博碩士論文 973209014 詳細資訊




以作者查詢圖書館館藏 以作者查詢臺灣博碩士 以作者查詢全國書目 勘誤回報 、線上人數:28 、訪客IP:3.138.124.142
姓名 吳斌瑞(Bin-Jui Wu)  查詢紙本館藏   畢業系所 材料科學與工程研究所
論文名稱 以電化學方法在鋅箔上製備氧化鋅奈米結構
(Nano-structured ZnO on Zinc foil by electrochemical process)
相關論文
★ 1M KOH中Ag-Cu、Ag-Co二元薄膜觸媒對氧還原之催化★ Mg2Ni1-xCux合金在6M KOH水溶液中之電化學吸放氫性質及相關腐蝕行為之研究
★ 固態氧化物燃料電池陰極 La0.8Sr0.2Mn1−xRuxO3之製作與特性研究★ 奈米氧化鋅結構之電化學研製及其在發光二極體之應用
★ 銅微柱表面之電化學析鍍氧化鋅奈米結構研究★ 香草醛在含50 V% 乙二醇低氯離子溶液中對AA6060鋁合金之腐蝕抑制研究
★ 磁控濺鍍製備鋯、鈦共摻氧化鋅薄膜之結構與光電特性分析★ 即時影像監控導引下連續電鍍製作銅-鋅合金微柱並研究其結構與機械性質
★ 鑭、鍶、銀、錳氧化物之製備與其作為固態氧化物燃料電池陰極之研究★ Photodetector - Light Harvesting and specific surface Enhancement (LivE)
★ 具奈米結構赤鐵礦之製備及其在光電化學行為研究★ 以溶凝膠法製備鋁鈦共摻雜氧化鋅薄膜並研究其微結構,腐蝕及光電化學之特性
★ Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ-La3Ni2O7+δ複合 結構應用於P-SOFC陰極之可行性研究★ 銅鎳合金微結構之微電鍍研究
★ 以微電鍍法製備三維銅錫介金屬化合物微結構★ 電鍍製作銅錫合金及Cu6Sn5之三維奈米晶微結構及其特性研究
檔案 [Endnote RIS 格式]    [Bibtex 格式]    [相關文章]   [文章引用]   [完整記錄]   [館藏目錄]   至系統瀏覽論文 ( 永不開放)
摘要(中) 本實驗以99.98%鋅箔為工作電極,304不鏽鋼為對應電極,Ag/AgCl為參考電極,使用電化學定電位方式在添加硝酸鋅的氫氧化鈉溶液中製備氧化鋅奈米結構。
首先,使用三極式恆電位儀(273A)在含0.00 M, 0.15 M, 0.20 M, 0.25 M, 0.50 M Zn(NO3)2和0.20M NaNO3之2M NaOH鹼性溶液中以拋光鋅箔進行陽極動態極化實驗,其開路電位大約分佈在-1.20V(v.s SHE)附近,並隨著鋅離子濃度增加而增加,在-0.87V左右會有一電流急速下降至極小值,所對應之電位隨添加的硝酸鋅越多而下降,此電位為活化區與鈍態區之界線。由動態極化結果,選擇電位(-0.5V、-0.7V、-0.9V、-1.1V),在添加0.00 M, 0.15 M, 0.20 M, 0.25 M Zn(NO3)2的2M NaOH鹼性溶液中各進行一小時定電位處理做為比較;由FESEM結果可知,於活化區電位-0.9V與-1.1V進行定電位處理,所得到之形貌為片狀奈米氧化鋅多晶結構,在硝酸鋅濃度0.15M~0.25M下並無太大之差異;於鈍態區電位-0.5V與-0.7V進行定電位處理所得到之形貌為線狀奈米結構(長度約250nm,直徑約25nm),並且隨著硝酸鋅濃度增加而形貌越明顯,0.25M為較佳之參數;由X光能譜散佈分析儀(EDS)結果可知試片表面結構物的組成,氧和鋅的比例接近1:1;由化學分析能譜儀(ESCA)結果可知分別為Zn(2p1/2)波峰值1045.1 eV與Zn(2p3/2)波峰值1021.9 eV,此兩個鍵結能皆為為氧化鋅(Zn-O)鍵結,並無其他峰值存在;由X光繞射分析(XRD)可得知為hexagonal wurtzite ZnO結構,且以(002)的峰值為優選方向;由光致螢光光譜分析(PL) 結果可知在紫外光區380nm(~3.26eV)有一最高峰值,此峰值屬於氧化鋅本質發光性質,其餘激發光波長則為缺陷所造成。
摘要(英) An attempt was made in his work to fabricate nano structure zinc oxides on zinc foil (10 mm x 10 mm x 0.62 mm) from the alkaline solution containing zinc ions by electrochemical method. In this system, zinc was the working electrode, stainless steel (ss) 304 was the counter electrode and Ag/AgCl was the reference electrode. After polishing to obtain mirror