复合材料学报

作者：田俐, 李岩, 吴杰灵, 刘强, 易益涛, 陈丽娟,

关键词：GaOOH, 纳米线, 水热合成, 荧光性能, 半导体材料, Zn²⁺,

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。

来源：2022年第7期

《复合材料学报》期刊编辑部

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