微波合成zno納米材料的研究進展-免費閱讀
【正文】 然而微波作為特殊的電磁復合能量場，在制備ZnO納米材料的過程中除了均勻、迅速的熱效應外，非熱效應的作用機理尚不完善，有待于進一步研究和探討，以更好的優(yōu)化實驗條件。并且從圖中可以看出，生成的ZnO產(chǎn)物沒有六方晶柱或者金字塔特點，可見ZnO的生成過程是在動力學控制過程而不是在熱力學控制過程。頂視圖比例尺為200nm，斜截圖為1μm。表31 生長溶液的各項參數(shù)溶液PH值氨濃度A8B9C10D11E12F13G11H11然后把剛退火處理的MgAl2O4襯底放入生長溶液中，使用微波加熱器在不同功率、溫度和反應時間等條件下實驗。l?1）吸附劑表面積(m2可見，溶劑對ZnO產(chǎn)品形貌的影響主要歸因于最小表面能引起的溶劑/表面交互作用以及促進晶體擇優(yōu)生長，這說明可以通過選擇合適的溶劑來調控生成的ZnO的形貌。圖25 乙酸乙酯(a)和除去ZnO空心球的上層溶液(b)的紅外光譜分析圖由于生成的乙酸乙酯的沸點比乙醇低，基于此，提出了ZnO空心球是由ZnO納米顆粒在乙酸乙酯氣泡模板上自組裝形成的反應機理。圖23 在200℃微波加熱不同時間下ZnO產(chǎn)品的掃描電子顯微圖((a),(c))和透射電子顯微圖((b),(d))：反應時間(a),(b) 5min；(c),(d) 10min 接著做了對照實驗，使用傳統(tǒng)加熱方式，在其他條件不變的情況下，探究了不同時間生成的ZnO空心球。g?1 ， cm3對所得產(chǎn)物進行表征分析。制備的ZnO空心球由于粒徑分布均勻、形貌規(guī)則、有著大的表面積，對水溶液中的重金屬離子Cr4+有著優(yōu)異的吸附能力。圖14 超快合成法制備的一種納米線陣列的XRD衍射圖最后用合成的不同長度的ZnO納米線陣列做成了染料敏化太陽能電池以檢測其應用效果，實驗發(fā)現(xiàn)隨著納米線陣列長度的增加，太陽能電池性能提升。圖12 不更換母液時不同水熱合成法下納米線的平均生長長度：(a)擇優(yōu)生長法和快速微波輔助合成法；(b)超快合成法；(c)以上方法的對比關系。圖11 使用不同的襯底接種方法所生長ZnO納米線的SEM圖：(a)沒有播接種；(b)滴定涂裝法；(c)旋涂法和(d)兩次旋涂法處理接著進一步探究了生長速度隨著生長時間的變化。接著用滴定涂裝法或者旋涂法在襯底上接種晶種。微波法具有常規(guī)方法無法比擬的快速、節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)點，所制備的ZnO納米材料具有某些特殊的結構和性能。關鍵詞：微波加熱；ZnO納米線陣列；ZnO空心球；ZnO外延薄膜 ZnO納米材料是一種新型高功能精細無機產(chǎn)品，與普通ZnO相比，納米ZnO因其特有的表面效應、體積效應、量子效應和介電限域效應等，在催化、光學、磁性和力學等方面展現(xiàn)出許多特異功能，使其在陶瓷、化工、電子、光學、生物、醫(yī)藥和化妝品等許多領域有著重要的應用價值。為此，有學者提出使用微波輔助加熱提高加熱效率，縮短達到結晶溫度的時間，也有學者提出向生長溶液中加入氨水和聚乙烯亞胺以抑制均相成核速率，減少前驅液的損耗。圖11(b)和(c)所示分別是用滴定涂裝法和旋涂法接種晶種的襯底上長出的納米線陣列電鏡圖，對比可發(fā)現(xiàn)，用滴定涂裝法的襯底上生長的ZnO納米線陣列垂直對齊，有寬的直徑分布，而用旋涂法處理的襯底上生長的納米線陣列垂直對齊效果不好，有著很窄的直徑分布。這主要是因為本實驗中所添加的氨水和聚乙烯亞胺可大大抑制均相成核反應，減少了前驅材料的損耗。圖13 使用超快合成法在不更換母液不同功率下所能生長最長ZnO納米線的SEM圖：(a),(d)180 W 80min； (b),(e)450 W 50min；(c),(f)850 W 30min。因此，尋找出一種快速環(huán)保合成ZnO空心球的方法極其重要。打開容器，具有芳香味的上清液倒出，下面的沉淀物通過離心分離收集，然后用去離子水和乙醇進行清洗。圖21(e)，可見是纖鋅礦ZnO晶體的(002)晶面。
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