【摘要】：隨著納米科技的發(fā)展,納米光電材料展現(xiàn)出比塊材更加優(yōu)異的物理化學性能。因此,納米光電材料的研發(fā)工作引起了人們的廣泛興趣。近幾年來研究發(fā)現(xiàn),金屬氧化物納米光電材料由于其獨特的物理化學性能和簡便的制備工藝,使其在環(huán)境保護、納米光電子器件以及太陽能電池中呈現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。本論文詳細研究了氧化亞銅納米顆粒、有機染料/二氧化鈦及氧化銅/氧化亞銅納米雜化材料等金屬氧化物納米半導體材料的微觀結(jié)構(gòu)及其光電性能,闡明了其生長機理,關(guān)聯(lián)了材料微觀結(jié)構(gòu)與宏觀物化性能。主要研究內(nèi)容如下:(1)在不同溫度下,通過調(diào)控電化學沉積過程的電流密度與反應(yīng)時間,保持總電量不變,制備出不同形貌的Cu2O納米晶。利用掃描電子顯微鏡和紫外分光光度計探討了不同實驗條件對沉積產(chǎn)物的形貌、尺寸及成分的影響,進一步深入地研究了Cu2O納米晶電化學沉積的生長機制。(2)利用無電極沉積法制備出形貌規(guī)則的Cu2O納米八面體顆粒,并通過掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡對不同金屬基底上得到產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)進行了細致的研究,并提出了其生長機理模型。此外,探究了Cu2O納米八面體的光學性能及其光催化活性。(3)利用自組裝技術(shù)制備出有機染料與TiO2納米顆粒雜化的有機/無機雜化納米材料。利用掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡對其微觀結(jié)構(gòu)進行了細致的觀察研究,發(fā)現(xiàn)有機分子優(yōu)先吸附于TiO2納米顆粒的{101}面,并與其光學性能進行關(guān)聯(lián)。利用密度泛函理論深入地探究了有機染料分子在TiO2納米顆粒{101}表面的擇優(yōu)吸附。(4)Cu2O/CuO納米雜化材料微觀結(jié)構(gòu)的前期研究工作發(fā)現(xiàn),生長在CuO納米線上的Cu2O納米顆粒存在納米立方體和納米八面體兩種結(jié)構(gòu),其中八面體形貌所占比例約為80%。本論文利用紫外-可見吸收光譜檢測Cu2O/CuO納米雜化材料光催化降解甲基橙的活性,發(fā)現(xiàn)其光催化活性有了顯著的提升,并利用密度泛函理論探究了Cu2O/CuO納米雜化材料的光催化活性改善的機理。
[Abstract]:With the development of nanotechnology, nano-optoelectronic materials exhibit better physical and chemical properties than bulk materials. Therefore, the research and development of nano-optoelectronic materials has aroused wide interest. In recent years, it has been found that metal oxide nano-optoelectronic materials have great application prospects in environmental protection, nano-optoelectronic devices and solar cells due to their unique physical and chemical properties and simple preparation process. In this paper, the microstructure and photoelectric properties of metal oxide nanocrystalline semiconductors, such as cuprous oxide nanoparticles, organic dyes / titanium dioxide and copper oxide / cuprous oxide nanohybrid materials, were studied in detail, and the growth mechanism was explained. The microstructure of the material is correlated with the physical and chemical properties of the material. The main contents are as follows: (1) Cu2O nanocrystals with different morphologies were prepared by adjusting the current density and reaction time of electrochemical deposition at different temperatures and keeping the total electric quantity unchanged. The effects of different experimental conditions on the morphology, size and composition of the deposited products were investigated by means of scanning electron microscope (SEM) and ultraviolet spectrophotometer. The growth mechanism of electrochemical deposition of Cu2O nanocrystals was further studied. (2) Cu2O nano-octahedron particles with regular morphology were prepared by electrodeless deposition. The microstructure of the products on different metal substrates was studied by scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM), and the growth mechanism model was proposed. In addition, the optical properties and photocatalytic activity of Cu2O nanooctahedron were investigated. (3) Organic dyes and TiO2 nano-particles hybrid organic / inorganic hybrid nanomaterials were prepared by self-assembly technique. The microstructure of TiO2 nanoparticles was investigated by scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM). It was found that the organic molecules were preferentially adsorbed on the {101} surface of TiO2 nanoparticles and correlated with their optical properties. The preferential adsorption of organic dye molecules on the surface of TiO2 nanoparticles {101} was investigated by using density functional theory. (4) the previous studies on the microstructure of Cu2O/CuO nano-hybrid materials were carried out. The Cu2O nanoparticles grown on CuO nanowires have two kinds of structures: nano-cube and nano-octahedron, in which the octahedral morphology is about 80%. In this paper, the photocatalytic activity of Cu2O/CuO nano-hybrid materials for degradation of methyl orange was detected by UV-Vis absorption spectra, and it was found that the photocatalytic activity of Cu2O/CuO nano-hybrid materials was significantly improved. The mechanism of the improvement of photocatalytic activity of Cu2O/CuO nano-hybrid materials was investigated by density functional theory (DFT).
【學位授予單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O643.36;TB383.1

