模拟太阳光照射下Fe掺杂与Ag复合ZnO纳米材料的光催化性能研究

利用高分子网络凝胶法制备了Fe掺杂与Ag复合的ZnO纳米复合材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光电子能谱(XPS)研究分析了样品的微结构和形貌与成分变化,采用光致发光(PL)和紫外-可见吸收谱(UV-vis)对样品的光学性质进行表征.在模拟太阳光照射下,以亚甲基蓝为光催化反应模型化合物,考察了掺杂对光催化活性的影响.无论是单复合Ag还是Fe掺杂后再Ag复合,光催化性能都优于ZnO.特别是同时进行Fe掺杂与Ag复合的ZnO,其光催化性能显著提高.结合微结构表征和光学测试,对ZnO及掺杂ZnO的光催化机理进行了讨论.     

片状ZnO纳米材料的制备及光学性能

ZnO是一种重要的金属氧化物无机半导体材料,其禁带宽度为3.37eV.以硫酸锌和硫氰酸钠为原料,以NaOH为沉淀剂,在超声波作用下采用液相直接沉淀法制备出了片状ZnO纳米粉体,反应在常温下进行.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、光致发光(PL)、光催化测试对产物的形貌、微结构和光学性能进行了表征.研究表明,制得的ZnO纳米片粉体材料具有缺陷态光致发光特性,并且有非常好的光催化活性.该制备方法简单、易于实现规模化生产.     

可控多足ZnO纳米结构阵列的制备、表征及发光研究

以Zn片和H2O为前驱反应物,采用水热法在Zn片上直接腐蚀制得多足状ZnO纳米结构阵列.使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对样品结构和形貌进行表征.PL谱测试研究表明多足ZnO纳米结构阵列具有两个发射峰位,分别为379、563 nm,其中紫外发射峰位379 nm占主导地位.     

以合欢木为模板的海绵状生物遗态ZnO的制备及光催化性能

以合欢木为模板合成了具有合欢木结构的氧化锌(ZnO)遗态光催化材料,通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、紫外-近红外光谱仪以及傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等仪器对不同温度下合成样品的物相、形貌、结构及光催化性能等进行了表征和分析。XRD结果表明,本次试验成功地制备了ZnO系列样品,温度的改变并没有对ZnO的晶体结构产生影响;FESEM结果表明,合成的ZnO样品具有多孔和絮状的结构。在紫外-可见光的照射下,试验了ZnO对罗丹明B(RhB)的催化降解性能,结果表明,500℃下合成的ZnO的光催化降解效率最高,为84.6%。     

微/纳米ZnO的控制合成及其光催化性能

以锌盐和碱为主要原料,采用低温液相法,通过控制反应前驱液的组成,制得针状、花状、棒状和枣核状4种不同形貌的微/纳米ZnO.利用扫描电子显微镜(SEM)、X线能谱仪(EDS)、X线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和热重-差热分析(TG-DTA)等多种手段对产物进行表征,并探讨不同形貌ZnO微/纳米晶的形成机制.以甲基橙模拟有机污染物,考察紫外光照下所得ZnO样品的降解效果.研究结果表明:ZnO晶体的粒度和形貌由其生长习性及成核、生长速率共同控制.ZnO的光催化性能与其颗粒粒度及形貌密切相关,棒状和枣核状ZnO表现出很高的光催化活性,120 min内即可将甲基橙完全降解.     

Sol-Gel法制备B-N共掺ZnO薄膜及光学性能研究

实验将B和不同含量的N元素掺入ZnO薄膜中,利用溶胶-凝胶(Sol-Gel)旋涂工艺分别在玻璃和硅衬底上制备B-N共掺ZnO薄膜.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和光致发光谱(PL)对B-N掺杂样品薄膜的晶体结构、表面形貌及光学性能进行表征.结果表明,B-N共掺后...     

退火气氛对ZnO纳米颗粒的结构及发光特性的影响

在500℃且不同退火气氛(氮气、氧气)条件下,我们通过化学沉淀法成功制备了ZnO纳米颗粒.采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、光致发光(PL)和拉曼光谱(Raman)研究退火气氛对ZnO纳米颗粒结构和发光特性的影响.实验结果表明,制得样品为具有六角纤锌矿结构的ZnO.从Raman和PL光谱可以观测到,退火气氛对ZnO纳米颗粒的结晶和发光特性都有很大的影响,氮气气氛下退火得到样品发光特性较好,缺陷较少,文中对其影响机制进行了讨论.     

