均匀沉淀法制备形貌可控的zno纳米结构

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1、摘要本论文采用了均匀沉淀法制备了形状可控的氧化锌纳米晶，对球状、花状和多节棒状纳米氧化锌的微观形貌、微观组织、相结构和光致发光性能进行了分析，并对各种形状的氧化锌建立了晶体生长模型，讨论了其生长机理。研究发现，利用小的纳米晶的“取向粘连”各向同性生长可以制备出了纳米球状氧化锌。本试验利用配位基在不同晶面上的选择性附着特性，改变氧化锌纳米晶的表面自由能，进而改变各晶面的生长速度，控制纳米晶体的生长。同时利用配位基抑制了各向异性生长，通过氧化锌纳米晶的三维“取向粘连”制备了单晶的球状氧化锌。利用“取向粘连

2、”和“奥斯瓦尔德熟化”机制的共同作用制备了花状纳米氧化锌。反应初期，溶液体系的高pH值和高过饱和度促使大量作为生长单元的微小氧化锌纳米晶生成并以“取向粘连”的方式聚集生长，随着反应的进行，溶液的pH值和过饱和度降低到合适的范同，已粘连的氧化锌纳米晶粒再以奥斯瓦尔德熟化生长机制生长成花瓣，生成了纳米花状氧化锌。通过“奥斯瓦尔德熟化”机制制备了纳米棒状氧化锌。研究了不同溶液体系、锌源阴离子、反应温度、表面活性剂和DEA的滴加方式对棒状氧化锌生长的影响，发现不同的实验条件都是通过影响晶体各晶面的生长速度来控

3、制棒状氧化锌形貌，棒状氧化锌晶体在[0001]晶向的生长出现出了中断，新的晶核在中断面形成并生长成第二节氧化锌棒，最终生成了多节棒状氧化锌。关键词：氧化锌纳米晶取向粘连奥斯瓦尔德熟化生长模型ABSTRACTInthisthesis，ZnOnanocrystalswithcontrollablemorphologyweresynthesizedbyhomogenousdepositionmethod．Themorphology,microstructure，phasestructureandphotol

4、uminescenceofsphere一，flower-，androd-ZnOweremeasuredandanalyzed．ThegrowthmodelsofZnOc巧smlswithdifferentshapewerebuiltup．TheisotropicshapesphericalZnOwasfabricatedby“orientedattachment’’ofalotofsmallZnOnanocrystals．Organicligandswereusedtobondselectivelyt

5、Ouniquecrystalfacets，whichcouldchangethesurfacefreeenergyofZnOnanocrystals．Thereforethegrowthvelocityofdifferentcrystalfacetswasaltered,whichresultedinthecontrollablegrowth．Theanisotropicgrowthwasprevenmdbytheactionsoftheorganicligandsinaqueoussolution．

6、Consequently,monocrystalZnOrocky—spherewasfabricatedbymeansofthree—dimensional“orientedattachment’。ofZnOnanocrystal．Theflower-ZnOwasfabricatedbythecombinationof“orientedattachment”and“Ostwaldripening'’mechanisms．Inthefirststage，alotofZnOnanocrystalswere

7、fabricatedinaqueoussolutionwithhii曲pHvalueandsupersaturation，then，theseZnOnanocrystalsgrewinthewayof“orientedattachment'’aggregation．Inthesecondstage，thepHvalueandsupersaturationdecreasedwiththetimeofreaction．ThesesmallZnOnanoerystalsgrewuptothepetaloff

8、lower-ZnOintheformof“Ostwaldripening”．Atlast，theflower-ZnOwasobtained．Rod-ZnOWaspreparedfollowing“Ostwaldripening'’mechanism．Fourexperimentsweredesignedtostuaytheeffectsofreactionsolution，anionofZn2+resource，reactiontemperature，s