以聚酰胺-胺（PAMAM）树形大分子为模板制备氧化锌

摘要

氧化锌(ZnO)是一种用途十分广泛的无机功能材料，在日用化工及国防领域有着重要的应用。氧化锌还是新一代宽禁带、直接带隙的多功能Ⅱ-Ⅵ族六方纤锌矿结构半导体材料。随着高科技的迅速发展和对合成新材料的迫切需要，优良性能氧化锌的开发、应用己受到高度重视。 本文使用发散法合成了以乙二胺为核心的0.5～4.0代PAMAM树形大分子。利用大分子的特殊空间及表面结构，合成出具有不同形貌的氧化锌。使用FT-IR、XRD、SEM对氧化锌进行了表征。讨论了大分子模板机理、溶剂和其它条件对氧化锌结构的影响。 结果发现：以乙二胺和丙烯酸甲酯为原料，采用发散法在甲醇溶剂中制备出聚酰胺-胺(PAMAM)树形大分子。严格控制反应条件，在30℃下反应24h能够得到高达97％的产率；以不同代树形大分子为模板制备的前驱体在300℃下焙烧都能得到六方晶系纤锌矿结构的Zno：不同代的树形大分子对氧化锌的结构影响较大。在相同条件下使用2.0G树形大分子制备出晶簇状和零散柱状，长度大约1μm，直径约150nm的氧化锌。使用3.0G树形大分子制备出直径约为400nm，厚度约为20nm六角形片状氧化锌；溶剂对氧化锌的形貌也有影响。1.0G大分子模板在乙醇溶剂中制备的球形氧化锌平均粒径分布在100nm以下。在水溶剂中制备出的氧化锌结构松散，没有明显的几何形状，粒径分布在50～500nm之间。4.0G树形大分子模板在乙醇溶剂中合成出粒径约400nm的六棱短柱状氧化锌晶体；在水溶剂中制备出形状不规整的块状氧化锌，粒径大约为400nm。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2氧化锌的主要应用

1.2.1氧化锌单晶的应用

1.2.2氧化锌粉体的应用

1.2.3氧化锌晶须的应用

1.2.4氧化锌薄膜的应用

1.3氧化锌物理化学性能

1.3.1ZnO晶体结构

1.3.2氧化锌理化性质

1.4氧化锌的制备方法

1.4.1固相反应法

1.4.2气相反应法

1.4.3沉淀法

1.4.4喷雾热解法

1.4.5微乳液法

1.4.6水热合成法

1.4.7溶胶-凝胶法

1.4.8模板法

1.5树形大分子

1.5.1树形大分子的结构

1.5.2树形大分子的种类

1.5.3树形大分子的制备方法

1.5.4树形大分子的医学用途

1.5.5树形大分子在化学领域的应用

1.6选题的意义

第2章树形大分子及氧化锌的制备

2.1引言

2.2聚酰胺-胺树形大分子的合成方法

2.3制备大分子的实验试剂与仪器

2.3.1实验试剂

2.3.2实验仪器

2.4大分子合成的实验步骤

2.5制备氧化锌的实验试剂及仪器

2.5.1实验试刘

2.5.2实验仪器

2.6制备氧化锌的实验步骤

2.7本章小结

第3章树形大分子的表征及工艺条件优化

3.1红外分析

3.1.1半代PAMAM的FT-IR分析

3.1.2整代PAMAM的FT-IR的分析

3.2核磁共振谱分析

3.3元素分析

3.4反应条件的优化

3.4.1试剂的纯化及单体的用量

3.4.2反应温度的影响

3.4.3反应时间的影响

3.5本章小结

第4章模板法制备氧化锌的表征及机理分析

4.1引言

4.2氧化锌的表征

4.2.1一代PAMAM模板制备氧化锌的表征

4.2.2二代PAMAM模板制备氧化锌的表征

4.2.3三代和四代PAMAM制备氧化锌的表征

4.3氧化锌形成的机理

4.4不同代数的大分子对ZnO结构的影响

4.5不同的溶剂对ZnO结构的影响

4.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的研究成果

致谢