纳米金属酞菁与其复合材料的制备及应用研究

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纳米材料因其表现出特殊的物理和化学性质引起了科学工作者的关注。纳米金属酞菁是一种应用很广泛的半导体材料,比如:气体传感器、光电导应用等。所以,大量的研究工作致力于纳米金属酞菁的制备和性能。本文主要研究了两种纳米金属酞菁:铁酞菁(FePc)和锌酞菁(ZnPc),并研究了其光电导性质和气敏性质。另外,有文献报道显示,复合材料能改进纯材料的性能。实验发现,我们制备的铁酞菁(FePc)与聚吡咯(PPY)复合材料提升了纯纳米材料的性能。本文的主要内容如下:  (1)利用简便溶剂热法成功合成了纳米棒FePc,并将其制作成气体传感器并研究它的气敏性质,测试出其具有非常好的气敏性能,对乙醇具有很高的灵敏度,当乙醇浓度为100 ppm时,灵敏度为9.22;再进行了光电导性质的研究,结果显示其具有优良的光电导性质,当用光强为4.0×106 Lux的氙灯照射时,其灵敏度达到1402.4,并将其与其它金属酞菁的光电导性质进行了比较,结果显示FePc的光电导率最好;最后,我们分析了它的热稳定性。  (2)采用简单的溶剂热法成功合成了ZnPc纳米球,将其制作成气体传感器,并且测试了其气敏性能,结果表明对乙醇有非常好的灵敏度,当乙醇浓度为100 ppm时,其灵敏度达到26.5,这表明ZnPc纳米球对低浓度的乙醇就有很高的灵敏度;再研究了ZnPc纳米球的光电导性质,结果显示,当用光强为4.1×106 Lux的氙灯照射时,其灵敏度达到53.9,比CoPc、NiPc纳米棒光电性能好,这可能与其纳米颗粒是球状有关;最后我们还研究了其热稳定性。  (3)先用溶剂热法合成FePc纳米棒,再用冰浴法成功合成了FePc/PPY复合材料,将其制作成超级电容器电极,并测试其超级电容器性能,当电流密度为1 A g-1时,其比电容为125 F g-1。并将其与纯FePc和纯PPY进行比较,结果发现纯FePc电容性能很差,而纯PPY当电流密度为1 A g-1时,其比电容只有61.5F g-1,表明复合材料FePc/PPY电容性能优于纯FePc和纯PPY。
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