两步水浴法制备ZnO纳米棒阵列的研究

通过预加热处理完成了氧化锌（ZnO）种子层的制备,在种子层退火之后利用水浴法生长制备了排列有序的ZnO纳米棒阵列.采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和光致发光光谱（PL）分析了ZnO纳米棒阵列的表面形貌、结构和光学性质,考察了预处理温度和水洗时间对产物性能的影响.结果表明：预处理温度较低时无法形成ZnO种子层;制备的ZnO纳米棒阵列是纤锌矿结构;随着水浴时间的延长,ZnO纳米棒的长度逐渐增加.     

ZnO纳米棒阵列的可控制备、改性及其光催化性能研究

通过一步电沉积法在不锈钢网基底上制备ZnO纳米棒阵列,然后采用水热法在ZnO纳米棒上包覆C,制得C/ZnO纳米复合结构。借助SEM、XRD、TEM、UV-Vis等对相关样品的形貌、结构、物相组成及光催化性能进行表征。结果表明,在沉积电压为-1.0 V的条件下所制备的ZnO纳米棒阵列具有长度适中、分布均匀及垂直取向的结构特点,纳米棒平均直径和长度分别为150 nm和1.35μm,在紫外光照射下其对亚甲基蓝的降解效率可达95.1%,催化稳定性良好;制得的C/ZnO纳米复合结构在可见光照射下对亚甲基蓝的降解效率相比ZnO纳米棒阵列有明显提升,并具有较高的催化稳定性。     

ZnO纳米棒/PVC复合材料的光催化性能研究

用水热法制备了氧化锌纳米棒,在此基础上通过溶液共混制备了氧化锌纳米棒/PVC复合材料前驱体,适当温度下煅烧得到了氧化锌纳米棒/PVC复合材料.借助XRD,TEM,SEM,IR,UV-Vis和ESR等测试手段对氧化锌纳米棒及其复合材料进行了表征.以甲基橙为目标降解物,研究了氧化锌纳米棒和复合材料在可见光下的光催化性能和复合材料制备条件对光催化的影响.实验结果表明,复合材料的最佳制备条件为：氧化锌和PVC的质量比1∶1,煅烧温度250 ℃,煅烧时间1 h.在光催化剂用量为0.5 g/L,甲基橙浓度为10 mg/L,采用15 W家用照明荧光灯做光源的光催化体系下,复合材料对甲基橙的降解率达到88%,表明了制备的氧化锌纳米棒/PVC复合材料具有良好的可见光光催化性能.     

二氧化钛表面修饰的氧化锌纳米棒膜的光催化性能

采用两步化学法制备了氧化锌纳米棒膜,再通过溶胶-凝胶法对氧化锌纳米棒膜进行二氧化钛表面修饰改性．通过XRD、SEM和模拟太阳光下的光催化降解实验等手段研究和分析了氧化锌纳米棒的生长行为及光催化活性．结果表明：两步化学法所制备氧化锌纳米棒主要为C-轴取向生长;二氧化钛表面修饰后可以明显改善氧化锌纳米棒膜的光催化活性和光催化稳定性．     

一维ZnO纳米棒光催化降解甲醛的研究

一维金属氧化物纳米材料,例如纳米管、纳米棒和纳米线,其独特的几何形貌、新颖的物理化学性质以及在纳米光学和器件的应用而引起了人们广泛的研究兴趣.在此,采用一种简单的水热法制备了直径小(30 nm)和形貌均一的一维ZnO纳米棒,对制备的氧化锌纳米棒的形貌、晶相结构、光学性质和比表面积等性质进行了一系列表征.将ZnO纳米棒用于光催化降解甲醛,当光催化液相降解甲醛时,光催化性能很稳定,降解率达90.9%;气相降解甲醛时,催化剂很稳定,平均转化率有95.6%,平均矿化率达94.5%.说明ZnO纳米棒液相气相降解甲醛显示出很好的光催化活性.     

