注册 English

碱式硫酸锌转化法制备ZnO多孔片及其光致发光性能

何朋 ,  高相东 ,  吴历斌 ,  蒋正武 ,  王彩露 ,  李效民

downloadPDF
引用本文: 何朋, 高相东, 吴历斌, 蒋正武, 王彩露, 李效民. 碱式硫酸锌转化法制备ZnO多孔片及其光致发光性能[J]. 物理化学学报, doi: 10.3866/PKU.WHXB201302045 shu
Citation:  HE Peng, GAO Xiang-Dong, WU Li-Bin, JIANG Zheng-Wu, WANG Cai-Lu, LI Xiao-Min. Porous ZnO Sheets Transformed from Zinc Sulfate Hydroxide Hydrate and Their Photoluminescence Performance[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, doi: 10.3866/PKU.WHXB201302045 shu

碱式硫酸锌转化法制备ZnO多孔片及其光致发光性能

  • 基金项目:

    国家重点基础研究发展规划(973) (2009CB623304, 2011CB013805) (973) (2009CB623304, 2011CB013805)

    国家自然科学基金(51072214, 51002174)资助项目 (51072214, 51002174)

摘要:

采用化学浴沉积法制备了碱式硫酸锌(ZSH)纳米片, 并经1000 ℃煅烧处理得到了ZnO多孔片. 详细研究了ZSH在Zn2+-六亚甲基四胺前驱体溶液体系中的形成机理、ZSH 的热解过程、ZnO的结晶性、微结构以及光致发光性能. 结果表明, 所得ZnO多孔片呈规则六角形状, 其尺寸为10-50 μm, 厚度为200-500 nm, 由于高温固相反应中传质等因素的限制, 构成薄片的ZnO晶粒呈多边形或不规则形貌, 晶粒间的孔为亚微米孔, 尺寸在100-500 nm范围. ZnO多孔薄片结晶性良好, 在388 nm处表现出较强紫外发光, 无可见光区的缺陷发光. 机理分析表明, SO42- 与Zn2+的高亲和力是Zn2+-六亚甲基四胺体系中ZSH生成的根本原因, 而ZSH的热分解过程对ZnO多孔片的形貌和微结构影响显著. 本研究提出了一种制备高结晶质量ZnO多孔材料的新方法, 所得ZnO多孔片可望在催化、染料敏化太阳能电池、紫外光电器件等领域得到应用.

English

    1. [1]

      (1) Wang, Z. L. Mat. Sci. Eng. R 2009, 64, 33. doi: 10.1016/j.mser.2009.02.001

      (1) Wang, Z. L. Mat. Sci. Eng. R 2009, 64, 33. doi: 10.1016/j.mser.2009.02.001

    2. [2]

      (2) Yoshida, T.; Terada, K.; Schlettwein, D.; Oekermann, T.;Sugiura, T.; Minoura, H. Adv. Mater. 2000, 12, 1214.(2) Yoshida, T.; Terada, K.; Schlettwein, D.; Oekermann, T.;Sugiura, T.; Minoura, H. Adv. Mater. 2000, 12, 1214.

    3. [3]

      (3) Li, S.; Li, Z.W.; Tay, Y. Y.; Armellin, J.; Gao,W. Cryst. GrowthDes. 2008, 8, 1623. doi: 10.1021/cg701056q(3) Li, S.; Li, Z.W.; Tay, Y. Y.; Armellin, J.; Gao,W. Cryst. GrowthDes. 2008, 8, 1623. doi: 10.1021/cg701056q

    4. [4]

      (4) Liu, Z.;Wen, X. D.;Wu, X. L.; Gao, Y. J.; Chen, H. T.; Zhu, J.;Chu, P. K. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9405. doi: 10.1021/ja9039136(4) Liu, Z.;Wen, X. D.;Wu, X. L.; Gao, Y. J.; Chen, H. T.; Zhu, J.;Chu, P. K. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9405. doi: 10.1021/ja9039136

    5. [5]

      (5) Shen, J. B.; Zhuang, H. Z.;Wang, D. X.; Xue, C. S.; Liu, H.Cryst. Growth Des. 2009, 9, 2187. doi: 10.1021/cg800847d(5) Shen, J. B.; Zhuang, H. Z.;Wang, D. X.; Xue, C. S.; Liu, H.Cryst. Growth Des. 2009, 9, 2187. doi: 10.1021/cg800847d