surface, the zinc foil was potentiodynamically polarized in 2M NaOH solution containing 0.00 M, 0.15M, 0.20M, 0.25M Zn(NO3)2 and 0.20M NaNO3, from the potentials at which the open circuit potentials (OCPs) minus 0.250V to 2.00V(vs. SHE) by the aid of Potentiostat 273A, with the scan rate at 1mV/s. The open circuit potential is at about -1.20V (vs. SHE), and it increases with the concentration of zinc ions. Electrolysis at -0.87V, the current will decrease to the lowest value so that it is a critical potential to have an abrupt change in current density. This potential is the boundary between active region and passive region. According to the polarization diagram, we conducted potentiostatic electrolysis at -0.5V, -0.7V, -0.9V, and -1.1V, respectively. And examined the morphology of the deposits with field-emission scanning electron microscope (FESEM), we found that the deposits fabricated at -0.5V and -0.7V are in nano single crystalline wires of ZnO (250 nm in length and 25 nm in diameter), and there is no clear difference when Zn(NO3)2 at 0.15M~0.25M. However, those fabricate at -0.9V and -1.1V are in polycrystalline nano sheets (200 nm in diameter and 25 nm in thickness) , and 0.25M Zn(NO3)2 has better morphology. Analysis by Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), we found that these two different structures have almost the same composition with the ratio between zinc and oxygen about 1:1. Analysis by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), we confirmed the composition of ZnO in which the peak Zn(2p3/2) at 1021.9 eV belonging to zinc oxide. X-ray diffraction (XRD) measurement demonstrated the crystal is a wurtzite of hexagonal with a texture of (002). Analysis by Photoluminescence (PL), we found that these two different structures have a peak at 380nm, and this peak belong to ZnO intrinsic peak. The other peak is due to impurities and defects.
關鍵字(中) ★ PL
★ XPS
★ 動態極化
★ 奈米
★ 氧化鋅
★ XRD
★ EDX
關鍵字(英) ★ ZnO
★ nano structure
★ potentiodynamic
★ XPS
★ EDX
★ XRD
★ PL
論文目次 中文摘要 i
英文摘要 iii
致謝 v
目錄 vi
圖目錄 xi
表目錄 xvi
第一章 緒論 1
1.1 奈米結構定義 1
1.2 氧化鋅簡介 2
1.3 研究動機與目標 3