水热法制备ZnO纳米棒阵列及其表征

采用两步低温水热法在Si片衬底上制备形貌规整的ZnO纳米棒阵列,纳米棒长度约为5μm.利用扫描电镜(SEM)、PL光谱测试对ZnO纳米棒的微观表面形貌和光学特性进行表征分析.探究制备过程中两次水热的生长液浓度对ZnO纳米棒形貌的影响,通过表征对比获得最优的生长液浓度范围.实验首先利用提拉退火等工序在衬底上获得ZnO的晶种层,再经过两次水热反应制备出分布均匀、有序生长、取向一致的较为理想的纳米棒阵列.     

氢等离子体处理对ZnO纳米棒光学性能的影响

用水热法在石英玻璃衬底上制备出ZnO纳米棒,并对其进行氢等离子体处理。用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计和光致发光光谱仪对氢等离子体处理前后ZnO纳米棒的形貌、结构和光学性能进行了表征。结果表明,氢等离子体处理未对ZnO纳米棒的形貌和晶体结构产生影响,但随着氢等离子体处理时间的增加,ZnO纳米棒的光吸收带边发生蓝移,同时其近带边紫外发光峰逐渐增强,可见发光峰逐渐减弱。     

Ag纳米颗粒修饰对La掺杂ZnO纳米棒光催化性能的影响

采用水热法和光沉积制备Ag纳米颗粒修饰的La掺杂ZnO纳米棒,并通过光催化降解甲基橙(MO)溶液,考查了La掺杂浓度和Ag修饰对ZnO纳米棒光催化性能的影响.结果表明:La掺杂和Ag修饰能够提高ZnO纳米棒的光催化性能.La掺杂改变了ZnO纳米棒的结晶质量,La—O键的形成使ZnO晶体的本征吸收边红移且吸收强度增加,同...     

Zn基ZnO纳米棒阵列的制备和发光特性

N2H4.H2O水热体系中,在Zn基底上制备出了ZnO纳米棒薄膜。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)及发致发光谱(PL)等分析测试手段,研究了ZnO薄膜的形貌结构和发光特性。结果表明,预处理工艺不同,Zn基底表面状态不同,ZnO薄膜形貌也不同。在经预氧化形核的Zn基底上易于制备ZnO纳米棒薄膜。在单一取向的Zn基面上,易于制备ZnO纳米棒阵列。PL测试分析表明,ZnO纳米棒有强的近带边紫外光发射峰和弱的缺陷发射峰。阵列棒本征发射峰强度最高、缺陷峰最弱,反映了该ZnO纳米棒结晶质量高。     

纳米ZnO电极的制备及光电催化降解苯酚的研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米ZnO粉体,通过X射线衍射和透射电镜研究了纳米ZnO粉体的结构和形貌。XRD和TEM测试表明,所制备的ZnO粉体,具有六方晶系纤锌矿结构,晶粒平均线性粒径约为30 nm。以涂覆法制备纳米ZnO电极,考察外加电压、电极间距离和支持电解质浓度对苯酚降解率的影响。结果表明:在室温(20℃)下,外加电压2.0 V、电极间距离为0.60 cm、支持电解质Na2SO4的浓度为0.070 mol/L时,苯酚的降解率可达70%。动力学研究表明,苯酚降解反应为一级反应。     

水热法制备Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料及其光催化性能研究

以Zn （CH3 COO）2·2H2O、AgNO3、Fe（NO3）3·9H2O为原料,NaOH为沉淀剂,H2O为溶剂,C2H5 OH为还原剂,柠檬酸为表面活性剂,采用水热法制备出Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料.采用XRD、SEM、TEM、SAED等测试手段对制备产物的物相结构、微观形貌等进行表征,以甲基橙为目标降解物研究了制备产物的光催化性能.结果表明,Ag以单质的形式存在于ZnO表面,Fe掺杂到ZnO晶格中.Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料在模拟日光下具有较高的光催化性能,在800 W氙灯照射下降解甲基橙150 min,甲基橙的降解率可达到99.4％％,较Ag/ZnO提高了7.8％,较ZnO提高了38.2％.     

