【摘 要】
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随着科学技术研究的不断深入,材料在纳米尺度下会展现出奇异的物化特性得到进一步证实,正是这些奇特的性质使纳米材料具有广阔的应用前景。SnO2作为一种典型的n型宽带隙半导
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随着科学技术研究的不断深入,材料在纳米尺度下会展现出奇异的物化特性得到进一步证实,正是这些奇特的性质使纳米材料具有广阔的应用前景。SnO2作为一种典型的n型宽带隙半导体材料,其纳米结构具有独特的光学、化学、电学等性能,在科研领域和工业生产都有非常广泛的应用。本论文在FTO基底上制备出多级结构的SnO2纳米材料,用Au纳米颗粒进行表面修饰,研究了样品在气敏和光催化方面的性能。最主要研究内容与测试结果如下:(1)采用溶剂热法,以SnC14·5H2O为原材料,NaBr为添加剂,在醋酸、无水乙醇和水三者共同作用下,在FTO上生长出较均匀的海胆状SnO2(SnO2-UCs),多级结构不仅让SnO2-UCs具有比表面积大(74m2/g),而且有利于电子的收集和传输。气敏元件SnO2-UCs对CH3COCH3气体有较好的响应和选择性,在100ppm丙酮气体中响应值达到21,SnO2普通粉末只有它的1/13。光催剂SnO2-UCs对罗丹明B的分解效率是SnO2普通粉末的2.4倍。(2)采用水热法,以SnCl4·5H2O和NaOH为原材料,在没有模版剂和表面活性剂引入的情况下,通过在FTO导电玻璃上引入一层SnO2晶种,在200℃下成功一步合成花状SnO2立体结构(SnO2-FLs)。有序的花状分枝结构为其提供了较大的比表面积(110m2/g)、活性中心以及电子通道等等,使其拥有较好的降解活性。在2h的UV光直射下,SnO2-FLs对罗丹明B的降解效率达到91%。(3)采用浸漬法对制备的SnO2-UCs和SnO2-FLs进行了 Au负载修饰。气敏传感器测试显示,ASUCs-10和ASUCs-5在100ppm丙酮气体中响应值是未修饰的2.4、1.9倍,ASFLs-10和ASFL-5是未负载的1.9、1.5倍,气敏性能的提高与Au纳米颗粒的催化活性有关。光催化方面,ASFLs-10在紫外光下照射2h能够把罗丹明B完全降解,所有负载的样品光催化活性都得到提高并且在可见光区域有吸收峰,光催化活性的提高来源于Au纳米颗粒的表面等离子体共振效应。
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