基于ZnO量子點的納米ZnO原位制備及其在紡織品上的應用研究.pdf

1、量子點又稱納米晶，因其獨特的性質及在諸多領域的廣闊應用前景而成為重點研究對象。當微粒尺寸減小至激子的玻爾半徑時，由于晶界改變了電子分布狀態(tài)，相應的電子能態(tài)從連續(xù)的能帶變?yōu)榉至⒌哪芗壗Y構，使帶隙變寬，表現(xiàn)出量子限域效應。近十年來，人們在半導體量子點的合成及應用領域取得了長足進展。在眾多無機半導體中，ZnO禁帶寬度大(3.37eV)，激子束縛能高(60meV)，具有優(yōu)異的光電性能，在生物成像、光伏器件及發(fā)光二級管等領域顯示出誘人的應用前景，

2、而廣為人們所關注。但要充分利用量子點的獨特性質，在開發(fā)制備具有單分散性，且性質穩(wěn)定的ZnO量子點的新技術及進一步提高其應用性能上仍任重道遠，面臨諸多挑戰(zhàn)。
　　 本論文的工作圍繞著ZnO量子點的制備及基于ZnO量子點的納米ZnO在紡織品中的應用展開，主要進行了以下三方面的工作:(Ⅰ)溶膠-凝膠法制備和表征ZnO量子點，本部分同時探討了制備條件對ZnO量子點結構和光學性質的影響;(Ⅱ)采用兩種表面包覆方法以增加ZnO量子點穩(wěn)定性，

3、重點研究表面修飾后量子點的光學性質;(Ⅲ)利用ZnO量子點作為水熱生長的晶種在棉織物上生成致密的ZnO納米棒，并對處理后織物的紫外防護性能進行了研究。具體研究內容如下:
　　 1.采用溶膠-凝膠法成功制備了ZnO量子點，對其晶體結構、尺寸形貌及光學性質進行研究。結果表明制備的ZnO量子點為六方纖鋅礦結構，形貌近似呈球形，尺寸均一性較好，粒徑大約為4.0nm。
　　 2.考察制備條件如反應物濃度、反應溫度及堿劑種類對ZnO

4、量子點的尺寸及光學性質的影響。結果表明上述條件對ZnO量子點的尺寸及光學性質的均有一定影響，通過改變這些反應參數(shù)能很好的達到調節(jié)ZnO量子點尺寸和發(fā)射熒光顏色的目的。此外，通過紫外-可見吸收光譜對ZnO量子點在溶液中的生長機制進行了初步研究，實驗結果表明ZnO量子點的生長有別于被廣為接受的擴散控制的晶粒粗化生長（奧氏熟化）過程，而是一種在一定范圍內分別表現(xiàn)為擴散控制和動力學控制的生長機制。
　　 3.在ZnO量子點的合成中加入聚

5、乙烯吡咯烷酮(PVP)作為包覆劑，與未包覆的ZnO量子點相比，PVP增強了樣品的穩(wěn)定性，獲得了較好的單分散性。同時，PVP的用量對制備的ZnO量子點的尺寸及光致發(fā)光性質具有較大影響。
　　 4.另一種表面處理的方法是將所制得的ZnO量子點包覆在SiO2球里形成ZnO/SiO2納米復合物。分析表明該復合物有效提高了ZnO量子點在水中的穩(wěn)定性及分散性。
　　 5.通過在棉織物上生長ZnO納米棒得到具有抗紫外性能的織物。該制備