Zn2+/GaOOH纳米线的制备、表征与荧光性能

摘要：

羟基氧化镓(GaOOH)是一类宽带隙的半导体材料,在光催化降解有机染料、甲醇燃料电池、锂离子电池和生物光学成像方面有着潜在的应用前景.本研究以乙二胺四乙酸二钠(Na2Y)为模板剂,选取醋酸锌和硝酸镓为反应源,在简便易操作的水热条件下制备了Zn2+/GaOOH纳米线.采用XRD、SEM、HRTEM、EDS对材料进行了物相、成分、形貌与微结构表征.所制备的Zn2+/GaOOH纳米线长度达数十微米、直径约为100 nm,粗细均匀;Zn2+/GaOOH晶体呈现单晶的特性,纳米线沿<110>晶向生长.反应源及其摩尔量强烈地影响着产物的物相和形貌.当控制硝酸镓为1.5 mmol不变,Zn(Ac)2为1.0 mmol,Na2Y为0.5 mmol时,生成ZnGa2O4;Na2Y为1.0～1.7 mmol时,生成Zn2+/GaOOH纳米线.改变Zn(Ac)2为2.0 mmol,当Na2Y为1.5 mmol时,得到尖晶石型结构的ZnGa2O4.详细探究了Zn:Ga:Y摩尔量比例影响产物的物相和形貌的规律,结果显示当控制Zn:Ga:Y=2:3:3时,可以得到相纯均一的Zn2+/GaOOH纳米线.荧光测试表明,紫外光照射Zn2+/GaOOH纳米线,在蓝绿光区域的469 nm波长处有很强的发射峰,归因于阴离子空位缺陷激发重组后的发射.随着激发波长蓝移,其发射峰强度增加,214 nm时强度最大.相对于ZnGa2O4纳米颗粒而言,在226 nm激发波长下,Zn2+/GaOOH纳米线在469 nm波长处有更高的发射峰强度,Zn2+/GaOOH纳米线比ZnGa2O4纳米颗粒具有更好的荧光性能.

关键词：GaOOH、纳米线、水热合成、荧光性能、半导体材料、Zn2+

所属期刊栏目：39

分类号：TB383.1(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;教育部新世纪优秀人才支持计划;湖南科技大学大学生科研创新计划项目

在线出版日期：2022-08-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：3347-3355