γ-辐照对半导体纳米材料的改性研究

γ-辐照对半导体纳米材料的改性研究

作者:师大云端图书馆 时间:2018-02-15 分类:参考文献 喜欢:1770
师大云端图书馆

【摘要】随着经济社会的发展,环境友好和绿色环保越来越符合大众需求。材料制备更需要节能、环保和绿色途径。长期以来,γ-辐照主要用于高分子材料的聚合、改性和食品保鲜及杀菌等方面。本论文中,γ-辐照被用来改性半导体纳米材料,原理就是利用高能γ射线(1.17和1.33MeV)的能量进行化学合成和材料内部化学键的断裂和缺陷生成的方法。本论文主要是从以下几个方面阐述:(1)Gamma射线辐照能还原Ag2SnO3并原位生长Ag纳米颗粒。本文中,没有经过辐照和不同剂量(0到500kGy)辐照过的产物被用来催化降解刚果红溶液。在400kGy剂量的条件下,催化效果达到了最大值,并且是没辐照产物的3.7倍。这个结论可能由于Gamma射线辐照产生了Ag/Ag2SnO3异质结结构,增强了Ag2SnO3和刚果红之间的路易斯酸碱结合,提高了催化效果。同时,介于我们在研究中发现Ag2SnO3是一种热不稳定的材料,我们以此为突破研究了加热后的产物。结果发现400度下通过直接加热分解单源前驱体Ag2SnO3可以直接得到Ag/SnO2异质结结构材料,这种异质结结构能够提高材料的光催化效率。当Ag/SnO2异质结结构材料被用来催化降解刚果红溶液时,催化效率是混合得的Ag和SnO2材料的3倍。(2)Ag/Ag2SnO3纳米颗粒是通过不同剂量(0-500kGy)下辐照Ag2SnO3得到的。这个辐照产物能被用来检测两种还原性气体(乙醇气体和硝基甲烷气体)、一种氧化性气体(乙酸气体)。我们发现,气敏响应效果和辐照剂量相关,辐照剂量决定Ag含量的多少。实验结果显示,400kGy剂量下,气敏效果最好:对于乙醇、硝基甲烷和乙酸三种不同的气体,气敏响应分别提高了9、6.3和10.6倍。(3)我们对Gamma射线辐照之后的硅纳米线进行了研究。在这里,Gamma射线辐照过的硅纳米线的Si/SiOx界面处产生了一个新的缺陷,这个缺陷被电子自旋共振谱证实。29Si核磁共振光谱表明辐照剂量对Q4结构有影响。这个现象也表明硅纳米线独特的核壳结构有助于产生这种新的缺陷,这也可以提供一个合适的模型去研究Si/SiOx界面处的缺陷。(4)石墨烯量子点(GQDs)也是一种半导体材料,我们的研究发现GQDs的发射波长在0-500kGy辐照剂量范围内被证明可以调节在505-550nm的范围之内。其光致发光也明显提高并在100kGy剂量时达到最佳:峰的强度和荧光量子产率是没辐照量子点的2.1和1.97倍,半峰宽比原来缩小了12%。此外,基于其低毒性和良好的生物相容性,普通的量子点和100kGy剂量辐照过的量子点被用于4T1癌细胞的生物荧光成像。实验结果显示,辐照过的量子点具有更好的荧光成像效果。(5)硅纳米线是一种重要的半导体材料,具有核壳结构。在这个工作中,硅纳米线在600摄氏度条件下热处理半个小时后,具有压电效应的α-石英能够长在硅纳米线的界面处。这些纳米线被用来制备具有压电效应的纳米发电机。它可以将动能转化为电能,当一个300g的物体从30cm高处落在发电机上时,它能产生36.5V的输出电压和1.4μA的响应电流。同时,我们的研究发现Gamma射线辐照之后的硅纳米线也带有静电荷。
【作者】尹奎;
【导师】邵名望;
【作者基本信息】苏州大学,无机化学,2014,硕士
【关键词】Gamma射线辐照;锡酸银;硅纳米线;石墨烯量子点;气体传感;纳米发电机;生物成像;

【参考文献】
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