氧化锡基微纳米材料的合成及其光学性能研究

论文摘要

本文通过多种简单方便的方法合成了SnO2纳米球、纳米块,SnO2/Y2O3,SnO2/TiO2微纳米复合氧化物,并利用X-射线衍射（XRD）、差热-热重（TG-DTA）、比表面吸附（BET）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、近红外反射光谱（NIR）等手段对所得材料的结构、形貌以及光学性能等方面进行了表征,所得结果如下:以不同碱性强度的沉淀剂为原料通过溶胶凝胶法制备不同尺寸及形貌的SnO2纳米粒子。在紫外区都有强吸收能力,且随着平均粒径的增大,最大紫外吸收边逐渐红移。在可见及近红外区有较高反射率,随着温度的升高,粒子粒径不断增大,降低了其散射系数及自身漫反射能力导致反射率逐渐下降,并且由弱碱氢氧化铵得到的分散性能好的类球形SnO2纳米粒子具有更多的漫反射面,散射系数高,反射能力达到最佳。研究了影响SnO2/Y2O3复合氧化物光学性能的因素。得出通过掺杂Y离子和复合Y2O3晶相改变半导体的电子（空穴）浓度从而改善其在近红外波段的反射能力。随着Y离子掺杂浓度或Y2O3晶相含量的增大,增大了半导体的禁带宽度,降低了复合半导体材料的自由载流子浓度,降低了其在红外波段的载流子吸收,从而提高了近红外区的反射率,隔热能力。通过溶胶凝胶水解法制备了不同摩尔比的SnO2/TiO2前驱体,500 ?C焙烧得到不同金红石型TiO2含量的SnO2/TiO2纳米粒子,降低了TiO2晶相转变温度近150 ?C。随着金红石型TiO2含量的增加其在紫外区的吸收能力有不同程度的增强。并且得出以1:1摩尔比投料500 ?C能得到TiO2金红石相含量为83 %的SnO2/TiO2纳米晶体,其具有与金红石型TiO2相似的近红外区域内高反射能力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 研究背景
• 1.2 光反射材料隔热降温原理
• 1.3 本课题的意义及研究内容
• 第二章 不同尺寸和形貌氧化锡合成和光学性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要原料和仪器设备
• 2.2.2 实验步骤
• 2.2.3 结构表征与性能测试
• 2.3 结果与讨论
• 2 结构及光学性能研究'>2.3.1 不同尺寸纳米SnO₂结构及光学性能研究
• 2 结构及光学性能的研究'>2.3.2 不同形貌纳米SnO₂结构及光学性能的研究
• 2.3.3 光学性能分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 氧化锡/氧化钇复合粉体的合成和光学性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要原料和仪器设备
• 3.2.2 实验步骤
• 3.2.3 结构表征与性能测试
• 3.3 结果与讨论
• 2:Y 纳米晶及光学性能研究'>3.3.1 沉淀法制备SnO₂:Y 纳米晶及光学性能研究
• 2/Y₂O₃ 复合粉体及光学性能研究'>3.3.2 水热法制备SnO₂/Y₂O₃复合粉体及光学性能研究
• 3.3.3 光学性能分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 溶胶凝胶制备氧化锡/氧化钛粉体及光学性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要原料和仪器设备
• 4.2.2 实验步骤
• 4.2.3 结构表征与性能测试
• 4.3 结果与讨论
• 2/TiO₂ 结构和光学性能探讨'>4.3.1 不同含量纳米SnO₂/TiO₂结构和光学性能探讨
• 2 及 SnO₂/TiO₂ 纳米粒子结构光学性能探讨'>4.3.2 不同晶型TiO₂ 及 SnO₂/TiO₂纳米粒子结构光学性能探讨
• 4.3.3 光学性能分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间取得的成果