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本文采用水热法、溶胶-凝胶法以及均相沉淀法分别成功合成了形貌可控的ZnO微结构、ZnO:S微纳米球以及ZnO:LiAc单分散光色可控的纳米发光量子点。应用X-射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(FT-IR)、差热-热重分析(TG-DTA)、紫外-可见吸收光谱(Uv-Vis)、X-射线原子吸收光谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、高倍透射电子显微镜(HRTEM)等等测试手段分别对所得材料的结构形貌进行表征分析;并通过荧光光谱(PL)、拉曼光谱(Roman)等测试对其结构性能进行了表征分析,对所合成材料的合成生长机理以及其发光机理进行了分析讨论,给出了一些合理的解释并得到了一些有意义的结论。详细内容如下所述:采用简单的水热法成功合成了具有独特微结构形貌的ZnO,通过改变不同的模版剂以及调节反应条件实现了其结构、形貌的可控性。以CTAB为模版剂制得了孪生六角柱形管状ZnO微结构,以CTAB和2.5代的PAMAM为模版剂制得了孪生纺锤形管状ZnO微结构,以CTAB和4.5代的PAMAM为模版剂制得了孪生六角盘空心介孔ZnO微结构材料。HRTEM、拉曼光谱以及荧光光谱证明了所得孪生纺锤形管状ZnO具有很好的晶化度并且在254nm激发下具有很强的蓝紫光发射。所合成的空心孪生六角盘状介孔ZnO材料,由HRTEM显示所得样品的晶格条纹以及电子衍射点阵可知其为ZnO单晶结构。BET结果显示其平均孔径为5nm左右,比表面积为336.6 m~2/g,并且通过其光催化性能测定可知该材料对苯二酚、苯醌、苯磷二酚具有很好的催化降解效果。本章还研究了以CTAB和4.5代的PAMAM为模版剂条件下,不同反应温度和反应时间对所合成ZnO材料结构形貌的影响,分别得到了孪生六角片、汉堡包状、孪生六角空心柱等微结构,实现了ZnO微结构形貌的可控性操作。并结合Zn离子与PAMAM混合溶液的红外光谱分析对所得到的ZnO微结构的生长机理作出了解释。以硫代乙酰胺和乙酸锌为原料采用溶胶-凝胶法成功制备了ZnO:S纳米球,所制备纳米球具有较好的分散性,平均粒径约50纳米。通过原子能谱图分析可知,所得ZnO:S组成为O, S和Zn,其元素百分含量at. %分别为, 41.29, 0.59和57.15。由此不难看出,O和S的元素含量远低于Zn的含量,因此可以推测所制得的氧化锌含有大量的氧缺陷。通过荧光光谱分析研究了其发光性能,在380-420纳米的长波紫外激发下其发射为范围在450-550nm中心位于500nm的黄绿光。并且,通过掺杂不同的碱金属离子可有效改进其荧光性能,可以将短波段的激发光转化为长波段的激发,并明显增强了其荧光强度。本文还进一步采用空气氧化法成功制得了ZnO:S微球,且其表面为约100纳米的颗粒组装而成,其同样具有长波紫外激发的较强的黄绿光发射。所制备的荧光体有很好的发光强度,激发与发射光谱主峰分别位于380和500 nm,可望作为长波紫外激发绿色荧光体。采用均相沉淀法成功制备了ZnO纳米发光量子点,通过XRD分析了其结构组成为表面吸附无定形LiAc的ZnO。通过改变反应中Li/Zn比为1.0、1.5、2.0以及2.5,所得ZnO纳米颗粒的粒径可以分别连续调节为7nm、5.5nm、4.5nm以及3nm,并且研究了其荧光性能,同样可以连续调节其发光波长为主峰位于600nm的红光、主峰位于550的橙红光、主峰位于500nm黄绿光甚至到主峰位于450nm的蓝光,其荧光强度也在不断增强,从而实现了其粒径和荧光性质的可控性调节。XPS能谱分析证明随着Li/Zn比的增大,所得ZnO纳米晶格中氧缺陷浓度不断增大。Uv-Vis光谱分析证明了该材料的魔法尺寸效应,随着ZnO纳米颗粒的减小,比表面积增大,其表面光吸收能力增强,且吸收边发生了蓝移。结合以上结果分析讨论,对该材料的发光给与了合理的解释,其发光机理为由非配位的表面氧末端造成的表面深捕获的孔穴与由氧空位造成的施主能级处捕获的电子之间的电荷复合产生的。本章还通过对该纳米材料进行二氧化硅的包膜改进了其表面性能,将ZnO表面双齿结构的LiAc转化为单齿结构,增强了其捕获表面光生空穴的能力,从而增强了荧光强度。同时通过对其进行紫外光照射实验证明,与未包膜之前相比,包膜后材料的光稳定性能明显增强。