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二氧化锡纳米结构的合成、表征与性能研究

纳米半导体材料以其新异的光学特性、电学特性、光电转换特性、光催化性能等引起了广泛的研究兴趣。合理设计纳米结构的合成,从材料的尺寸、形貌、维度、组成、晶体结构等方面进行调控,研究纳米结构与性能的关系,是纳米科技发展的重要组成部分,对实现按照人们的意愿设计合成功能材料具有重要的意义。本论文以SnO_2为研究对象,采用多种化学方法,以简单的无机盐为前驱体,在液相反应体系中通过引入聚合物做辅助剂、在SnO_2晶体中掺杂Zn、改变溶剂组成以及以天然棉花做模板等方法,得到了一些新的形貌和纳米结构,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)及高分辨透射电镜(HRTEM)、红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、光致发光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对产物进行了表征,讨论了纳米结构的形成机理,并对其性能进行了研究。主要内容如下:(1)分别以聚丙烯酸(PAA)、聚乙二醇  (本文共146页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

二氧化锡纳米材料的水热合成及其气敏性能研究

二氧化锡作为一种重要的的N型宽禁带(3.6 eV,300 K)半导体材料,在传感器、光催化、太阳能电池、超级电容器等多个领域都有广泛的应用。其中最重要的应用之一便是传感器。由SnO_2作为气敏元件制作的传感器具有高的响应能力、较好的响应恢复特性和稳定性,使它成为最具潜力的气敏材料之一。半导体材料的气敏性能很大程度上依赖于其结构和形貌,如何制备可控尺寸和特殊形貌的纳米SnO_2成为了一个重要的研究方向。本论文采用操作简单、成本较低的水热合成技术,以改善气敏性能为目的,通过调整合成条件、向体系添加碱液、表面活性剂,进行烧结处理,制备出了不同形貌的SnO_2,包括中空结构、具有大比表面积的疏松多孔结构,这些均有利于提高传感器的气敏特性。通过XRD、SEM、TEM、HRTEM和SAED等表征测试手段对材料的微观结构和形貌进行表征,探讨其生长机理,并对它们的气敏性能进行了研究。主要研究内容包括以下几部分:(1)由一维纳米棒组装的棒状SnO...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

东南大学
东南大学

聚苯胺/二氧化锡纳米棒阵列的制备及电化学性能研究

超级电容器因其快速地充放电能力、长的循环寿命以及高的功率密度而被认为是一种新型的电化学能量存储元件。电极材料的设计与合成对于超级电容器的应用至关重要。在众多超级电容器的电极材料中,聚苯胺(PANI)因具有高的理论比容量、低成本和绿色环保等优点,而被认为是潜在的超级电容器电极材料,具有良好的应用前景。超级电容器实际的电化学性能与电极活性材料的结构及其导电性有着紧密的联系。然而,PANI较差的循环稳定性能限制了其广泛地应用,这主要是因为在质子的掺杂和去掺杂的过程中PANI发生了体积的膨胀、收缩甚至破裂。本文将具有良好的化学稳定性和电化学稳定性的二氧化锡(SnO2)纳米棒阵列(NRA)与PANI复合,制备成紧密连接的二元复合材料,SnO2 一维纳米棒结构可有效地提升电荷的传输效率,此外,PANI和SnO2之间有机与无机界面的紧密结合也有效地提升了 PANI的循环稳定性能,使PANI/SnO2 NRA复合材料具有良好的电化学性能。本论文...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京理工大学
北京理工大学

钼、锡基锂离子电池负极材料的结构调控及性能研究

全球工业化的快速发展一方面带来了能源短缺问题,另一方面加剧了环境的污染。因此,人们更加地重视使用环境友好型资源去代替传统的能源材料来降低石油等不可再生资源和环境污染的压力。然而,那些可再生绿色能源,包括太阳能、风能、潮汐能等,同时存在一个共性的缺点就是不具有连续性,严重地限制了它们的有效利用。因此,在转换-储存-使用这个关系链中规模化的能源储存设备对于上述绿色能源有效持续地利用成为一个关键的环节。在各种能源储存设备中,锂离子电池成为重要的首选储能器件。它们已经在便携电子设备、电动车和混合电动车方面得到广泛应用。随着这些设备先进技术的快速发展,同时也加速了电极材料活性组分的开发。对于高性能的锂离子电池,从负极材料的角度来讲需要增加可逆存储容量、提高速率性能和保持平稳的循环能力。但是,目前商业化锂离子电池碳负极材料存在比容量低、充放电倍率小等问题,严重地限制了电车和智能设备使用绿色能源的发展。针对上述问题,我们设计制备了多种高比容量...  (本文共149页) 本文目录 | 阅读全文>>

黑龙江大学
黑龙江大学

二氧化锡基纳米材料的制备及气敏性能研究

当今环境问题中,大气污染问题尤为严重,因此,对大气污染物进行有效的检测和监控是十分必要的。以二氧化锡为基底的半导体金属氧化物气体传感材料是气体传感领域最具有研究价值的材料之一,SnO2本身具有较好的导电性、稳定的化学性质,在其基础上进行掺杂或复合,可以有效的提高材料的电子传输效率,和材料的气体传感性能。本文主要研究内容如下:(1)采用直接高压静电纺丝法结合高温煅烧过程,制备形貌均匀的一维碱土金属复合的二氧化锡纳米棒(Ae/SnO2)。TEM研究表明,添加碱土金属元素后,SnO2纳米粒子尺寸明显降低,由20 nm减小到5-7 nm。MS测试结果表明,Sr/SnO2纳米材料的载流子密度明显增大,提高了材料的导电性。本实验所合成的Sr/SnO2纳米复合材料在室温条件下对NH3具有较好的气敏特性,检测限可达10 ppm,响应时间为16 s。(2)通过高压静电纺丝法结合高温煅烧处理,制备一维的三氧化二铟复合二氧化锡异质结构纳米棒(ICTO...  (本文共96页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京交通大学
北京交通大学

一维二氧化锡纳米材料的合成、表征及其物性研究

利用热蒸发法分别合成了二氧化锡纳米线和梭形纳米结构阵列,并对这两种不同形貌的产物进行了扫描电子显微镜(SEM),拉曼光谱(Ramanspectra),X-射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)的表征,分析结果表明合成的二氧化锡纳米材料具有金红石结构,而且这两种不同形貌的二氧化锡纳米材料的晶体生长方向分别是[110]和[010]。探讨了一维二氧化锡纳米材料的生长机制,发现实验合成的两种结构均遵循气-液-固(VLS)生长机制。由于合成所得到的梭形纳米结构是一种罕见的纳米结构,我们重点研究了它的生长机制。经研究发现,生长过程中的温度变化对一维二氧化锡纳米材料的形貌起了极其重要的作用。因此,在实验中我们利用温度因素的影响合成了不同结构的一维二氧化锡纳米材料,对一维二氧化锡纳米材料实现了可控性生长。我们分别利用这两种纳米结构进行了二氧化锡一维纳米材料电学性质的研究:(1).测量了单根二氧化锡纳米线的电学性质,证实了二氧化锡是n型半导...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>