AZO种子层对ZnO纳米棒结构和光致发光性能的影响

采用水热法以不同溅射时间(5~25min)制备的AZO种子层载玻片为衬底,制备出具有较好光致发光性能的ZnO纳米棒.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)表征了样品的晶体结构、表面形貌和光致发光性能.结果表明:AZO种子层对ZnO纳米棒起到了很好的导向作用,使c轴取向更好,实现对生长方向的控制.AZO种子层的溅射时间对纳米棒的PL谱有重要影响,在一定范围内随着溅射时间的增加,ZnO纳米棒的近紫外发光峰有明显的增强,深能级发光峰有一定的减弱.当溅射时间为15min时,PL谱显示紫外发光峰强度最大,光致发光性能最佳.     

ZnO缓冲层厚度对Al掺杂ZnO薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射法在不同厚度的ZnO缓冲层上制备了A1掺杂ZnO(AZO)薄膜.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-VIS)和荧光分光光度计(PL)等表征技术,研究了AZO薄膜的微观结构、表面形貌和发光特性.XRD分析结果表明,加入适当厚度的ZnO缓冲层后可有效地降低晶格失配...     

ZnO薄膜形貌的可控合成及其光催化性能研究

采用两步合成法在硅片基底上生长了ZnO纳米阵列.通过在反应溶液中添加不同量的丙醇,可以对ZnO纳米阵列的形貌进行有效的控制.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光光谱(PL)、紫外可见漫反射光谱仪(DRS)等手段对获得样品的结构、形貌和光学性能进行了表征.另外,对不同形貌的ZnO纳米阵列在紫外灯下光催化降解罗丹B的活性进行测试研究.     

Ce~(4+)掺杂ZnO纳米材料的制备及其光催化性能研究

采用水热法通过构建具有MOFs结构的Ce~(4+)掺杂沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8前驱体,再高温热解制备了Ce/ZnO光催化纳米材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)、比表面积测定(BET)对样品结构进行表征.以罗丹明B(RhB)染料为目标降解物,考察了不同的Ce掺杂量及煅烧温度对Ce/ZnO的结构形貌和光催化性能的影响.实验结果表明,适量Ce掺杂后,Ce/ZnO粒径均一性与分散性更好,且颗粒更小,比表面积增大,可显著提高其光催化活性和光催化稳定性,煅烧温度过高会出现烧结现象促使光催化性能降低. Ce掺杂量为2%(质量分数),煅烧温度为600℃条件下制得的Ce/ZnO光催化性能最佳,对RhB光照降解1 h后降解率超过99%,4次循环催化后降解率仍达97.89%.     

15-15Ti钢上Ti/TiN/SiC薄膜的制备及耐铅铋合金腐蚀性能研究

文章采用磁控溅射法在15-15Ti钢表面沉积Ti/TiN/SiC功能梯度薄膜,并用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscope,FESEM)和原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)表征薄膜的结构和形貌,并研究了镀膜15-15Ti钢在Pb-Bi合金溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,镀膜后的15-15Ti钢在Pb-Bi合金溶液腐蚀后表面无Fe_3O_4氧化层出现,其耐腐蚀性能得到提高。     

Ag修饰的纳米ZnO的合成、表征及光催化特性

采用水热合成和光合成法制备了ZnO纳米粉体及不同Ag修饰量的纳米ZnO(Ag/ZnO),并用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析了它们的物相结构和晶粒形貌.以亚甲基蓝为污染物模型,在紫外光照射下考察了ZnO纳米粉体及不同Ag修饰量的纳米Ag/ZnO的光催化活性.结果表明,Ag能成功地负载到ZnO表面,且Ag/ZnO的光催化性能与Ag的负载量有关.当Ag修饰量为1.0%时,光催化能力高于ZnO纳米粉体;Ag修饰量为5.0%时,光催化能力最高;Ag修饰量为8.0%时,光催化能力反而降低.     

静电纺丝法制备ZnO纳米纤维及其光催化性能的研究

以聚乙烯醇作为络合剂与醋酸锌反应制得纺丝液,采用静电纺丝法制得聚乙烯醇/醋酸锌复合纤维,经煅烧后得到直径为100 nm的纯ZnO无机纳米纤维.对所制得的纳米纤维的结晶度、纯度和表面形貌,分别采用X射线粉末衍射、差热-热重分析(TG-DTA)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)等分析测试手段进行表征.光降解亚甲基蓝水溶液的实验结果表明,700℃下煅烧得到的ZnO纳米纤维,紫外光照60 min使质量浓度为20 mg/L亚甲基蓝溶液的脱色率达99%,ZnO纳米颗粒对亚甲基蓝脱色率为84%,这充分说明ZnO纳米纤维具有良好的光催化性能.     

