ZnO纳米材料的制备及其光阳极与光催化性能的研究

【摘要】利用半导体材料在光照下电荷分离效应,实现将太阳能转化为电能或化学能,是一种解决能源与环境可持续发展的理想方案。ZnO是一种直接带隙半导体材料,容易制备多种形貌,得到较大比表面积和一维电子传输通道,使其成为一种非常具有前景的太阳能转化材料。本文采用表面修饰方法在一维ZnO纳米线阵列的基础上,制备TiO2/ZnO、HfO2/ZnO、Al2O3/ZnO核壳结构及ZnO三维纳米结构,并讨论光生电荷分离效率对太阳能转化性能的影响。用溶胶-凝胶法制备了均匀包覆的TiO2/ZnO核壳结构。TiO2的包覆不但有效防止ZnO被染料溶液腐蚀,还提高了光生电子空穴对的分离效率。壳层厚度～10nm时,样品作为光阳极生成的DSSC器件光电转换效率达到3.0%。采用原子层沉积方法制备了均匀包覆的HfO2/ZnOAl2O3/ZnO核壳结构。随着壳层厚度增大,经30循环沉积后的HfO2/ZnO核壳结构在500W氙灯照射下对罗丹明B染料的降解效率达到纯ZnO一维结构的6倍。通过荧光光谱研究了核壳结构的光生电子空穴分离情况,并探讨了HfO2表面对染料分子的吸附情况。与此同时对Al2O3/ZnO核壳结构的结果进行分析,明确了提高光催化性能的途径。采用二步法生长出ZnO三维纳米结构,提升了纳米线阵列的比表面积,获得了较高的光催化活性。
【作者】赵冉；
【导师】朱丽萍；
【作者基本信息】浙江大学，材料科学与工程，2014，硕士
【关键词】ZnO；一维纳米线阵列；核壳结构；三维纳米结构；光催化；太阳能电池；

【参考文献】
[1]杨华,童朝南.卷取张力的变参数控制[J].冶金自动化,1998,05:13-15.
[2]李勇.组合夹具计算机智能组装系统的体系结构设计与开发[D].河北工业大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[3]何速财.水电站发电量智能预测优化模型与算法研究[D].广西民族大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[4]伍敏晖.机制丝绵片工艺改良与副产物回收及其氨基酸型表面活性剂的合成[D].苏州大学,生物物理,2014,硕士.
[5]方伟,孙俊,须文波.一种多样性控制的粒子群优化算法[J].控制与决策,2008,08:863-868.
[6]曾操.空时欠采样下的参数估计及硬件实现[D].西安电子科技大学,信号与信息处理,2004,硕士.
[7]武晓燕.凋亡素修饰的骨髓间充质干细胞对肝癌细胞的体外抑制作用研究[D].北京交通大学,2014.
[8]孟祥前.分瓣式磁性液体密封的理论及实验研究[D].北京交通大学,2014.
[9]黄秋燕.幼儿园新教师教学活动中关键事件的研究[D].华东师范大学,学前教育,2013,硕士.
[10]雒顶.基于ABAQUS高强轻骨料混凝土深受弯构件抗剪性能分析[D].长安大学,结构工程,2014,硕士.
[11]徐振坤.当代大学生“社会主义核心价值体系”教育研究[D].云南师范大学,科学社会主义与国际共产主义运动,2013,硕士.
[12]赵云波.超声心动图多参数指标评价慢性心力衰竭短期疗效与预后关系的研究[D].苏州大学,心血管内科,2013,硕士.
[13]董丽萍.基于钢板矫直专家系统的研究与开发[D].沈阳工业大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[14]孙超.头针结合舌针速刺治疗中风后运动性失语的临床研究[D].黑龙江中医药大学,针灸推拿学（专业学位）,2013,硕士.
[15]黄逸.天长市护城河景观生态化设计研究[D].安徽建筑工业学院,城市规划与设计,2012,硕士.
[16]袁恒锋.Notch1-Hes信号通路在强直性脊柱炎髋关节韧带中的关联研究[D].第二军医大学,外科学（专业学位）,2013,硕士.
[17]胡敏.老年人积极老龄化测评研究[D].南昌大学,应用心理学（专业学位）,2012,硕士.
[18]穆国强,魏宾,刘海莹,钱翊,郑剑敏,徐娟萍.综合性电网调度/集控操作防误系统的设计与实现[J].电力系统自动化,2007,23:42-45+73.
