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毕业论文课题相关文献综述
文献综述
1.引言
近年来，低维纳米结构的半导体材料引起了广泛的关注，尤其是一维(1-D)纳米材料在维数和大小物理性质的基础研究中有潜在的优势，同时在光电纳米器件和功能材料中的应用研究成为热点[1]。氧化锌由于在室温下较大的导带宽度和较高的电子激发结合能(60meV)及光增益系数(300cm-1)而使之具有独特的催化、电学、光电学、光化学性质，在太阳能电池[2]、表面声波和压电材料、场发射[3]、纳米激光[4]、波导、紫外光探测器、光学开关、逻辑电路[5，6]等领域潜在的应用等方面均具有广泛的应用前景，被称为第三代半导体材料。本文就氧化锌纳米棒及其阵列的制备、反应机理、应用研究等进行简要的综述。
2.研究意义
在各种不同的类型电源中，直接甲醇燃料电池（DMFC）已经引起了极大的关注，由于其良好的功率效率，操作温度低，并且与氢燃料电池相比更易于运输。在过去的几十年中，Pt催化剂固定在碳支持被广泛应用于DMFC阳极。然而，效率已被甲醇氧化缓慢的阳极反应和一氧化碳毒效应限制。最近，针对这些问题许多关于催化剂的研究已经被引导去解决，如耦合像CeO2、SiO2和TiO2这样的金属氧化物，或添加其他金属构成合金。特别是，使用金属氧化物作为支持或呈现一种非常有效的co共定位的影响最小化的助催化剂。在氧化物之中，大的带隙半导体光催化剂对甲醇氧化具有极大的利益。据报道，阳极混合半导体的直接甲醇燃料电池呈现光催化性能，例如TiO2，与那些使用传统的Pt催化剂相比，在紫外光照射下提高了电流。氧化锌是一种宽带隙(3137eV)半导体化合物,适合作为蓝色光电应用,并且在其无序的颗粒和薄膜上发现了紫外激光行为。氧化锌的激子结合能(60meV)及光增益系数(300cm-1)GaN的(25meV,100cm-1)还要高,这使得氧化锌成为紫外半导体激光发射材料的研究热点。
3.氧化锌纳米棒的制备
自从杨培栋等报道了一维的ZnO纳米材料有可能用作理想的小型激光光源以后[7],许多合成方法被用来制备一维纳米ZnO,包括催化生长的方法[8]、微乳水热处理的方法[9-12]、高温物理蒸发的方法[13]、高温分解的方法[14]和模板定向生长的方[15-17]等等。通过贵金属催化和高温汽化两种气相转移的方法虽然能够合成可控直径的一维ZnO纳米结构,但是反应需要在1000e以上的高温进行,难以大规模生产。虽然ZnO纳米棒的单晶生长已经由湿化学方法制备,但是却存在着团聚和直径难以到100nm以下的问题。
2.1超声波法和微波法
刘秀兰等在低温反应条件下（冰水浴）,通过超声的方法,采用醋酸锌和水合肼为原料，以DBS作为表面活性剂,制备了ZnO纳米棒,截面为六方型,直径100nm,长度1μm。研究表明：与其它制备方法相比,低温与超声技术可以更为方便获得分布均一、长径比较小的ZnO纳米棒。Hu等[18]分别用超声和微波辐射两种方法得到了交联（二聚体，三聚体(T形)，四聚体（X形））的ZnO纳米棒。超声辐射法和微波辐射法具有一个共同的特点，反应速度快，设备要求简单。
2.2水热法
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