《新品项目开发报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新品项目开发报告（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划新品项目开发报告ZnO微米材料的光学性能研究与开发1.绪论随着人们健康和环保意识的增强,人们对具有光催化净化空气、抗菌杀毒等功能性绿色环保材料的需求日益迫切，微米氧化锌光催化剂的出现为环境净化材料的发展开辟了一片新天地，也为人们对健康环境需求的解决提供了有效的途径。微米氧化锌由于粒子尺寸小,比表面积大,具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应,在陶瓷、化工、环境、生物、医药等许多领域有重要的应用价值。ZnO作为一种宽带隙,高激发能的n-型半导体氧化物具有许多优良的性质。近年来,人们在微米
2、氧化锌制备技术方面开展了大量的研究工作,制备了多种结构的氧化锌材料,并研究了纳米氧化锌的荧光、催化等性能。纳米氧化锌的制备方法有很多,如固相法、均匀沉淀法、直接沉淀法、溶胶-凝胶、激光诱导、化学气相沉淀法、气相合成和电弧等离子体等。本实验采用气相沉淀法制备微米氧化锌,使用扫描电镜、X射线衍射、紫外光谱和红外光谱对产物进行了研究,并在紫外光下降解了甲基橙,考察其光催化降解性能。2.实验实验在石英管式炉中进行，以锌粉为锌源，碳粉作为氧化锌的还原剂。实验方案一：采用直接氧化法，以空气作为载氧体，石英片为载体。称取约锌粒，将其置于石英舟中，并在锌粒表面覆盖的石墨粉。将石英舟置于石英管式炉中央，将管式炉
3、升温至6501000，保温30分钟后取出载体，并使其自然冷却至室温。实验方案二：以纯氮气为载气，氧气作为载氧体，石英片为载体。称取约锌粒，将其置于石英舟中，并在锌粒表面覆盖的石墨粉。将石英舟置于石英管式炉中央，载体放置于锌源的气流下方3cm处。在氮气流量为/min和氧气流量为2L/min时，将管式炉升温至6501000，保温30min后取出载体，并使其自然冷却至室温。Fe催化辅助化学气相沉积生长技术制备ZnO实验中以高纯N2(99.99%)作为保护气体和反应物的携带气体。将Zn粉(99.99%)和石墨粉(99%)按1：1的摩尔比均匀混合并压制成源片。以Si(111)作为衬底,在衬底上预先蒸镀一
4、层厚度约10nm的Fe作为ZnO微米线生长的催化剂。实验中将Zn、石墨源片置于石英舟内,镀Fe的Si衬底放置于Zn、石墨源片的气路下游210cm。ZnO微米线的制备条件为;生长时，石英管内为常压,N2的流量为100sccm,为了使Zn、石墨源片充分反应，首先在氮气氛下对源片进行8h的除气,然后将温度升至生长温度890,并在此温度下保温1h,即可在Si衬底上获得灰白色的沉积物用于XRD和SEM研究。3.实验结果及其讨论实验结果产物的直径和长度随着反应温度的升高而增加。在650、750、850和1000，产物的直径分别为510nm、1030nm、3060nm及5090nm。产物的长度则由650时的
5、约um、750的24um、850的510um增长到1000时的几十微米以上。从图aa还可以发现，纳米线的生长端都连接有氧化锌颗粒，同时从一个氧化锌颗粒上可能生长出一根或多根氧化锌纳米线，且随温度的升高而增加。6501000图aa焙烧温度对微米ZnO光催化性能的影响以浓度为20mg/L的甲基橙溶液为模拟污染物，改变焙烧温度(温度分别为350、450、550、650、750)制备的纳米ZnO，考察在光照40min时，焙烧温度对纳米氧化锌光催化降解甲基橙效果的影响，如图ab所示。图ab焙烧温度对微米氧化锌光催化性能的影响由图ab可以看出，焙烧温度对纳米氧化锌的光催化性能有一定影响，不同温度下降解率不
6、同，在焙烧温度450时光催化性能较好，可以达到61%。根据X射线衍射图谱可知:尽管450较350的粒径大，但光催化性能仍较高，这是因为在450合成的氧化锌纳米晶发育较好，晶体结构较完整。由于450合成的氧化锌纳米晶已经发育完整，若继续升高煅烧合成温度会使氧化锌纳米晶长大，比表面积减小，催化活性降低，故在大于550合成的纳米晶催化活性降低。甲基橙光催化降解实验配制浓度为16mg/L的甲基橙溶液,并用721分光光度计在K=464nm处测其吸光度。移取100mL甲基橙溶液,并加入氧化锌,然后置于磁力搅拌器上进行搅拌,同时用400W高压汞灯照射。达到降解平衡后,从悬浊液中吸取试样,经离心分离后,用72