    6. [6]

      (6) Zhang, J.;Wang, S. R.; Xu, M. J.;Wang, Y.; Zhu, B. L.; Zhang,S. M.; Huang,W. P.;Wu, S. H. Cryst. Growth Des. 2009, 9,3532. doi: 10.1021/cg900269a(6) Zhang, J.;Wang, S. R.; Xu, M. J.;Wang, Y.; Zhu, B. L.; Zhang,S. M.; Huang,W. P.;Wu, S. H. Cryst. Growth Des. 2009, 9,3532. doi: 10.1021/cg900269a

    7. [7]

      (7) Chivukula, V.; Ciplys, D.; Shur, M.; Dutta, P. Appl. Phys. Lett.2010, 96, 233512. doi: 10.1063/1.3447932(7) Chivukula, V.; Ciplys, D.; Shur, M.; Dutta, P. Appl. Phys. Lett.2010, 96, 233512. doi: 10.1063/1.3447932

    8. [8]

      (8) Park, H. Y.; , H. Y.; Kalme, S.; Mane, R. S.; Han, S. H.;Yoon, M. Y. Anal. Chem. 2009, 81, 4280. doi: 10.1021/ac900632n(8) Park, H. Y.; , H. Y.; Kalme, S.; Mane, R. S.; Han, S. H.;Yoon, M. Y. Anal. Chem. 2009, 81, 4280. doi: 10.1021/ac900632n

    9. [9]

      (9) Zhang, Q. F.; Chou, T. R.; Russo, B.; Jenekhe, S. A.; Cao, G. Z.Angew. Chem. Int. Edit. 2008, 47, 2402.(9) Zhang, Q. F.; Chou, T. R.; Russo, B.; Jenekhe, S. A.; Cao, G. Z.Angew. Chem. Int. Edit. 2008, 47, 2402.

    10. [10]

      (10) Wang, Q.; Geng, B. Y.;Wang, S. Z. Environ. Sci.Technol. 2009,43, 8968. doi: 10.1021/es902568h(10) Wang, Q.; Geng, B. Y.;Wang, S. Z. Environ. Sci.Technol. 2009,43, 8968. doi: 10.1021/es902568h

    11. [11]

      (11) Yang, M.; Sun, K.; Kotov, N. A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132,1860. doi: 10.1021/ja906868h(11) Yang, M.; Sun, K.; Kotov, N. A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132,1860. doi: 10.1021/ja906868h

    12. [12]

      (12) Jung, S.; Cho,W.; Lee, H. J.; Oh, M. Angew. Chem. Int. Edit.2009, 48, 1459. doi: 10.1002/anie.v48:8(12) Jung, S.; Cho,W.; Lee, H. J.; Oh, M. Angew. Chem. Int. Edit.2009, 48, 1459. doi: 10.1002/anie.v48:8

    13. [13]

      (13) Shan, C. X.; Liu, Z.; Zhang, Z. Z.; Shen, D. Z.; Hark, S. K.J. Phys. Chem. B 2006, 110, 11176. doi: 10.1021/jp0600514(13) Shan, C. X.; Liu, Z.; Zhang, Z. Z.; Shen, D. Z.; Hark, S. K.J. Phys. Chem. B 2006, 110, 11176. doi: 10.1021/jp0600514

    14. [14]

      (14) Wu, J. H.; Varghese, B.; Zhou, X. D.; Teo, S. Y.; Sow, C. H.;Ang, S. G.; Xu, G. Q. Chem. Mater. 2010, 22, 1533. doi: 10.1021/cm902490g(14) Wu, J. H.; Varghese, B.; Zhou, X. D.; Teo, S. Y.; Sow, C. H.;Ang, S. G.; Xu, G. Q. Chem. Mater. 2010, 22, 1533. doi: 10.1021/cm902490g

    15. [15]

      (15) Qian, H. S.; Yu, S. H.; ng, J. Y.; Luo, L. B.;Wen, L. L. Cryst.Growth Des. 2005, 5, 935. doi: 10.1021/cg049666l(15) Qian, H. S.; Yu, S. H.; ng, J. Y.; Luo, L. B.;Wen, L. L. Cryst.Growth Des. 2005, 5, 935. doi: 10.1021/cg049666l

    16. [16]