低温水热制备ZnO纳米棒及其生长机理

以Zn(NO3)2·6H2O为前驱体,在碱性环境中,低温水热方法直接制备了ZnO纳米棒.应用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对样品进行了表征;通过光催化降解亚甲基蓝来评价ZnO的光催化活性;对60℃,1～24 h范围内不同水热样品,进行了形貌观察,分析了ZnO的形核过程.结果表明:ZnO为六边棱柱状纳米棒,晶型为纤锌矿结构;ZnO纳米棒的表观生长速率约为0.7μm/h,表观形核时间约为3 min;碱性条件是影响形核的重要因素;光催化活性随水热时间的增加而增强.     

Vertically aligned ZnO nanorods on porous silicon substrates: Effect of growth time

Vertically aligned ZnO nanorods were successfully grown on porous silicon(PS) substrates by chemical bath deposition at a low temperature.X-ray diffraction, field-emission scanning electron microscopy(FESEM), transmission electron microscopy(TEM), and photoluminescence(PL)analyses were carried out to investigate the effect of growth duration(2 h to 8 h) on the optical and structural properties of the aligned ZnO nanorods. Strong and sharp ZnO(0 0 2) peaks of the ZnO nanorods proved that the aligned ZnO nanorods were preferentially fabricated along the c-axis of the hexagonal wurtzite structure. FESEM images demonstrated that the Zn O nanorod arrays were well aligned along the c-axis and perpendicular to the PS substrates regardless of the growth duration. The TEM image showed that the top surfaces of the ZnO nanorods were round with a smooth curvature. PL spectra demonstrated that the ZnO nanorods grown for 5 h exhibited the sharpest and most intense PL peaks within the ultraviolet range among all samples.     

溶剂热辅助法控制合成ZnO纳米结构及其光学性质研究

用溶剂热方法合成了znC2O4·2H2O纳米棒的中间体,在不同热处理条件下获得ZnO的玉米棒、颗粒片、链结构等不同形貌,从而实现对ZnO的形貌进行控制．室温下．ZnO在250nm的紫外光激发下,在400nm处出现一个近带发射峰．这种发光峰属于ZnO中的缺陷发光．对ZnO的形成机理做出了热重和红外分析,并对ZnO的形成机理提出了一种可能的解释．溶剂热方法获得的ZnC2O4·2H2O纳米棒在高温下分解成ZnO．在退火过程中,中间体会先形成空洞,然后形成带颗粒的纳米棒;但是这种纳米棒开始会粘接在一起形成片状,然后纳米片会卷曲成玉米棒结构,最终玉米棒散掉,形成纳米链．     

氧化锌棒晶的热液制备与表征

以二水醋酸锌、氢氧化钠为原料,长链聚乙二醇(PEG-20000)、环己烷为添加剂,制备出氧化锌微晶粉体.采用X射线衍射,扫描电镜和透射电镜等分析手段对粉体进行了表征.实验结果表明,在热液环境中,利用长链PEG不仅可以制备特殊形貌的氧化锌,也可以在环己烷的作用下,制备出大长径比的一维氧化锌棒.     

Co掺杂对ZnO纳米棒阵列的结构和性质的影响

通过70℃水热反应制备高密度排列的Zn1-xCoxO(x=0.05,0.10和0.15,统记为ZnCoO)纳米棒阵列,用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)和光致发光光谱(PL)进行表征.结果表明:Co2+替代Zn2+掺入了ZnO的晶格中,纳米棒沿[0001]方向垂直生长在含ZnO种子层的玻璃上,纳米棒平均直径约为150nm,长4.5μm.ZnO种子层和Co掺杂在ZnCoO纳米棒成核和择优生长中起着重要作用.PL光谱是由宽紫外光带(UV)和可见光(VL)构成.ZnCoO纳米棒阵列UV峰位与纯ZnO的相比发生了蓝移.随着Co含量的增加,UV峰明显宽化并发生红移.文中对紫外峰的宽化和红移起因以及ZnCoO阵列的形成机制进行了讨论.     