7、1分光光度计测定吸光度,由标准曲线得到甲基橙浓度Ce。按式(1),计算得到甲基橙脱色率。脱色率=(Co-Ce)/Co*100%(1)式中:Co甲基橙初始浓度Ce光降解平衡浓度性能PL表征采用Xe灯作激发源。图ac为所制备的不同尺寸的氧化锌纳米线的PL光谱图。从图4中可以发现，产物都同时具有紫外光发射峰和绿光发射峰。在380nm处的紫外光发射峰是由于禁带附近自由激子的复合产生的；氧化锌绿光发射峰的产生源自于离子化的氧空位，是占据氧空位的电子与在禁带中光激发产生的空穴之间复合的结果。从图ac还可以看出，随着纳米线尺寸的减小，绿光发射强度增强，说明尺寸越小，其氧空位越多；特别是当纳米线直径为510n
8、m时，其绿光发射强度明显强于其它大尺寸的发射强度。研究表明，当氧化锌的尺寸小至6nm时，因量子效应的影响其性能开始明显不同于块体材料。因此，本课题组认为直径只有510nm的氧化锌纳米的绿光发射强度远强于其它大尺寸应归因于量子尺寸效应。图ac不同尺寸的氧化锌纳米线PL谱图采用场发射扫描电子显微镜、射线粉未衍射仪、透射电子显微镜表征氧化锌纳米线的形貌及结构，采用荧光光谱仪分析光致发光性能。ZnO纳米线的结构分析X射线衍射谱表明,Si衬底上的沉积物是高质量的六方结构的ZnO。可以将所有可见的衍射峰的标定分为两类,即典型的六方结构的ZnO纳米线,晶格常数为a=nm,c=。同时X射线衍射谱还指出,沉积在
9、Si衬底上的Fe镀层,在生长过程中由于表面张力和原子迁移,形成具有(111)取向金颗粒。ZnO纳米线的形貌特征分析图ad是Si衬底上的沉积的ZnO纳米线的典型的扫描电子显微镜形貌照片。图ad从照片可以发现,ZnO纳米线的半径约为50-150nm,其半径的典型值为100nm,ZnO纳米线长2-5nm,与Si纳米线相对比,ZnO纳米线的形貌一般为直立六棱柱状,而Si纳米线多呈弯曲的特征。从中还可以发现,在ZnO纳米线的底部,可以观察到Fe催化剂的颗粒。符合气、液、固相生长的底端生长机理。ZnO微米线的生长机理讨论在纳米材料的制备过程中,气、液、固相晶体生长理论被广泛用于纳米材料生长机理的讨论aaa
10、a。由于氧化物大多具有较高的熔点,因此,在氧化物纳米线的生长过程中,适量引入氧的参与,氧化物纳米线的生长机理可以由VLS晶体生长理论给出合理的解释。4对于ZnO微米材料的制作(来自:写论文网:新品项目开发报告)方法展望采用气相沉积法，提出了以金属锌为锌源自催化生长尺寸均匀的氧化锌纳米线的方法。SEM表征结果表明，氧化锌纳米线的直径与长度随生长温度的升高而增加。TEM及HRTEM表征结果表明，氧化锌纳米线沿着001方向生长。讨论了氧化锌纳米线的生长机理，锌蒸气量在氧化锌纳米线的生长过程中起决定作用。氧化锌纳米线的光致发光性能受纳米线尺寸的影响，当纳米线直径小于10nm时具有非常强的绿光发射，这可
11、能源于量子效应。本研究有助于进一步了解氧化锌纳米线的生长及发光机理。5参考郭志峰,田硕,王凌勇,等.直接沉淀法制备纳米氧化锌晶体及其光催化降解性能研究J.硅酸盐通报,XX,29(2):329-333.杨红萍.纳米氧化锌的制备及光催化性能研究进展J.辽宁化工,XX,39(8):830-832.VanheusdenK,WarrenWL,SeagerCH,etbehindgreenphotoluminescenceinZnOphosphorpowdersJ.JApplphys,XX,79(10);7983Brusandelectron-holeinteractionsinsmallsemicondu
12、ctorcrystallites:ThesizedependenceofthelowestexcitedelectronicstateJ.Jchem.Phys,XX,80(9):4403YuDP,LeeCS,BelloI,etal.SynthesisofnanoscalesiliconwiresbyexcimerlaserablationathightemperatureJ.SolidStateCommun.,1998,105:403.HuangMH,WuYY,FeickH,etal.CatalyticgrowthofzincoxidenanwiresbyvaportransportJ.Adv.Mater.,XX,13:113.aaaaGuilllouDF,SanthanamS,CarleyLR.Laminated,sacrificialpolyMEMStechnologyinstandardCMOSJ.SensorsandActuatorsA,XX,85:346-355.余姚利帅影视器材有限公司新产品开发可行性分析报告项目编号：_产品型号：_产品名称：_新产品开发项目计划目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。