      (16) Kong, Q. S.;Wu, X. L.; Guo, Y. G.;Wang, Y. Q.; Xia, Y. Z.; Yu,J.; Liu, H. H.; Duan, X. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24,2179. [孔庆山, 吴兴隆, 郭玉国, 王乙潜, 夏延致, 于建,刘海华, 段晓峰. 物理化学学报, 2008, 24, 2179.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20081206(16) Kong, Q. S.;Wu, X. L.; Guo, Y. G.;Wang, Y. Q.; Xia, Y. Z.; Yu,J.; Liu, H. H.; Duan, X. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24,2179. [孔庆山, 吴兴隆, 郭玉国, 王乙潜, 夏延致, 于建,刘海华, 段晓峰. 物理化学学报, 2008, 24, 2179.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20081206

    17. [17]

      (17) Zhou, X. F.; Hu, Z. L.; Fan, Y. Q.; Chen, S.; Ding,W. P.; Xu, N.P. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 11722. doi: 10.1021/jp802619j(17) Zhou, X. F.; Hu, Z. L.; Fan, Y. Q.; Chen, S.; Ding,W. P.; Xu, N.P. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 11722. doi: 10.1021/jp802619j

    18. [18]

      (18) Gao, X. D.; Li, X. M.; Gao,W.; Qiu, J. J.; Gan, X. Y.;Wang, C.L.; Leng, X. Crystengcomm 2011, 13, 4741. doi: 10.1039/c1ce05125c(18) Gao, X. D.; Li, X. M.; Gao,W.; Qiu, J. J.; Gan, X. Y.;Wang, C.L.; Leng, X. Crystengcomm 2011, 13, 4741. doi: 10.1039/c1ce05125c

    19. [19]

      (19) Gao, X. D.; Li, X. M.; Yu,W. D.; Peng, F.; Zhang, C. Y.Materials Research Bulletin 2006, 41, 608. doi: 10.1016/j.materresbull.2005.09.001(19) Gao, X. D.; Li, X. M.; Yu,W. D.; Peng, F.; Zhang, C. Y.Materials Research Bulletin 2006, 41, 608. doi: 10.1016/j.materresbull.2005.09.001

    20. [20]

      (20) Vayssieres, L. Adv. Mater. 2003, 15, 464. doi: 10.1002/adma.200390108(20) Vayssieres, L. Adv. Mater. 2003, 15, 464. doi: 10.1002/adma.200390108

    21. [21]

      (21) Tagawa, H.; Saijo, H. Thermochimica Acta 1985, 91, 67. doi: 10.1016/0040-6031(85)85202-3(21) Tagawa, H.; Saijo, H. Thermochimica Acta 1985, 91, 67. doi: 10.1016/0040-6031(85)85202-3

    22. [22]

      (22) Gao, X. D.; Gao,W.; Yan, X. D.; Zhuge, F.W.; Bian, J. M.; Li,X. M. Funct. Mater. Lett. 2009, 2, 27. doi: 10.1142/S1793604709000508(22) Gao, X. D.; Gao,W.; Yan, X. D.; Zhuge, F.W.; Bian, J. M.; Li,X. M. Funct. Mater. Lett. 2009, 2, 27. doi: 10.1142/S1793604709000508

    23. [23]

      (23) Qiu, Y. C.; Chen,W.; Yang, S. H. J. Mater. Chem. 2010, 20,1001. doi: 10.1039/b917305f(23) Qiu, Y. C.; Chen,W.; Yang, S. H. J. Mater. Chem. 2010, 20,1001. doi: 10.1039/b917305f

    24. [24]

      (24) Hsueh, T. J.; Hsu, C. L. Sens. Actuator B-Chem. 2008, 131, 572.doi: 10.1016/j.snb.2007.12.045(24) Hsueh, T. J.; Hsu, C. L. Sens. Actuator B-Chem. 2008, 131, 572.doi: 10.1016/j.snb.2007.12.045

    25. [25]

      (25) Gao, M. D.; Li, M. M.; Yu,W. D. J. Phys. Chem. B 2005, 109,1155. doi: 10.1021/jp046267s(25) Gao, M. D.; Li, M. M.; Yu,W. D. J. Phys. Chem. B 2005, 109,1155. doi: 10.1021/jp046267s

    26. [26]