ZnO陷光结构材料的制备及其太阳能电池性能的研究

采用一步低温水溶液法在未制绒的单晶硅材料表面制备ZnO纳米棒阵列陷光结构材料,通过调控生长温度,对纳米棒阵列参数进行调控.利用扫描电子显微镜对不同条件下制备的ZnO纳米棒阵列材料的形貌进行表征,探究生长温度对阵列参数的影响.采用X射线衍射仪、荧光分光光度计、紫外-可见-近红外光谱仪对ZnO纳米棒阵列的晶体结构及光学特性进行分析.结果表明:低温水溶液法制备的ZnO纳米棒阵列结构具有较好的晶体品质、较高的透过率及较好的陷光效果.与2种材料(未制绒的裸硅片、仅有SiN_x减反射层的硅片)的表面相比,陷光结构硅的表面反射率有较大幅度的降低.将该陷光结构材料应用于未制绒且镀有SiN_x减反射层的单晶硅太阳能电池,与裸硅表面材料的太阳能电池相比,该电池的短路电流密度及转换效率分别提高了30.19%和33.87%.该陷光结构材料具有较好的陷光效果,且易于通过调控生长条件对其陷光效果进行优化.     

水热法制备TiO2-ZnO纳米棒分级结构及其光电性能研究

为了增加光电极光生电子传输通道并提高其光敏剂的负载能力,采用两步水热法制备了一种新颖的TiO_2-ZnO纳米棒分级结构。采用水热法在FTO导电玻璃基底上生长TiO_2纳米棒有序阵列膜,通过浸泡提拉在TiO_2纳米棒上包覆一层ZnO溶胶,经烧结形成ZnO种子层;再次采用水热法于TiO_2纳米棒上生长ZnO纳米棒,形成TiO_2-ZnO纳米棒分级结构,通过旋涂辅助连续离子反应分别在TiO_2纳米棒阵列和TiO_2-ZnO纳米棒分级结构中沉积光敏剂CdS纳米晶,形成CdS/TiO_2纳米棒复合膜和CdS/TiO_2-ZnO纳米分级结构复合膜。利用SEM,TEM,XRD、紫外-可见吸收光谱、瞬态光电流图谱等表征和测试手段,对样品的形貌、结构、光吸收和光电性能进行了表征和测试。结果表明,与单纯的TiO_2纳米棒阵列相比,TiO_2-ZnO分级结构可以沉积更多的CdS光敏剂,CdS/TiO_2-ZnO纳米分级结构复合膜的光吸收性能和瞬态光电流均明显优于CdS/TiO_2纳米复合薄膜。凭借优异的光电性能,TiO_2-ZnO分级结构在太阳电池光阳极材料中具有很好的应用前景。     

新型萘酰亚胺功能化卟啉/纳米氧化锌复合材料光催化降解甲基橙研究

利用新合成的新型萘酰亚胺功能化的卟啉及其金属配合物敏化低温水热法制备的氧化锌（ZnO）纳米棒,制备了卟啉敏化ZnO的复合样品,利用SEM、XRD、FT-IR、UV-vis吸收光谱对复合材料的结构和形貌进行了表征.在汞灯照射下,利用该卟啉/ZnO复合样品进行了光催化降解甲基橙研究.实验结果表明,与未复合的ZnO相比,用自由基卟啉1、锌卟啉1a和铜卟啉1b敏化的复合样品的光催化活性得到显著提高,其中自由基卟啉1的复合材料表现出了最佳的催化效果.而锰卟啉1c、铁卟啉1d钴卟啉1e敏化样品的催化活性相比纯ZnO有了不同程度的下降.