖龈叩拇化活性,无明显的中毒效应,催化反应动力学快。这主要是由于擅撞牧暇哂懈叩难关键词:电响应效应,主要原冈为较大的颗粒,可储存更多的电荷:众多擅捉峁剐奘我豢直径较大蛭⒚准的颗粒,使电荷转移效率提高;颗粒的表面等离子体共振且修饰的徊跋欤稍銮緼隯之间的电荷转移。和不同特征的纳米棒和纳米片等。这些纳米材料的制备,主要是通过控制晶体生长的条件来貌、不同表面状态、不同结构和不同分布的氧化铜纳米材料的形成机理。构的氧化铜纳米材料的氧吸附行为。氧吸附能力的大小,主要取决于样品缺陷结构的多少、吸附氧的同时,也吸附大量的含碳物,并对其进行原位催化氧化。氧化的程度,在不同的环境下,可发生半氧化、Ⅱ深氧化和完全氧化。一般样品的氧吸附能力越高,其对含碳物的催化活性也越高。但样品的催化活性也受其本身结构的影响,即吸附键的强度受样品结构的影响。温度高,有利于催化反应的进行。教至搜趸擅撞牧献魑V苯右掖既剂系绯氐难艏ù呋炼砸掖嫉绱呋趸催化作用,提出了一种新的求催化剂载量的方法,研究了氧化铜纳米材料电催化剂催化乙醇物种吸附能力、良好的碳吸附结构、高价态或其趋势的氧化铜本身具有的催化作用等。纳米材料不用引入第二种物种,通