静电纺丝法制备无机纳米纤维及其性能研究

摘要

近年来，一维纳米材料被大量研究，由于其独特的物理、化学和生物特性，一维纳米材料被广泛应用于纳米电子器件、光电器件、传感器、光催化和太阳能电池等。静电纺丝技术是一种简单、成本低廉的制备一维纳米纤维的方法，通过静电纺丝技术制备的纳米纤维具有比表面积大、直径均一的特点，应用广泛。
　　氧化锌具有出色的光电性能，有望成为制备紫外发光二极管、激光二极管和光探测器的重要材料。制备稳定的p型氧化锌是实现上述潜在应用的关键。第二章介绍了通过静电纺丝技术制备铈掺杂的p行氧化锌纳米纤维，实验结果表明铈掺杂氧化锌纳米纤维是稳定的p型半导体材料，由p型氧化锌和n型导电玻璃组成的异质结表现出非常好的整流效应，开启电压为7伏。
　　尖晶石型锰酸锂因其无毒、环境友好、成本低、放电平台高等优点成为颇受关注的锂离子电池正极材料。第三章介绍了静电纺丝技术和煅烧工艺制备的锰酸锂纳米纤维的方法，测试了纤维的电化学特性。锰酸锂在0.2 C充放电倍率下的首次放电比容量是80 mAh/g，6次充放电后电池比容量保持在初始容量的85％。出色的电池比容量和循环稳定性归因于多孔纳米纤维大的比表面积。
　　纳米结构的二氧化钛表现出卓越的光电特性，成为光电器件的热门材料。第四章中，通过静电纺丝和煅烧技术成功制备了锐钛矿型二氧化钛纳米纤维。使用紫外可见光光谱仪和光敏测试系统研究了二氧化钛的光学特点和光敏特性。试验结果表明二氧化钛对紫外光非常敏感，灵敏度可达到340。