论文部分内容阅读
微纳结构的ZnO具有密度低、比表面积大和良好的光催化活性等优越的性能，因此，在染料敏化太阳能电池、锂离子电极材料、气敏传感器和光催化等领域有着潜在的应用前景，成为研究热点。本文以对环境友好的无皂乳液聚合法制得的聚苯乙烯乳液乳胶粒为模板，结合静电吸附，在水热条件下合成了氧化锌管，详细探究了其合成工艺条件和影响因素，并提出了其可能的生长机理。在此基础上研究了微纳结构氧化锌的光学性能。 以过硫酸钾(KPS)为引发剂经过无皂乳液聚合获得了单分散性好、粒径分布可控、表面带负电荷的聚苯乙烯(PS)微球乳液。然后在水热条件下，以500nm左右的PS微球乳液为模板，醋酸锌为锌源，乙二胺为络合剂制备了氧化锌管。并考察了醋酸锌浓度、水热时间，水热温度及溶液pH对最终产物形貌的影响;制备的样品通过SEM、XRD、EDS和FTIR等进行表征。结果表明制备的氧化锌管的长度约为20μm，壁厚约500nm，管径约为1～2μm。样品纯度较高，且为六方晶型。 通过紫外-可见光谱研究了不同形貌氧化锌微纳米结构的光学性能及禁带宽度，并通过在紫外光照下对有机染料罗丹明B的降解实验，系统研究了不同形貌氧化锌微纳米结构的催化活性。结果表明，以聚苯乙烯微球乳液为模板制备的氧化锌管的光催化活性相对较高，推断是因为较大的比表面积可以提供更多的活性吸附点和光催化中心。同时通过紫外-可见光谱看出，氧化锌微纳米结构的禁带宽度变窄。 此外，以苯乙烯乳液为模板，六水合硝酸铈为铈源，尿素为沉淀剂，采用溶胶-凝胶法合成了氧化铈纳米空心球。制备的样品通过SEM、XRD等进行表征。结果表明制备的氧化铈空心球的粒径约为500nm，壁厚为20nm，样品的纯度较高，且为六方萤石型结构。同时提出了氧化铈空心球可能的形成机理。