【摘 要】
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本文旨在采用水热法制备形态可控的ZnO材料,并探索研究ZnO的形态、结构与其性能之间的关系。论文首先通过对反应物浓度、反应温度和反应时间等水热反应条件的系统研究,确定控
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本文旨在采用水热法制备形态可控的ZnO材料,并探索研究ZnO的形态、结构与其性能之间的关系。论文首先通过对反应物浓度、反应温度和反应时间等水热反应条件的系统研究,确定控制ZnO形态的关键因素,近而成功地合成了均匀的棒状、阶梯柱状、六方片状、六方环状和六方螺帽状ZnO。其中,六方螺帽状是ZnO的一种新形态。对不同形貌ZnO生长过程的研究表明:ZnO由棒到六方片的演变主要受反应物浓度的影响；ZnO六方片的中心具有较高的缺陷密度,容易发生“刻蚀”反应形成ZnO六方环；在二次水热过程中,六方形环沿<0110>和<0001>两个方向的外延生长和“刻蚀”反应间的平衡可以制得六方螺帽状ZnO。光致发光光谱(PL)表明,含有较大比例极性面的ZnO具有较强的可见光区发光光谱,表明样品含有较多的表面氧空位。同时,ZnO催化N-甲酰化反应的结果显示,含有较大比例极性面的ZnO具有较高的催化活性,这是因为表面氧空位对N-甲酰化反应具有较强的催化能力。这些结果揭示了ZnO的微观形态、表面性质与其催化性能间的关系,即含有的极性面比例越大,表面氧空位越多,相应的N-甲酰化催化活性越高。在所研究的样品中,六方螺帽状作为ZnO的新形态具有最高的催化活性。
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