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试论形貌生物分子参与下ZnO层级结构的可制约备论文格式模板

摘要:ZnO由于它具有独特的晶体结构,在电学、光学和磁学等领域具有广泛的运用前景,是一种备受瞩目的半导体材料。近年来,利用生物分子作为合成ZnO的结构导向剂或模板已经成为探讨者的关注热点。本文分别选用生物大分子DNA、生物小分子山梨糖从及柠檬酸作为结构导向剂,采取简单的液相法在温和条件下制备出三种具有独特形貌和晶体结构的ZnO晶体。通过X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、荧光光谱仪、紫外分光光度计等技术手段对产物的晶相、表面形貌、内部结构、光致发光性能和光催化活性作了表征。探究了不同的反应条件对产物表面结构、形貌、晶相、和光催化活性的影响。主要有从下探讨内容和探讨成果:(1)DNA(鲱鱼精DNA)作为结构导向剂合成蝴蝶状ZnO采取直接沉淀法,从Zn(Ac)_22H_2O溶液和NaOH溶液作为反应原料,在反应系统中添加浓度为1mg/ml的DNA,制约反应时间为10h,反应温度为70℃的条件下,制备出单分散蝴蝶状ZnO层级结构。使用XRD、FESEM等技术对产物形貌结构进行表征。实验结果表明,DNA在ZnO的形成历程中具有结构导向意义,它推动了ZnO纳米片和纳米棒两种组装基元的自组装。基于实验结果的综合分析,本论文提出了一种可能的反应机理。此外,本论文选用萘酚蓝黑作为模拟污染物,对合成产物的光催化活性进行检测,实验结果表明,DNA介导产生的ZnO具有较高的光催化活性。(2)山梨糖作为晶体调节剂合成海胆状ZnO在80℃反应条件下,采取直接沉淀法,从Zn(NO_3)_2·6H_2O和NaOH作为反应原料,用水和乙醇1:1的混合溶液为溶剂,制约反应时间为5h的条件下,制备出了海胆状ZnO晶体。本论文探究了各反应参数如山梨糖加入量、反应时间、反应温度、反应溶剂、不同锌盐从及pH值等对产物形貌和表面结构的影响。实验结果表明,山梨糖对产物形貌有明显影响,它促使ZnO纳米针通过自组装形成海胆状结构。而且山梨糖的加入使反应系统的pH值能够维持在pH=7左右,此条件为海胆状ZnO形成的关键因素。本论文对海胆状ZnO的成核和生长机理进行了探索。此外,本论文还对不同反应条件对产物光致发光性能的影响进行检测。(3)柠檬酸作为晶体生长条件剂合成ZnO核壳结构在生物有机小分子柠檬酸的参与下,从Zn(NO_3)_2·6H_2O和C_6H_(12)N_4为原料,采取均相沉淀法,在ITO导电玻璃基片上制备出具有同质核壳结构的ZnO晶体。实验结果表明,柠檬酸的加入是合成核壳结构ZnO的决定性因素。整个反应是分两步完成的,只有加入了柠檬酸在反应的第一步才会得到实心球状结构的ZnO晶体。第二步反应的pH值是形成核壳结构ZnO的关键因素,在较低pH下,核壳结构的空腔不会形成;在较高pH时,合成产物就变成了空心结构。此外,反应时间也是合成目标产物的重要条件。反应时间过短,核壳结构不显著;反应时间过长,就会形成空心结构。同时,根据反应时间和溶液pH值对产物形貌的影响提出了核壳ZnO的一种成长机理。 关键词:生物分子论文 ZnO论文 光催化论文 形貌论文 反应机理论文
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    摘要4-6

    Abstract6-10

    第一章 绪论10-19

    1.1 生物分子10-16

    1.1.1 生物小分子10-12

    1.1.2 生物大分子12-15

    1.1.3 生物分子在材料制备中的运用15-16

    1.2 ZnO 的概述16-18

    1.2.1 ZnO 的结构与性质16-17

    1.2.2 ZnO 的主要制备办法17

    1.2.3 ZnO 的运用17-18

    1.3 本文的选题背景和探讨内容18-19

    第二章 介导合成蝴蝶状 ZnO19-32

    2.1 引言19

    2.2 实验部分19-21

    2.2.1 试剂和仪器19-20

    2.2.2 蝴蝶状 ZnO 的制备20

    2.2.3 材料的表征20-21

    2.3 结果与讨论21-30

    2.3.1 形貌和结构表征21-22

    2.3.2 DNA 对 ZnO 的形貌和光催化活性的影响22-23

    2.3.3 反应条件对 ZnO 的形貌和晶相的影响23-29

    2.3.4 反应机理29-30

    2.4 本章小结30-32

    第三章 山梨糖意义下海胆状 ZnO 的可制约备和表征32-49

    3.1 引言32

    3.2 实验部分32-34

    3.2.1 试剂和仪器32-33

    3.2.2 海胆状 ZnO 的制备33

    3.2.3 材料的表征33-34

    3.3 结果与讨论34-48

    3.3.1 产物形貌和结构的表征34-35

    3.3.2 山梨糖对 ZnO 的形貌的影响35-36

    3.3.3 反应条件对海胆状 ZnO 的形貌、晶相和光致发光性能的影响36-

.1 ZnO 的结构与性质16-171.2.2 ZnO 的主要制备办法171.2.3 ZnO 的运用17-181.3 本文的选题背景和探讨内容18-19第二章 介导合成蝴蝶状 ZnO19-322.1 引言192.2 实验部分19-212.2.1 试剂和仪器19-202.2.2 蝴蝶状 ZnO 的制备202.2.3 材料的表征20-212.3 结果与讨论21-302.3.1 形貌和结构表征21-222.3.2 DNA 对 ZnO 的形貌和光催

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