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纳米材料的形貌对其性能有重要的影响,特殊形貌的纳米材料因其结构和尺寸上的优势,使其在许多方面具有独特性能,因此纳米材料不同形貌的制备一直是当前材料科学领域的研究热点。ZnO是一种n型的直接带隙的半导体金属氧化物,具有较宽的带隙、较高的电子迁移率等优点,在光催化、电化学、气敏传感器等领域都有着重要的应用。本课题采用水浴法制备出了形貌较好的ZnO纳米树阵列(ZnO-NTs),通过大量实验总结出了制备过程中各种因素对ZnO-NTs形貌的影响,并研究了它们在光催化和电化学等方面的性能,主要研究内容和结果如下:(1)采用硝酸锌为锌源,六次甲基四胺为沉淀剂,聚乙烯亚胺为表面活性剂,采用两阶段生长法在导电玻璃(ITO)上成功生长了 ZnO纳米树阵列(ZnO-NTs),讨论了不同制备因素对其形貌的影响。ZnO-NTs错综复杂的分枝结构为其提供了较大的比表面积、电子通道以及活性中心等等,使其具有了较高的光催化活性。在紫外光的照射下,ZnO-NTs对RhB的降解效率是普通ZnO粉体的1.8倍,在可见光下的降解效率的是普通ZnO粉体的2.4倍。在电化学性质方面,使用ZnO-NTs修饰后的电极在检测多巴胺(DA)方面有着良好的性能,与普通裸电极相比,多巴胺(DA)在ZnO-NTs修饰电极上的氧化峰产生负移(182mV→76mV),同时峰电流增大,在优化实验条件后,该传感器展现出宽的线性响应范围为1~100μM(相关系数为0.995,信噪比为3),检测限为3.3×10-7M。(2)以硝酸银为银源,硼氢化钠为还原剂,在ZnO-NTs的表面上沉积了纳米Ag颗粒,制备了负载Ag的ZnO复合材料(Ag@ZnO-NTs);采用离子溅射法,在ZnO-NTs的表面上镀上了均匀细小的Au颗粒,制备了负载Au的ZnO复合材料(Au@ZnO-NTs)。对所制备的复合材料进行了表征,并研究了它们的光催化活性。实验表明,负载了 Ag或Au的ZnO-NTs复合材料均表现出了比ZnO-NTs更好的光催化活性。(3)采用六氟钛酸铵作为钛源,利用尿素的水解产物作为沉淀剂,在ZnO-NTs的表面沉积了 TiO2,制备出负载TiO2的ZnO-NTs复合纳米材料(TiO2@ZnO-NTs),并研究了其光催化活性。实验表明,负载了Ti02的ZnO-NTs复合材料表现出了卓越的光催化性能。