纳米ZnO粉体的制备与性能研究

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光电薄膜材料凭借其优异的光电性能在日常生活中应用越来越广泛,作为新一代的光电薄膜材料--掺铝氧化锌(AZO)薄膜材料不但具备一般的光电薄膜材料所共有的优异的光电性能,更是一种无毒、且原料丰富的光电薄膜材料,因此关于它的研究及推广应用更加有价值。   本论文中主要研究AZO薄膜的前期粉体--纳米ZnO粉体。纳米ZnO粉体具有优异的力学、光电、化学、生物等方面的性能,其制备和性能研究备受重视,应用也越来越广泛。   本论文的主要工作及研究成果如下:   一、采用直接化学沉淀法制备纳米ZnO粉体,通过调节和控制浓度、煅烧温度、溶剂成分、溶质成分等工艺,制备出不同工艺条件下的纳米ZnO粉体。   一、采用XRD、SEM和TEM等测试手段,对制备出的纳米ZnO粉体进行了结构性能方面的研究,得到如下结论:纳米ZnO粉体为六方晶系,纤锌矿型晶体结构;在体积比60%以下,乙醇掺入到去离子水中做溶解Zn盐的溶剂时,能够抑制纳米ZnD粉体粒径的生长;前驱体煅烧的最优温度选择在300摄氏度;随着Zn盐浓度的依次增大,纳米ZnO粉体的粒径逐渐呈减小趋势;纳米ZnO粉末的形貌与采用不同的Zn盐有关。以Zn(NO3)2·6H2O做溶剂时,得到的纳米粉体呈圆饼状结构;以ZnCl2做溶剂时,呈类似六方体的长棒状结构;以ZnSO4·7H2O做溶剂时,呈较规则的长方形状结构。   三、采用微分热重技术、拉曼光谱和紫外吸收光谱等,对制备出的纳米ZnO粉体进行热学和光学性能的研究,得到如下结论:纳米ZnO粉体的前驱体Zn(OH)2的热重分析显示前驱体Zn(OH)2在175℃开始脱水,成为纳米ZnO粉体;纳米ZnO粉体的特征拉曼峰出现在437cm-1处,随着Zn盐浓度的升高,最强散射峰的峰位逐渐呈减小趋势,出现红移现象;纳米ZnO粉体有较强的紫外光吸收性能,随着Zn盐浓度的升高,吸收光谱发生了蓝移现象。
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