第二章 文獻回顧與基礎理論 4
2.1 電化學實驗設備 4
2.2 電位-pH圖 5
2.3 動態極化 7
2.4 電化學陽極法製備氧化鋅奈米結構 9
2.5 光激發螢光光譜(Photoluminescence;PL) 9
三、實驗步驟與方法 12
3.1 實驗設置與流程 12
3.2 鋅箔試片前處理流程 12
3.3 動態極化掃描 12
3.4 實驗參數 13
3.4.1 電解液參數 13
3.4.2 定電位參數 13
3.4.3 時間參數 13
3.5 開路電位變化量測實驗 14
3.6 分析儀器 14
第四章 結果 15
4.1 開路電位與酸鹼值量測結果 15
4.2 陽極動態極化掃描結果 15
4.3 電位對於氧化鋅形貌與電流曲線的影響 16
4.3.1 於2M氫氧化鈉溶液中進行定電位處理一小時 16
4.3.2 於包含0.15M硝酸鋅之2M氫氧化鈉溶液中進行定電位處理一小時 17
4.3.3 於包含0.20M硝酸鋅之2M氫氧化鈉溶液中進行定電位處理一小時 17
4.3.4 於包含0.25M硝酸鋅之2M氫氧化鈉溶液中進行定電位處理一小時 18
4.4 硝酸鋅濃度對於氧化鋅形貌與電流曲線的影響 18
4.4.1 於包含不同濃度硝酸鋅之2M氫氧化鈉溶液中進行-0.5V定電位處理一小時 18
4.4.2 於包含不同濃度硝酸鋅之2M氫氧化鈉溶液中進行-0.7V定電位處理一小時 19
4.4.3 於包含不同濃度硝酸鋅之2M氫氧化鈉溶液中進行-0.9V定電位處理一小時 19
4.4.4 於包含不同濃度硝酸鋅之2M氫氧化鈉溶液中進行-1.1V定電位處理一小時 20
4.5 時間對於氧化鋅形貌的影響 21
4.5.1 於包含0.25M硝酸鋅之2M氫氧化鈉溶液中進行-0.5V定電位處理不同時間 21
4.5.2 於包含0.25M硝酸鋅之2M氫氧化鈉溶液中進行-0.7V定電位處理不同時間 21
4.5.3 於包含0.25M硝酸鋅之2M氫氧化鈉溶液中進行-0.9V定電位處理不同時間 22
4.5.4 於包含0.25M硝酸鋅之2M氫氧化鈉溶液中進行-1.1V定電位處理不同時間 22
4.6 X光能譜散佈分析(EDS) 23
4.7 化學分析能譜儀(ESCA) 23
4.8 X光繞射分析(XRD) 23
4.9 光致螢光光譜分析(PL) 24
4.10 穿透式電子顯微鏡分析(TEM) 24
4.11 開路電位改變量測實驗 25
4.12 於活性區與動態區界線附近電位進行定電位處理 26
第五章 討論 27
5.1 開路電位與酸鹼值變化討論 27
5.2 陽極動態極化掃描討論 27
5.3 電位對於氧化鋅形貌與電流曲線的影響 28
5.4 硝酸鋅濃度對於氧化鋅形貌與電流曲線的影響 29
5.5 時間對於氧化鋅形貌與電流曲線的影響 30
5.6 開路電位改變量測實驗 31
5.7 於活化區與鈍態區界線附近電位進行定電位處理 31
第六章 結論 32
第七章 未來展望 34
第八章 參考文獻 35
參考文獻 [1] 馬遠榮,「低維奈米材料」,科學發展,382期,民國93年。
[2] 黃琇澤,「以反應濺鍍法製備氧化鋅薄膜與摻雜鋁之研究」,國立中山
大學,碩士論文,民國92年。
[3] 李玉華,「透明導電膜及其應用」,科儀新知,12卷,第一期,(79), 94-102.
[4] J.L. Vossen, Physics of Thin Films, 9, 1-64, (1977).
[5] F Norifumi, N Tokihiro, G. Seiki, X. Jifang and I. Taichiro, Journal of Crystal Growth, 130, 269, (1993).
[6] 溫慧怡,「高長寬比氧化鋅奈米柱之生成-氫氣後處理效應研究」,
國立成功大學,碩士論文,民國92年。
[7] 林志誠,「以脈衝式電流電化學沉積法」,國立成功大學,碩士論文,民國96年。
[8] 邱晉億,「低維度奈米結構氧化鋅之製備與特性量測」,南台科技大學,碩士論文,民國95年。
[9] 羅惟隆,「水蒸氣及銅膜對 Ge-GeOx 核殼奈米線及Si1-XGeXO 奈米線生長之影響」,國立成功大學,碩士論文,民國96年。
[10] 黃氣聖,「硒化銅銦鎵太陽能電池中透明導電摻雜鋁之氧化鋅製備及特性分析」,國立東華大學,民國96年。
[11] 游政家,葉翳民,「以電沉積法製作大面積氧化鋅薄膜與奈米柱陣列」,技術學刊,第二十四卷,第三期,民國93年。
[12] 張宇能,李于豪,「低壓化學氣相沉積氧化鋅奈米線光電特性及成長機制之探討」,龍華科技大學學報,第二十二期,民國96年。
[13] 張國興、林國閔和胡啟章,「電化學合成奈米結構之過渡金屬氧化物與其應用」,化工技術,第17卷,第4期,民國98年4月。
[14] 盧永坤,「奈米科技概論」,滄海書局。
[15] D. Wang and H. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. 41, 4783.