      (26) Wang, D. L.; Ruan, Y. F.; Zhang, L. C.; Yang, H. B. ActaPhys. -Chim. Sin. 2010, 26, 3369. [王丹丽, 阮永丰, 张灵翠,杨红波. 物理化学学报, 2010, 26, 3369.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201210082(26) Wang, D. L.; Ruan, Y. F.; Zhang, L. C.; Yang, H. B. ActaPhys. -Chim. Sin. 2010, 26, 3369. [王丹丽, 阮永丰, 张灵翠,杨红波. 物理化学学报, 2010, 26, 3369.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201210082

    27. [27]

      (27) Zhao, J. L.; Li, X. M.; Bian, J. M.; Yu,W. D.; Zhang, C. Y. ThinSolid Films 2006, 515, 1763. doi: 10.1016/j.tsf.2006.06.032(27) Zhao, J. L.; Li, X. M.; Bian, J. M.; Yu,W. D.; Zhang, C. Y. ThinSolid Films 2006, 515, 1763. doi: 10.1016/j.tsf.2006.06.032

    28. [28]

      (28) Kim, D.; Shimomura, T.;Wakaiki, S.; Terashita, T.; Nakayama,M. Physica B 2006, 376, 741. doi: 10.1016/j.physb.2005.12.185(28) Kim, D.; Shimomura, T.;Wakaiki, S.; Terashita, T.; Nakayama,M. Physica B 2006, 376, 741. doi: 10.1016/j.physb.2005.12.185

    29. [29]

      (29) Al-Salman, H. S.; Abdullah, M. J. J. Alloy. Compd. 2013, 547,132. doi: 10.1016/j.jallcom.2012.08.119(29) Al-Salman, H. S.; Abdullah, M. J. J. Alloy. Compd. 2013, 547,132. doi: 10.1016/j.jallcom.2012.08.119

    30. [30]

      (30) Gu, Y. F.; Li, X. M.; Yu,W. D.; Gao, X. D.; Zhao, J. L.; Yang, C.J. Cryst. Growth 2007, 305, 36. doi: 10.1016/j.jcrysgro.2007.03.050(30) Gu, Y. F.; Li, X. M.; Yu,W. D.; Gao, X. D.; Zhao, J. L.; Yang, C.J. Cryst. Growth 2007, 305, 36. doi: 10.1016/j.jcrysgro.2007.03.050

    31. [31]

      (31) Li, C.; Fang, G. J.; Fu, Q.; Su, F. H.; Li, G. H.;Wu, X. G.; Zhao,X. Z. J. Cryst. Growth 2006, 292, 19. doi: 10.1016/j.jcrysgro.2006.03.061(31) Li, C.; Fang, G. J.; Fu, Q.; Su, F. H.; Li, G. H.;Wu, X. G.; Zhao,X. Z. J. Cryst. Growth 2006, 292, 19. doi: 10.1016/j.jcrysgro.2006.03.061

    32. [32]

      (32) Zhang, X. H.; Yan, X. Q.; Zhao, J.; Qin, Z.; Zhang, Y. Mater.Lett. 2009, 63, 444. doi: 10.1016/j.matlet.2008.11.006(32) Zhang, X. H.; Yan, X. Q.; Zhao, J.; Qin, Z.; Zhang, Y. Mater.Lett. 2009, 63, 444. doi: 10.1016/j.matlet.2008.11.006

    33. [33]

      (33) Yoo, Y. Z.; Jin, Z.W.; Chikyow, T.; Fukumura, T.; Kawasaki,M.; Koinuma, H. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 3798. doi: 10.1063/1.1521577(33) Yoo, Y. Z.; Jin, Z.W.; Chikyow, T.; Fukumura, T.; Kawasaki,M.; Koinuma, H. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 3798. doi: 10.1063/1.1521577

    34. [34]

      (34) Yousefi, R.; Kamaluddin, B. Solid State Sci. 2010, 12, 252. doi: 10.1016/j.solidstatesciences.2009.11.002

      (34) Yousefi, R.; Kamaluddin, B. Solid State Sci. 2010, 12, 252. doi: 10.1016/j.solidstatesciences.2009.11.002

  • 加载中
WeChat 扫一扫看文章
计量
  • PDF下载量:  770
  • 文章访问数:  1079
  • HTML全文浏览量:  17
文章相关
  • 发布日期:  2013-03-25
  • 收稿日期:  2012-11-07
  • 网络出版日期:  2013-02-04
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章

All Rights Reserved by the Chinese Chemical Society   中国化学会 版权所有 京ICP备05002797号

本系统由北京仁和汇智信息技术有限公司开发    技术支持: info@rhhz.net