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《zno基納米纖維制備及性能的研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、原創(chuàng)性聲明所呈交的學(xué)位論文,是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他或撰寫(xiě)過(guò)的科研成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。日期:年月同學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品,知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬鄭州大學(xué)。根據(jù)鄭州大學(xué)有關(guān)保留、使用期學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留或向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱;本人授權(quán)鄭州大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或者其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位論文。本人離校后發(fā)表、使用學(xué)位論
2、文或與該學(xué)位論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí),第一署名單位仍然為鄭州大學(xué)。保密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。學(xué)位論文作者:日:年月日摘要ZnO因具有優(yōu)良的光學(xué)、氣敏、壓電、催化、場(chǎng)發(fā)射等性能,而引起世界范圍內(nèi)廣泛關(guān)注,關(guān)于一維ZnO納米材料的研究已經(jīng)引起眾多研究者們的極大興趣,然而實(shí)現(xiàn)ZnO在光學(xué)和氣體傳感方面的應(yīng)用仍有一些問(wèn)題和困難。一維納米結(jié)構(gòu)相比薄膜和粉末具有優(yōu)異的傳輸性能和大的比表面,因此一維納米結(jié)構(gòu)將具有更優(yōu)異的氣敏特性,同時(shí)金屬元素?fù)诫s也可以改變ZnO的光學(xué)、氣敏等性能。在一維納米材料的制備技術(shù)中,電紡絲法簡(jiǎn)單、可控、耗能低,且電紡絲法制備的納米纖維具有孔狀結(jié)構(gòu)等特
3、點(diǎn),有利于氣敏性能的提高。本文采用電紡絲技術(shù)制備了純的和不同金屬元素?fù)诫s的ZnO納米纖維,系統(tǒng)探討了電紡絲技術(shù)制備中各種因素的影響,研究了不同摻雜元素及摻雜量對(duì)其光學(xué)和氣敏性能的影響。通過(guò)研究獲得了如下結(jié)果:1.電紡絲過(guò)程受到溶液濃度、電壓、距離、無(wú)機(jī)鹽含量、退火等因素的影響,我們系統(tǒng)探討制備工藝參數(shù)對(duì)納米纖維形貌、直徑、均勻度等特性的影響,結(jié)果表明:PVA濃度過(guò)高,紡絲變難并且纖維直徑變粗;電壓過(guò)大則易出現(xiàn)液滴且直徑變小;無(wú)機(jī)鹽含量過(guò)多,會(huì)導(dǎo)致纖維粘連,無(wú)機(jī)鹽含量多會(huì)導(dǎo)致纖維直徑變小;隨著退火溫度的升高纖維直徑逐漸減小,表面變得逐漸粗糙,結(jié)晶質(zhì)量逐漸變好:酒精主要通過(guò)表
4、面張力影響臨界電壓和紡絲速度。2.采用電紡絲技術(shù)制備了Mg、Cd、Cu、AI、Ni等金屬元素?fù)诫s的ZnO納米纖維,研究了摻雜對(duì)ZnO納米纖維光學(xué)性能的影響,結(jié)果表明:Mg摻雜能使PL譜的紫外發(fā)射峰發(fā)生藍(lán)移,隨著摻雜量的增加,藍(lán)移愈加明顯;Cd和Ni摻雜能導(dǎo)致PL譜的紫外發(fā)射峰發(fā)生紅移,并且隨著摻雜量的增加,紅移愈加明顯;AI摻雜使綠光峰強(qiáng)度顯著增強(qiáng);Cu摻雜后紫外發(fā)射峰的強(qiáng)度減弱比較明顯。3.采用電紡絲技術(shù)制備了Cu、A1、Ni等金屬元素?fù)诫s的ZnO納米纖維,研究了摻雜元素和摻雜量對(duì)ZnO納米纖維氣敏性能的影響,結(jié)果表明:Cu摻雜使ZnO納米纖維對(duì)低濃度硫化氫的靈敏度得到
5、很大提高,反應(yīng)速度快,摘要選擇性好;AI摻雜使ZnO納米纖維對(duì)酒精蒸汽的靈敏度得到提高,工作溫度略微降低,選擇性提高,反應(yīng)速度快;Ni摻雜使ZnO納米纖維對(duì)乙炔的靈敏度提高,反應(yīng)速度快;通過(guò)研究Cu和Ni的摻雜量對(duì)ZnO納米纖維氣敏特性的影響,獲得Cu和Ni摻雜的最佳摻雜量分別為6at.%和5at.%。關(guān)鍵詞:ZnO納米纖維,電紡絲法,摻雜,氣敏特性,光學(xué)性能AbstractAbstractZnOhaveexcellentoptical,electronic,gassensing,piezoelectricity,catalyseandfieldemissionprope
6、rtiesSOthatithaspromisingprospectsinmanyappliedfield.Therefore,ZnOhasattractedworldwideattention,andmanyresearchersareinterestedinthestudyofZnO1Dnanomaterials.However,therearesomeproblemsanddifficultiesinrealapplicationsinopticalproductsandgassensors.The1Dnanomaterialshavelargesurfacetovo
7、lumeratioandbetterelectrontransitionabilitythantheparticlesandfilms,therefore,IDnanomaterialswillhavebettergassensingproperities.DopingsuitableelementsisabletoimprovetheopticalandgassensingpropertiesofZnO.Electrospinningisasimple,lowcosttechnologytoproduce1Dnanofibe