[16] T. Guo﹐P. Nikolaev﹐A. Thess﹐D. T. Colbert﹐R. E. Smalley﹐Chem. Phys. Lett. 203, 49 (1995).
[17] Z. W. Pan, Z. R. Dai, and Z. L. Wang, Science 291, (1947).
[18] J. P. Murray, A. Steinfeld, and E. A. Fletcher, Energy 16, 695 (1995).
[19] N. R. B. Coleman, K. M. Ryan, T. R. Spalding, J. D. Holmes, and M. A. Morris, Chem. Phys. Lett. 343, 1.
[20] 鮮其振,「腐蝕與其防制機制」,全華圖書。
[21] 胡啟章,「電化學原理」,五南書局。
[22] 熊楚強,「電化學」,新文京出版。
[23] An Introduction to Electrochemical Corrosion Testing for Practicing Engineers and Scientists, William Stephen Tait, Ph. D.
[24] Principles and Prevntion of CORROSION, Second Edition, Denny A. Jones.
[25] 楊健章,「FeCoNiCrAl0.5 塊狀高熵合金的環境腐蝕行為之研究」,國立台灣科技大學,碩士論文,民國98年。
[26] 陳士堃,「以脈衝式電鍍法沉積鎳鋁系合金薄膜及其在燃料電池金屬雙極板之腐蝕性質研究」,逢甲大學,碩士論文,民國96年。
[27] M. Mokaddem, P. Volovitch, K. Ogle, Electrochimica Acta 55 (2010) 7867–7875.
[28] 顏世強,「氧化鋅變溫螢光光譜研究」,國立成功大學,碩士論文,民國94年。
[29] 張能傑,「利用磁控濺鍍成長氧化鋅奈米點及其形貌,成分與性質分析」,國立成功大學,碩士論文,民國97年。
[30] B. X. Lin, Zhuxi Fu, Yunbo Jia, Appl. Phys.Lett., 79, 7 (2001).
[31] Xufeng Wu, Gewu Lu, Chun Li and Gaoquan Shi1, Nanotechnology 17 (2006) 4936–4940.
[32] J.P. Kar, M.H. Ham, S.W. Lee, J.M. Myoung, Applied Surface Science 255 (2009) 4087–4092.
[33] Hong Caia, HonglieShen, YugangYin, LinfengLu, JiancangShen, ZhengxiaTang, Journal of Physics and Chemistry of Solids 70 (2009) 967–971.
[34] Palash K. Basu, E. Bontempi, S. Maji, H. Saha, Sukumar Basu, Mater Electron (2009) 20:1203–1207.
[35] Shuanghu He, Maojun Zheng, Lujun Yao, Xiaoliang Yuan, Mei Li, Li Ma, Wenzhong Shen, Applied Surface Science 256 (2010) 2557–2562.
[36] C.E. Secu, Mariana Sima, Optical Materials 31 (2009) 876–880.
[37] Xufeng Wu, Hua Bai, Chun Li, Gewu Lu and Gaoquan Shi, Chem. Commun., (2006), 1655–1657.
[38] Renee B. Peterson, Clark L. Fields, and Brian A. Gregg, Langmuir (2004), 20, 5114-5118.
[39] Juan Zhao, Zheng-Guo Jin, Xiao-Xin Liu, Zhi-Feng Liu, Journal of the European Ceramic Society 26 (2006) 3745–3752.
[40] J. Zhao, Z.G. Jin, T. Li, X.X. Liu, Applied Surface Science 252 (2006) 8287–8294.
[41] Srimala Sreekantan, Lee Ren Gee, Zainovia Lockman, Journal of Alloys and Compounds 476 (2009) 513–518.
[42] Xufeng Wu, Gewu Lu, Chun Li and Gaoquan Shi, Nanotechnology 17 (2006) 4936–4940.
[43] http://www.lasurface.com/accueil/index.php
指導教授 林景崎(Jing-Chie Lin) 審核日期 2011-8-29
推文 facebook   plurk   twitter   funp   google   live   udn   HD   myshare   reddit   netvibes   friend   youpush   delicious   baidu   
網路書籤 Google bookmarks   del.icio.us   hemidemi   myshare   

若有論文相關問題,請聯絡國立中央大學圖書館推廣服務組 TEL:(03)422-7151轉57407,或E-mail聯絡  - 隱私權政策聲明