孪生结构ZnO的可控合成与光催化性能研究

采用水热法制备了具有孪生结构的ZnO材料。通过改变锌盐的种类,在油胺和十二醇为溶剂的合成体系中获得了不同尺寸和形貌的孪生结构的ZnO,并研究了孪生结构ZnO可能的形成机理。此外,光催化实验表明所合成的孪生棒状ZnO比孪生片状ZnO具有更好的光催化性能,这与材料的尺寸、形貌密切相关。     

T形微流控芯片液滴成形与细胞封装的理论

连续相与离散相的速度取值是影响T形微流控芯片产生液滴的关键因素.细胞在T形微流通道的液滴包裹和细胞封装成为基因测序的研究热点,因此本文结合水平集与流体动力学方法,分析了液滴尺寸与红细胞封装的动态输运问题.在离散相和连续相通道宽度分别为50μm和80μm的T形微流控芯片内部,以水和正十二烷油为目标溶液进行计算仿真.计算结果表明水溶液初始速度0.012m/s,表面张力5mN/m,接触角165°时,毛细数C_a从0.008增大至0.1,会使液滴的尺寸降低,液滴成形频率加快.同时,黏滞力大于两相流表面张力会导致直径5μm红细胞的封装效率变低,使其紧贴通道墙壁作直线运动.     

一种新颖的飞升级均匀液滴高频发生器

基于毛细管十字连接器构建了一种新型聚焦流微液滴发生器结构.相对于常规微流体聚焦流结构,在较低流量条件下,该结构能产生更小的液滴.实验数据表明,液滴尺寸最小到2μm,液滴发生频率高达20kHz.在该液滴发生结构中,液滴产生和收集毛细管的端部经过激光加热拉尖后,伸入到分散相通道在十字连接器处的出口.在实验中观察到,在毛细管尖端前面,分散相形成了一个稳定的泰勒锥形状,其中心形成一个尖端;该尖端进入拉尖的毛细管内部少许,液滴顺着尖端发射出来.实验发现当连续相和分散相流量比为1~60时,该结构能够稳定地制备微液滴.通过调节毛细管内径、尖端直径、尖端位置以及流量比,能有效地控制液滴直径.     

不同形貌氧化锌纳米棒的CVD法制备及生长机制讨论

采用CVD技术制备了不同形貌的ZnO纳米棒.并利用XRD、SEM、能谱仪、荧光光谱仪对比研究了其表面结构、成份、相结构及光致发光特性.结果表明,样品形貌随着沉积位置的变化而变化,其生长遵循金属自催化机制.并且表明离子化氧空位的存在有利于ZnO的绿光发射.     

油酸修饰的纳米氧化锌的紫外屏蔽特性

通过简单的水热法和微波辅助法水热法制备了不同形貌的纳米氧化锌(ZnO),使用油酸对其进行了修饰。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、光致发光谱、红外光谱、紫外吸收谱等研究了油酸修饰的纳米ZnO的结构和特性。实验发现油酸修饰的纳米ZnO实现了由亲水疏油性到亲油疏水性性能的改变,当应用到凡士林保湿润肤霜中,达到了很好的屏蔽紫外线效果。     

氮气流量对磁控溅射ZrN纳米涂层结构及硬度的影响

利用磁控溅射方法,通过改变氮气流量制备出ZrN纳米涂层,研究了氮气流量对ZrN纳米涂层结构及硬度的影响,并采用表面轮廓仪、X射线衍射仪、扫描电镜及纳米压痕表征了ZrN纳米涂层的厚度、相结构、形貌及硬度.实验结果表明,随着氮气流量增加,涂层厚度减小,涂层择优取向由(111)变为(200),对应的截面形貌由柱状结构变为非柱状结构;传统的位错滑移机制不适用于ZrN纳米涂层的塑性变形,其硬度随择优取向和晶粒尺寸的增大而增加.     

退火温度对纳米ZnO结构和形貌的影响

通过溶胶-凝胶法制备出不同形貌的ZnO纳米结构.详细研究了退火温度对ZnO纳米结构形貌的影响.结果表明退火温度对ZnO纳米结构的形貌有很大的影响.从扫描电镜结果看,900℃可以形成ZnO纳米棒,长度在2～3 gm,直径在200 nm左右.而且还讨论了ZnO纳米结构的生长机制.     

生物模板辅助制备氧化锌及其光学性质研究

以Zn(CH_3COO)_2·2H_2O为唯一反应物、定量滤纸为牺牲模板,通过简单的一步热分解法,成功地制备出微纳米ZnO晶体,借助XRD、SEM和UV-vis分别表征了产物的相组成、微观结构和光学性质.结果表明:产物纯度较高,并很好地复制了滤纸的微观形貌.同时,研究了合成条件(煅烧温度、反应物的浓度)对ZnO产物的微观形貌和结构的影响.另外,初步探讨了纳米ZnO的形成机理.     

溶剂热制备Co掺杂ZnO纳米花及其光催化降解甲基橙

采用简单的溶剂热法制备了ZnO纳米花状枝晶,枝晶主干长约400～500 nm,晶枝长约500～700 nm.利用XRD、SEM及EDS测试手段对ZnO纳米花进行物相、结构、形貌和成分表征的结果显示,ZnO纳米花为六方相纤锌矿结构,其中有少量钴的掺杂.所制备的ZnO纳米花对甲基橙溶液具有很好的光催化性能,在1.5 h光催化实验后,其降解率达到91.1%.     

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.