博碩士論文 103329019 詳細資訊




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姓名 鄭竣宇(Zheng-Jun-Yu)  查詢紙本館藏   畢業系所 材料科學與工程研究所
論文名稱 以水熱法於基板上成長氧化鋅錫材料之研究
(Synthesis of zinc tin oxide on substrates by hydrothermal method)
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摘要(中) 本研究利用水熱法於基板上合成氧化鋅錫 (ZTO),將含有鋅和錫離子之水溶液,依不同的鋅/錫莫耳比與鹼性礦化劑氫氧化鈉混合後,置於密封壓力釜中,在低溫下,透過在水熱溫度 80°C、水熱反應時間為 2.5 小時的控制長晶條件,讓鋅與錫粒子間充分交互作用,並形成高結晶性的 ZTO 粉末。實驗結果經由 XRD 發現,以Zn/Sn 莫耳比為 1 : 3 條件下,可達到密度最佳的 ZTO 奈米顆粒,由 SEM 照片中觀察到 ZTO 的表面形態呈現立方體,相較於其他條件的產物,不僅顆粒形狀尺寸一致且散佈也較為均勻;拉曼光譜顯示在 538 cm-1 和 676 cm-1 有二個 ZTO 特性峰值,由此可證明此奈米顆粒是含有鈣鈦礦結構的 ZTO奈米晶體,實驗結果由 XRD 發現,以反應時間 2.5 小時 (80 °C, Zn : Sn = 1 : 3 )條件下,可達到結晶性最佳的 ZTO 奈米顆粒;使用羅丹明 (Rhodamine 6G, R6G) 染劑溶液之降解反應作為ZTO顆粒光觸媒活性之測定。
摘要(英) The precursor powders including Zn and Sn ion in different molar ratios were utilized to synthesize ZnSnO3 (ZTO) with NaOH as a basic mineralizer via hydrothermal method. Under low temperature 80°C and 2.5 hours reaction time, the solution in a sealed autoclave pre-sented to make the Zn and Sn ion precursor reaction. The solution was heated to form highly crystallinity ZTO particles. The crystal structure of experimental results is investigated by X-ray diffraction (XRD). The synthesized nanoparticles with Zn / Sn molar ratios 1 : 3 showed highly crystalline ZTO. From the scanning electron microscopy (SEM) images, the cubic-like shape of ZTO nanoparticles can be observed. The parti-cles were relatively uniform and well-dispersed. The sample showed Raman spectra peak of 538 cm-1 and 676 cm-1 that the ZTO sample had a perovskite structure. The photocatalytic activity of the ZTO was examined using the degradation of Rhodamine as an indicator.
關鍵字(中) ★ 水熱法
★ 氧化鋅
★ 羅丹明
★ 錫酸鋅
關鍵字(英) ★ hydrothermal method
★ zinc oxide
★ Rhodamine
★ zinc tin oxide
論文目次 致謝 I
摘要 II
Abstract III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 IX
第一章 緒 論 1
1-1前言 1
1-2研究動機與目的 2
第二章 基本原理及文獻回顧 3
2-1 氧化錫鋅 (ZTO) 簡介 3
2-2 ZTO 之製備方法 4
2-2-1 水熱法 5
2-2-2 溶膠凝膠法 7
2-2-3 共沉法 9
2-2-4 熱蒸鍍法 10
2-3 於基板上成長ZTO顆粒 12
2-4 光觸媒 13
2-4-1 光觸媒介紹 13
2-4-2 光觸媒原理與應用 14
2-4-3 影響光催化效率因子 16
第三章 實驗研究方法與分析儀器 18
3-1 實驗流程 19
3-1-1 基板清洗流程 19
3-1-1 氧化鋅晶種層 20
3-1-2 ZTO顆粒成長 20
3-2 ZTO特性量測 22
3-2-1 場發射掃描式電子顯微鏡 22
3-2-2 紫外光光譜儀 22
3-2-3 X光繞射儀 23
3-2-4 拉曼散射光譜 23
第四章 結果與討論 24
4-1基板對氧化鋅錫奈米顆粒成長的影響 24
4-1-1 表面形貌分析 24
4-1-2成長機制 26
4-2氫氧根離子的濃度對氧化鋅錫成長的影響 28
4-3 反應溫度以及時間對實驗結果的影響 32
4-3-1表面形貌分析 32
4-3-2 X光繞射圖分析 36
4-4 反應物的比例對實驗結果的影響 37
4-4-1 氧化鋅奈米柱製備 38
4-4-2 氧化鋅錫顆粒製備 39
4-4-3 表面形貌分析 41
4-4-4 XRD 繞射分析 42
4-4-5 拉曼光譜分析 43
4-6 氧化鋅錫光催化特性研究 44
第五章 結論 45
參考文獻 46
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指導教授 陳一塵(I-Chen Chen) 審核日期 2016-8-29
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