CoFe_2O_4/rGO磁性复合材料的制备及吸附性能

文章以氧化石墨烯(GO)为原料,通过溶剂热法制备钴铁氧体/还原氧化石墨烯复合材料(CoFe_2O_4/rGO)。利用透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)、高分辨透射电子显微镜(high-resolution transmission electron microscope,HRTEM)、场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscope,FESEM)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)等对其进行表征,并研究其对模拟有机染料废水的吸附性能。结果表明:所制备的CoFe_2O_4/rGO复合材料为具有核壳结构的球形纳米颗粒,其平均粒径约为180nm;CoFe_2O_4/rGO能高效吸附阴离子有机染料,对刚果红吸附量高达490.6mg/g,其吸附作用主要是由静电作用力引起的。     

不同形貌的微米ZnO薄膜的制备及其光催化性能研究

以锌片为锌源及基片,采用溶剂热法合成出不同形貌的ZnO微米薄膜(碎石状、蘑菇状、长棒和短棒状).利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对样品的结构和形貌进行了表征.另外,对产品的光学(紫外可见漫反射和光致发光)性能及光催化活性进行了表征和对比,同时还讨论了形貌对光催化活性的影响.     

ZnO纳米结构的控制生长及其光电化学性能研究

本文采用简单的低温油浴反应法制备了六方柱状短棒、六方柱状长棒和片层状自组装ZnO花状纳米结构.通过对反应温度、表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)用量等实验条件的控制,合成了形态可控的ZnO花状纳米结构.用X射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜对ZnO纳米结构的成分、尺寸和形态进行了表征分析.实验研究表明,表面活性剂PVP的用量和反应温度对ZnO纳米结构的形态产生显著影响,探讨了PVP的作用及ZnO纳米结构的生长机制.光电化学性能研究表明,ZnO纳米结构的形态对其光电化学性能具有显著影响.基于实验和分析,我们对不同形态ZnO花状纳米结构的光电化学性能作了合理的解释.本文所制备的ZnO纳米结构在光解水制氢及环境污染水净化处理等清洁能源和环境治理领域具有潜在的应用前景.     

花状Ag/ZnO复合物的制备及光催化性能

采用水热合成法制备ZnO微米花状粉体,利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为还原剂和分散剂,在ZnO微米花状粉体表面还原不同浓度的银氨溶液,获得花状的Ag/ZnO复合物。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电镜(TEM)对它们的物性结构和晶粒形貌进行了表征,显示Ag纳米晶分散地附着在ZnO的表面。对亚甲基蓝溶液进行紫外光催化降解实验,结果表明该复合物具有很高的光催化活性。     

Al掺杂量对N-Al共掺ZnO薄膜光学性能的影响

利用超声喷雾热解方法以不同的Al掺杂量在石英衬底上制备了N-Al共掺ZnO薄膜,并对其光学性能进行了研究.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见分光光度计(UV)和光致发光谱(PL)表征了样品的晶体结构、表面形貌、透过率和光致发光性能.结果表明:所制备薄膜具有较高光学质量,并且Al掺杂量对N-Al共掺ZnO薄膜的光学性能有很大影响,当n(Zn)∶n(N)∶n(Al)=1∶3∶0.12时,UV光谱的吸收边蓝移最多,带隙展宽最大.PL谱测试结果显示此样品近带边紫外发光峰蓝移至384.9nm.     

棒状氧化锌的制备及其光催化性能

以乙酸锌为锌源,水和乙二醇的混合溶液为溶剂,添加乙醇胺,采用溶剂热法制备了ZnO粉体,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其晶体结构、形貌进行了表征,并以有机染料甲基橙溶液为目标降解物,考察了ZnO粉体的光催化性能,优化了其催化降解甲基橙的工艺条件.结果表明:制备出的ZnO为棒状六方系纤锌矿结构;在其用量为1.5g·L~(-1),甲基橙浓度为10 mg·L~(-1),紫外光照射40 min时,甲基橙的降解率达到99.8%,所制产品具有良好的催化性能.