【摘 要】
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钒酸盐特殊的光电磁学性质以及在多个领域的广泛应用使钒酸盐系列材料备受瞩目。然而,ZnV2O6材料仍存在难以制备的问题亟需解决,在该材料的应用研究论文中所使用的ZnV2O6仍含有少量杂质,如何使用简单高效的方法制备出纯ZnV2O6,以及开发出具有高性能的钒酸盐材料的理论研究和应用开发需要更为深入的研究。基于以上问题,本论文对钒酸盐ZnV2O6材料的制备和性能进行了研究:1.采用了固相法在相对较低的温
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钒酸盐特殊的光电磁学性质以及在多个领域的广泛应用使钒酸盐系列材料备受瞩目。然而,ZnV2O6材料仍存在难以制备的问题亟需解决,在该材料的应用研究论文中所使用的ZnV2O6仍含有少量杂质,如何使用简单高效的方法制备出纯ZnV2O6,以及开发出具有高性能的钒酸盐材料的理论研究和应用开发需要更为深入的研究。基于以上问题,本论文对钒酸盐ZnV2O6材料的制备和性能进行了研究:1.采用了固相法在相对较低的温度下成功制备了钒酸盐ZnV2O6材料,在650℃下煅烧6小时合成了纯的ZnV2O6材料,得到的样品颗粒类似椭圆状且表面光滑,分散良好无严重的团聚现象,粒径均匀。此外,升高体系的反应温度有利于向得到纯相Zn2V2O7微/纳米块结构的趋势发展。2.基于第一性原理对ZnV2O6的进行了模拟计算。ZnV2O6晶体具有直接带隙,禁带宽度为2.104e V。ZnV2O6在可见光范围内比Ti O2具有更好的性能。ZnV2O6具有比Ti O2更好的紫外线屏蔽性能,尤其是在UV-A和UV-B区域。它在制备紫外半导体探测器和紫外屏蔽器件方面具有潜在的应用前景。3.基于第一性原理研究了石墨烯/ZnV2O6（001）异质结模型,解释了石墨烯/ZnV2O6（001）杂化材料的性能增强机制。内电场促进了石墨烯/ZnV2O6（001）界面区载流子的分离,抑制了电子-空穴对的复合。该体系在可见光照射下调节石墨烯/ZnV2O6（001）异质结结构从价带顶部到导带底部的电子激发,扩大了光吸收范围,促进了电荷的有效分离。本文的研究结果为理解异质结对光催化活性的影响提供了新的视角,有助于理解光催化机理从而设计应用于光催化领域具有可见光响应的钒基半导体异质结材料。
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