《脈衝雷射技術製備高性能氧化鋅納米材料及其特性研究》是依託山東大學，由劉向東擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：脈衝雷射技術製備高性能氧化鋅納米材料及其特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉向東
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本申請課題擬採用實驗和理論相結合的方法，分析單束和雙束脈衝雷射燒蝕Zn等材料在不同介質中的蒸發和膨脹到生成納米材料的物理機制。從研究產生的電漿特性入手，對脈衝雷射燒蝕產生納米材料的主要機理做深入探討。總結出能夠產生電離效率高、大尺寸空間膨脹和壽命長的電漿實驗條件。在此研究基礎上，通過外加橫向電場調控其內部離子空間的分布，以及對燒蝕過程的研究，最終實現並完善脈衝雷射燒蝕Zn等材料在不同介質中製備出高性能的Zn/ZnO等納米材料。為雷射燒蝕製備高質量、可控的納米材料提供可靠的實驗和理論依據。脈衝雷射燒蝕技術的不斷完善必將使高質量、高性能、更均勻可控的納米材料的製備得以順利實現，是解決在納米材料的製備中出現難以控制的有效途徑。
結題摘要
本項目重點研究了高功率納秒脈衝雷射在各種液體中與Zn等金屬材料相互作用生成各種形狀的納米材料。在1064nm波長條件下，使用雷射在氨水溶液中（V水：V氨水=7:1~5:1）燒蝕Zn靶材製備出ZnO納米材料和多孔納米籠。而且在燒蝕過程中可以通過調節氨水和水的比例調控空心結構的比例。在ZnO納米材料和ZnO多孔納米籠的形成過程中氨水起到了非常重要的作用。我們還通過雷射在水溶液中燒蝕鋅靶得到ZnO/Zn(OH)2複合納米材料，與在氨水溶液中合成的氧化鋅納米籠形成對比來探究從ZnO/Zn(OH)2複合納米材料到ZnO納米籠的轉變過程。通過液相脈衝雷射燒蝕合成表面多孔的空心納米結構的方法在其他空心多孔材料的合成方面具有重要的研究意義。而且我們合成的這種離子簇的嵌入的空心多孔的ZnO，而不是通常的離子團簇的表面附著，這種結構會使ZnO多孔納米籠在未來作為特定的紫外線吸收設備。使用脈衝雷射液相燒蝕合成技術可控調節製備了超精細的空心多孔TiO2納米材料以及兩種不同構型的ZnS/Zn納米複合材料，並探索了其可控合成機理和新方法。
