本文關(guān)鍵詞：兩種金屬氧化物微波輔助球磨的制備及其應用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：ZnO、CuO是兩種很有應用前景的重要金屬氧化物半導體材料,它們的光催化性、氣敏性能很好,在光催化劑、氣敏元件等方面應用廣泛。本文以直徑為2mm的不銹鋼球為磨球,分析純級別的Zn(CH3COO)2、Cu(CH3COO)2為反應原料,采用微波輔助水溶液球磨工藝在低溫下(100℃C)成功制備出了納米晶ZnO、 CuO、并通過XRD、TEM和紫外分光光度計分析(UV)等檢測手段對反應產(chǎn)物進行表征。為了驗證微波輻射與球磨機械力的耦合作用在制備氧化物方面的影響,本文還進行了微波輔助水溶液球磨、機械球磨和微波輻射三組對比實驗,并對相應反應產(chǎn)物及反應溶液的過濾液進行XRT、UV、熒光強度及電導率的表征。此外,對ZnO、CuO納米粉末的光催化性能及ZnO納米粉末的氣敏性能進行初步的測試。(1)通過微波輔助水溶液球磨法成功制備出六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)的納米ZnO、閃鋅礦型的納米CuO,其平均粒徑分別為15 nm、10nm(2)實驗結(jié)果可發(fā)現(xiàn)：只有微波輔助水溶液球磨工藝可以制備出晶格完整的這兩種氧化物,而對比實驗難于生成氧化物,證實了微波輻射與球磨機械力的耦合作用在制備氧化物方面的影響。(3)研究了水溶液中的·OH和反應體系的離子濃度的變化。微波輔助水溶液球磨的熒光強度要高于機械球磨法和微波輻射方法的熒光強度,且在微波輔助水溶液球磨工藝中,·OH的濃度先上升后降低,而在機械球磨和微波輻射中·OH含量逐漸升高最后趨于穩(wěn)定。且微波輔助水溶液球磨的電導率要高于單一的機械球磨和微波輻射的導電率。這進一步證明了微波輻射與球磨機械力的耦合作用能降低反應的活化能,提高反應活性,促進了納米氧化物的生成。(4) ZnO、CuO納米粉末進行光催化降解甲基橙實驗結(jié)果表明：ZnO納米粉末具有良好的光催化性能；CuO納米粉末具有一定的光催化性能。對ZnO納米粉末的氣敏性能進行測試發(fā)現(xiàn)：乙醇濃度為100 ppm時,在200-400℃C中測試中,得到在溫度為350℃C時,乙醇的靈敏度最高；選定溫度為350℃C時,在五種乙醇濃度中隨濃度的增加,用本次實驗制備的ZnO做成的氣敏元件的靈敏度也相應增加,100 ppm的靈敏度達到最高；而且對氣敏元件進行穩(wěn)定性測試,實驗結(jié)果表明其穩(wěn)定性好。
【關(guān)鍵詞】：ZnO CuO 微波輔助球磨 光催化性能 氣敏性能
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ132.41;TQ131.21;TB383
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-26
• 1.1 納米過渡金屬氧化物的概述10-11
• 1.2 ZnO納米材料11-17
• 1.2.1 ZnO納米材料的介紹11-13
• 1.2.2 ZnO納米材料的制備方法13-16
• 1.2.3 ZnO納米材料的應用16-17
• 1.3 CuO納米材料17-21
• 1.3.1 CuO納米材料的介紹17-18
• 1.3.2 CuO納米材料的制備方法18-20
• 1.3.3 CuO納米材料的應用20-21
• 1.4 微波輔助水溶液球磨法21-24
• 1.4.1 微波簡介及機理21
• 1.4.2 微波加熱的特點及應用21-22
• 1.4.3 微波輔助球磨反應過程機理22-24
• 1.5 本論文研究意義、目的和主要內(nèi)容24-26
• 1.5.1 論文的研究背景和意義24-25
• 1.5.2 論文的主要內(nèi)容25-26
• 第2章 實驗器材及實驗方法26-33
• 2.1 實驗設(shè)備及其工作原理26-27
• 2.2 實驗材料和方法27-29
• 2.2.1 實驗材料27-28
• 2.2.2 實驗方法28-29
• 2.3 材料表征及性能檢測29-33
• 2.3.1 熒光強度測定29-30
• 2.3.2 電導率檢測30
• 2.3.3 XRD表征30
• 2.3.4 微觀結(jié)構(gòu)形貌檢測30-31
• 2.3.5 納米粒子光催化性能的測試31
• 2.3.6 納米粒子氣敏性能的測試31-33
• 第3章 微波輔助水溶液球磨法制備ZnO納米粉末33-48
• 3.1 前言33-34
• 3.2 實驗34-36
• 3.3 實驗結(jié)果及分析討論36-47
• 3.3.1 ·OH與微波輔助球磨生成ZnO反應速率的關(guān)系36-37
• 3.3.2 電導率與微波輔助球磨生成ZnO反應速率的關(guān)系37-38
• 3.3.3 納米氧化鋅XRD表征38-39
• 3.3.4 納米氧化鋅的SEAD及TEM表征39-40
• 3.3.5 納米氧化鋅的光催化性能的測試40-45
• 3.3.6 納米氧化鋅的氣敏性能的測試45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第4章 微波輔助水溶液球磨法制備CuO納米粉末48-62
• 4.1 前言48
• 4.2 實驗48-49
• 4.3 實驗結(jié)果及分析討論49-60
• 4.3.1 微波輔助水溶液球磨的耦合機理49-58
• 4.3.2 納米氧化鋅XRD表征58
• 4.3.3 納米氧化鋅的SEAD及TEM表征58-59
• 4.3.4 納米氧化鋅的光催化性能的測試59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 結(jié)論62-63
• 展望63-64
• 參考文獻64-73
• 致謝73-74
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文目錄74

  本文關(guān)鍵詞：兩種金屬氧化物微波輔助球磨的制備及其應用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：431609