【共引文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郝彥忠;孫寶;羅沖;范龍雪;裴娟;李英品;;ZnO納米管有序陣列與Cu_2O納米晶核殼結(jié)構(gòu)的光電化學性能及全固態(tài)納米結(jié)構(gòu)太陽電池研究[J];高等學�；瘜W學報;2014年01期

2 陳鷺義;梁業(yè)如;林志勇;康信仁;李爭暉;符若文;吳丁財;;新型中空炭納米球在水系中性電解液中的超電容特性[J];功能材料;2014年21期

3 金玉紅;王莉;尚玉明;高劍;李建軍;何向明;;尖晶石結(jié)構(gòu)NiCo_2O_4材料在超級電容器中的應(yīng)用進展[J];儲能科學與技術(shù);2015年01期

4 陳雙莉;焦寶娟;;鋰離子電池負極材料Fe_2O_3/石墨復合材料的水熱合成和電化學性能研究[J];化工新型材料;2014年01期

5 雒琴;趙馨茹;劉桂霞;王進賢;董相廷;于文生;;鋰離子電池錫基負極材料的研究進展[J];化學通報;2014年06期

6 姚霞銀;孟煥平;劉兆平;許曉雄;;高產(chǎn)率/低成本制備一維納米結(jié)構(gòu)負極材料及其在鋰離子電池中的應(yīng)用[J];中國科學:化學;2014年07期

7 盧雪峰;李奇;馮錦先;方萍萍;盧錫洪;劉鵬;李高仁;童葉翔;;納米材料在超級電容器領(lǐng)域的有效設(shè)計與可控合成[J];中國科學:化學;2014年08期

8 YANG AiLing;WANG YuJin;LI ShunPin;BAO XiChang;YANG RenQiang;;Stepwise synthesis of cuprous oxide nanoparticles with adjustable structures and growth model[J];Science China(Technological Sciences);2014年11期

9 Wei Du;Xiaoqian Xu;Di Zhang;Qingyi Lu;Feng Gao;;Green synthesis of MnO_x nanostructures and studies of their supercapacitor performance[J];Science China Chemistry;2015年04期

10 張晶晶;余愛水;;納米結(jié)構(gòu)過渡金屬氧化物作為鋰離子電池負極材料（英文）[J];Science Bulletin;2015年09期

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 范國康;納米金屬氧化物的低溫無模板合成及其基于QCM技術(shù)的氣體敏感特性研究[D];浙江大學;2013年

2 朱建慧;鎳基納米材料/復合物的制備及其電化學性能的研究[D];華中師范大學;2014年

3 顧鑫;過渡金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑及其儲鋰性能研究[D];山東大學;2014年

4 孫立;納米結(jié)構(gòu)晶態(tài)碳基材料可控制備及電化學儲能特性研究[D];黑龍江大學;2014年

5 李曉燕;硫化物納米材料（ZnS,CdS,KCu_(7-x)S_4）的制備及其相關(guān)性質(zhì)研究[D];重慶大學;2014年

6 高強;云母負載納米氧化鈦薄膜組成、微結(jié)構(gòu)與性能的研究[D];華南理工大學;2014年

7 蘇慶梅;鋰離子電池負極材料電化學反應(yīng)行為與脫/嵌鋰機理的原位透射電鏡研究[D];太原理工大學;2014年

8 游力軍;基于酚醛和密胺樹脂的新型核殼結(jié)構(gòu)復合微球的制備與應(yīng)用研究[D];復旦大學;2013年

9 戴玉明;氧化錳超電容電極材料的制備及其電化學性能[D];南京大學;2014年

10 馬德龍;納米材料設(shè)計、合成及其儲能應(yīng)用研究[D];吉林大學;2014年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 于劉濤;多孔氧化物復合電極在超級電容器中的電化學研究[D];安徽師范大學;2013年

2 李高;二氧化錳及其復合納米材料電極材料的制備與電化學性能[D];東華大學;2014年

3 杜禹璇;錳氧化物/碳納米纖維復合材料的制備及其電化學特性[D];東華大學;2014年

4 王麗娜;不同形貌金屬氧化物的水熱合成及其電化學性能研究[D];西北大學;2014年

5 蔣扉然;三氧化鉬及其與聚苯胺復合材料的制備、表征及電化學性能[D];東華大學;2014年

6 馬雪婧;鎳鈷復合氧化物的制備及其電化學性能研究[D];蘭州理工大學;2014年

7 鄧芳澤;不同形貌NiCo_2O_4的可控合成及其超級電容器性能研究[D];廣東工業(yè)大學;2014年

8 王超;低維金屬氧化物材料的制備、微觀結(jié)構(gòu)及其物理化學性能研究[D];青島大學;2014年

9 王玉燕;過渡金屬氧化物復合多孔材料的原位合成及其鋰離子電池性能研究[D];山東大學;2014年

10 倪葉猛;氮碳比可調(diào)的氮摻雜碳層包裹的氧化鎳復合材料的制備及其在鋰離子電池負極材料中的應(yīng)用[D];南京師范大學;2014年

，

本文編號：2344620