含硅烯量子點的少層硅氧烯制備及性能研究
發(fā)布時間：2024-11-05 07:48
二維硅材料是近年來硅材料領(lǐng)域的研究熱點之一。與傳統(tǒng)塊體材料相比,二維材料由于量子限域效應(yīng)而具有獨特的物理和化學性質(zhì),在光電、新能源、生物醫(yī)學及催化等領(lǐng)域表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。但是到目前為止,大規(guī)模制備高質(zhì)量低成本的二維硅材料并探索其實際應(yīng)用場景仍是重點和難點�；诖�,本文提出了一種基于拓撲化學反應(yīng)原理,創(chuàng)新性地在常溫下制備含硅烯量子點的硅氧烯納米片的方法,并對其形貌結(jié)構(gòu)、光學性能和光催化產(chǎn)氫活性進行一系列研究,主要創(chuàng)新點及成果如下:（1）研究了含硅烯量子點的少層硅氧烯納米片的形貌、結(jié)構(gòu)以及制備原理。本實驗以CaSi2粉末為原料,創(chuàng)新性地以乙酸乙酯作為脫鈣溶劑,以FeCl3·6H2O作為氧化劑,成功制備了分散性良好、厚度在1.5 nm以下的含硅烯量子點的硅氧烯納米片（QD-Siloxene）,其中硅烯量子點的平均尺寸在4.8 nm以下。相比之下,對照組EAC-Siloxene和HCl-Siloxene的納米片厚度均大于10 nm,且納米片中不含晶態(tài)硅烯量子點,證實乙酸乙酯在拓撲化學反應(yīng)中促進納米片上自組織形成非晶態(tài)硅富集區(qū)域,而...
【文章頁數(shù)】：79 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 硅烯量子點及硅氧烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.2.1 硅烯量子點的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.2.2 硅氧烯納米片的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.3 硅烯量子點及硅氧烯的制備
1.3.1 “自下而上”方法
1.3.2 “自上而下”方法
1.4 硅烯量子點及硅氧烯的性能與應(yīng)用
1.4.1 光電材料領(lǐng)域
1.4.2 能源材料領(lǐng)域
1.5 本文研究思路與內(nèi)容
第二章 實驗方法與測試儀器
2.1 實驗試劑與儀器
2.1.1 主要試劑
2.1.2 實驗儀器
2.2 材料制備方法
2.3 材料表征方法
2.3.1 X射線衍射
2.3.2 拉曼光譜
2.3.3 傅里葉紅外光譜
2.3.4 原子力顯微鏡分析
2.3.5 掃描電子顯微鏡分析
2.3.6 透射電子顯微鏡分析
2.3.7 X射線光電子能譜分析
2.3.8 紫外-可見吸收光譜
2.3.9 光致發(fā)光光譜
2.3.10 光催化產(chǎn)氫測試
2.3.11 電化學測試
第三章 含硅烯量子點的少層硅氧烯的制備與結(jié)構(gòu)研究
3.1 引言
3.2 樣品制備原理
3.3 含硅烯量子點的硅氧烯納米片結(jié)構(gòu)表征與分析
3.3.1 X射線衍射分析
3.3.2 掃描電子顯微鏡分析
3.3.3 透射電子顯微鏡分析
3.3.4 原子力顯微鏡分析
3.3.5 拉曼光譜分析
3.3.6 傅里葉紅外光譜分析
3.3.7 X射線光電子能譜分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 含硅烯量子點的少層硅氧烯的光學性能研究
4.1 引言
4.2 實驗
4.3 含硅烯量子點的硅氧烯納米片光學性能表征與分析
4.3.1 紫外-可見吸收光譜分析
4.3.2 光致發(fā)光性能分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 含硅烯量子點的少層硅氧烯的光催化性能研究
5.1 引言
5.2 實驗
5.2.1 電化學測試
5.2.2 光催化產(chǎn)氫活性測試
5.3 含硅烯量子點的硅氧烯納米片光催化性能研究
5.3.1 光電流響應(yīng)測試
5.3.2 阻抗譜測試
5.3.3 Mott-Schottky測試
5.3.4 光催化產(chǎn)氫活性測試
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻
致謝
個人簡介
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
本文編號：4011465
【文章頁數(shù)】：79 頁
【學位級別】：碩士
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摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 硅烯量子點及硅氧烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.2.1 硅烯量子點的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.2.2 硅氧烯納米片的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.3 硅烯量子點及硅氧烯的制備
1.3.1 “自下而上”方法
1.3.2 “自上而下”方法
1.4 硅烯量子點及硅氧烯的性能與應(yīng)用
1.4.1 光電材料領(lǐng)域
1.4.2 能源材料領(lǐng)域
1.5 本文研究思路與內(nèi)容
第二章 實驗方法與測試儀器
2.1 實驗試劑與儀器
2.1.1 主要試劑
2.1.2 實驗儀器
2.2 材料制備方法
2.3 材料表征方法
2.3.1 X射線衍射
2.3.2 拉曼光譜
2.3.3 傅里葉紅外光譜
2.3.4 原子力顯微鏡分析
2.3.5 掃描電子顯微鏡分析
2.3.6 透射電子顯微鏡分析
2.3.7 X射線光電子能譜分析
2.3.8 紫外-可見吸收光譜
2.3.9 光致發(fā)光光譜
2.3.10 光催化產(chǎn)氫測試
2.3.11 電化學測試
第三章 含硅烯量子點的少層硅氧烯的制備與結(jié)構(gòu)研究
3.1 引言
3.2 樣品制備原理
3.3 含硅烯量子點的硅氧烯納米片結(jié)構(gòu)表征與分析
3.3.1 X射線衍射分析
3.3.2 掃描電子顯微鏡分析
3.3.3 透射電子顯微鏡分析
3.3.4 原子力顯微鏡分析
3.3.5 拉曼光譜分析
3.3.6 傅里葉紅外光譜分析
3.3.7 X射線光電子能譜分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 含硅烯量子點的少層硅氧烯的光學性能研究
4.1 引言
4.2 實驗
4.3 含硅烯量子點的硅氧烯納米片光學性能表征與分析
4.3.1 紫外-可見吸收光譜分析
4.3.2 光致發(fā)光性能分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 含硅烯量子點的少層硅氧烯的光催化性能研究
5.1 引言
5.2 實驗
5.2.1 電化學測試
5.2.2 光催化產(chǎn)氫活性測試
5.3 含硅烯量子點的硅氧烯納米片光催化性能研究
5.3.1 光電流響應(yīng)測試
5.3.2 阻抗譜測試
5.3.3 Mott-Schottky測試
5.3.4 光催化產(chǎn)氫活性測試
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻
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