[19]李爱民,蔡泽祥,李晓华,刘永浩.高压直流输电线路行波保护影响因素分析及改进[J].电力系统自动化,2010,10:76-80+96.
[20]李少雄.一种新型聚合物石英压电传感器的设计及其力学行为研究[D].北京交通大学,工程力学,2013,硕士.
[21]姜传贤,陈孝威.基于离散小波变换的数据库水印检测算法[J].控制与决策,2009,07:1078-1082.
[22]熊本海,罗清尧,庞之洪.中国饲料网络数据库资源建设及检索系统设计与应用[J].中国农业科技导报,2003,06:66-70.
[23]于艳萍.辽宁工学院图书馆信息资源管理研究[D].大连理工大学,技术经济与管理,2003,硕士.
[24]孙鹏飞.电动汽车电机驱动系统容错控制策略的研究与实现[D].山东大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[25]张继新.关于某几类单圈图的Merrifield-Simmons指标和Hosoya指标的研究[D].新疆大学,应用数学,2013,硕士.
[26]缪淼.江苏省全日制体育专业硕士培养现状与对策研究[D].苏州大学,体育教育训练学（专业学位）,2013,硕士.
[27]杨律.论运输类犯罪中“运输”的认定[D].西南政法大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[28]王国一.基于Alpha波的脑—机接口技术研究[D].东北大学,机械电子工程,2009,硕士.
[29]邱焕喜.M酒店服务质量管理体系研究[D].中国地质大学（北京）,工商管理,2014,硕士.
[30]赵思敏.高硫煤直接加氢裂解过程中硫迁移特性研究[D].西安科技大学,矿物加工工程,2014,硕士.
[31]袁玲.上海湖湘房地产集团公司薪酬体系设计[D].中南大学,工商管理,2004,硕士.
[32]孙文靖.基于XML的空间元数据系统的研究与实现[D].华北电力大学（河北）,计算机应用技术,2004,硕士.
[33]唐媛.冠状动脉介入诊疗术后对比剂诱导的急性肾损伤的临床研究[D].河北医科大学,内科学,2013,硕士.
[34]周楠.管理者过度自信、企业并购及并购绩效的实证研究[D].贵州财经大学,会计学,2013,硕士.
[35]栾相科.诺贝尔奖难以“引爆”中国企业[J].中国战略新兴产业,2014,21:80.
[36]徐蓉,姜峰,姚鸿勋.流形学习概述[J].智能系统学报,2006,01:44-51.
[37]张虹.多元化战略、组织结构与企业绩效研究[D].华中科技大学,会计学,2012,硕士.
[38]王慧.不同输血策略对ICU贫血患者预后的影响[D].华中科技大学,麻醉科,2013,硕士.
[39]缑浩.石墨烯/氨基酸手性复合材料的合成及性能研究[D].西北师范大学,2013.
[40]刘晓娟.投资组合优化及其动态分析[D].西安电子科技大学,应用数学,2003,硕士.
[41]黄丹.文件分发系统的资源分配策略[D].北京交通大学,2013.
[42]杨晶茹.大学生消费行为调查及影响因素探析[D].山西财经大学,教育经济及管理,2014,硕士.
[43]刘洋,葛都,陈杰.MPM芯棒限动控制系统[J].冶金自动化,2005,01:42-45+70.
[44]李永平.基于物联网技术的甩挂物流信息平台建设研究[D].长安大学,交通运输规划与管理（专业学位）,2014,硕士.
[45]李鹏飞.论事物本质及其司法适用[D].苏州大学,法学理论,2014,硕士.
[46]余燕.基于IPA分析的花果山景区游客满意度测评[J].长沙大学学报,2014,05:108-111.
[47]刘显娇.平地栽参土壤改良对人参皂苷的影响研究[D].吉林农业大学,中药学,2012,硕士.
[48]李浩然.气浮台重力补偿与垂向运动控制研究[D].哈尔滨工业大学,控制科学与工程,2014,硕士.
[49]王宾,董新洲,周双喜,薄志谦,A.KLIMEK,B.CAUNCE.特高压交流输电线路接地阻抗继电器动作特性分析[J].电力系统自动化,2007,17:45-49+86.
[50]李永磊.膝关节前交叉韧带断裂髁间窝MRI征像的特点研究[D].泰山医学院,运动医学,2012,硕士.