Synthesis of CdS nanowires on Cd foil and their photoluminescence properties

Cadmium sulfide(CdS) nanowires were synthesized on Cd foil via a simple solvothermal reaction at 180 ℃ using thiosemicarbazide as the sulfide source and ethylenediamine as the solvent.The CdS nanowires are hexagonal-phase single crystals with an average diameter of 50 nm and length of several microns.The as-prepared CdS nanowires show an absorption peak of around 483 nm in the absorption spectrum.The CdS nanowires exhibit bright photoluminescence(PL) with two distinct emission bands at 503 nm and 697 nm,which shows that the as-prepared CdS nanowires are high-quality nanocrystals.     

化学沉积法制备CdS纳米薄膜及成膜机理

分别以Cd(NO_{3)2和(NH2)2CS作为镉源和硫源， 用化学沉积法(CBD)在ITO玻璃上生长CdS半导体纳米薄膜. 考察了Cd^{２＋浓度、 沉积温度、 沉积时间和后处理温度对CdS成膜的影响. 紫外 可见吸收谱和原子力显微镜结果表明， 改变溶液浓度和后处理温度都能有效调节CdS的吸收带边， 得到均一致密的CdS纳米薄膜. 探讨了膜形成机理， 给出了成核过程模型， 进一步修正了传统成膜机制. 认为ITO玻璃基片表面活性位和晶核的形成是均一致密CdS纳米膜形成的关键. 晶核的形成是电学、 热学、 力学和化学等因素共同作用的结果.}}     

木素磺酸盐在纸浆纤维表面的层层自组装及其疏水改性功能

利用木素磺酸盐 (LS) 与Cu2+层层自组装的方式对纸浆纤维进行了表面修饰，并研究了表面润湿性的变化。X射线光电子能谱证明了纤维表面S和Cu的含量随着LS与Cu2+ 的交替组装而增加，这说明LS和Cu2+在纤维表面的层层自组装是可行的。原子力显微镜对纤维表面的研究表明，随着层层自组装的进行，纤维表面的微细纤维逐渐被木素致密覆盖；表面木素的增加致使相图的平均相位逐渐增大，说明了表面疏水性的提高。通过测定动态接触角发现，纤维的初始接触角随着自组装层数的增加而增大，且一定时间(0.08s)内接触角的下降速率在减小。当组装5层木素后，纤维表面的初始接触角由0°提高至104.8°，0.08s 后下降至78.9°，表面由高度亲水性变为具有一定疏水性。通过控制SL自组装的层数可以有效且可控地实现纸浆纤维的疏水改性。     

超声离子置换法制备CdS/Ag_2S

利用金属硫化物在水溶液中溶解度的差异,将离子置换法和超声波辅助合成法相结合反应10～20min,通过Ag+置换CdS纳米棒中的Cd2+而生成Ag2S沉淀,对CdS纳米棒进行侵蚀而形成镶嵌式点缀结构或完全包覆层核-壳结构.与离子置换法比较并对其光学性质进行了初步研究.     

微凝胶模板法制备具有特殊表面形貌的CdS有机-无机复合微球

采用反相悬浮聚合法合成了包埋有Cd2+的中性聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)微凝胶和阴离子型聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸)(P(NIPAM-co-MAA))微凝胶.以这2种微凝胶为微反应器,通过外源导入法通入H2S气体,引发CdS沉积反应,制得具有不同表面形貌的有机-无机复合微球.扫描电镜观察表明:微球表面图案结构形貌与模板的性质有关,微球的尺寸在50 μm左右,且具有类核-壳结构.X射线衍射分析表明复合微球中的CdS呈晶态,属立方晶形.微球具有CdS荧光特征,模板本性对微球荧光有一定影响.     

基于金纳米线构建电化学传感器间接检测碱性磷酸酶活性

在临床实践中，碱性磷酸酶（ALP）是最常检测的酶之一，已被广泛用作肝病、骨病、乳腺癌、前列腺癌以及糖尿病等多种疾病的重要检测指标.通过自组装方法在氧化铟锡（ITO）导电玻璃上制备金纳米线（AuNWs），利用4-巯基苯甲酸（4-MBA）修饰AuNWs，对其进行改性，与铜离子（Cu²⁺）螯合形成Cu²⁺-AuNWs/ITO电极.在ALP活性检测中，电解液中的焦磷酸根阴离子（PPi）与电极表面Cu²⁺结合，湮灭了Cu²⁺的电化学信号.ALP的加入使底物PPi水解并释放出Cu²⁺，电化学信号增加.构建的Cu²⁺-AuNWs/ITO电极对ALP活性检测范围为60~180 U·L^-1，且抗干扰性能良好.     

PBI基底柔性导电材料的制备和性能研究

通过磷酸掺杂的方法增强PBI膜表面的亲水性，使PBI基底与性能优异的银纳米线良好结合。其水接触角由磷酸掺杂前的84°降低到掺杂后的28°，表明其亲水性有显著增强. 通过滴涂的方法在磷酸掺杂PBI膜表面滴涂银纳米线，制备了一系列以PBI为基底的柔性导电材料PA-PBI-Ag. 扫描电镜照片显示，银纳米线在PBI膜表面均匀分布，呈交联网络状，其导电性良好。方块电阻可低至1.2 Ω， 其耐弯曲性良好，弯折1 000次依旧保持良好的导电性. PA-PBI-Ag制备方法简便，性能优良，有良好的应用前景.      

磁控溅射制备CdS/ZnO复合薄膜及其光电性能研究

采用射频磁控溅射两步法制备出CdS/ZnO复合膜,并通过XRD、SEM、AFM、UV-vis、IPCE表征了制备的薄膜。SEM及AFM测试表明,相比于单独的CdS薄膜,CdS/ZnO复合膜的表面形成了更加明显的介孔结构;光电转换效率测试表明,相比单独的CdS薄膜,CdS/ZnO复合膜表现出更高的转换效率,0V(vs. Ag/AgCl)偏压下,IPCE值由36.1%(410nm)增大到66.1%(410nm)。光电转换效率的增加一方面是由介孔表面引起的光吸收增加以及表面活性位增多引起;另一方面,两种半导体的复合形成异质结,异质结的形成促进了光生电子-空穴的分离,提高了薄膜的光电转换效率。     

树枝形分子的合成及其对纳米硫化镉生长的控制

用发散法合成了以苯胺为核的不同代数的聚酰胺-胺(PAMAM)型树枝状分子,采用核磁共振仪(NMR)对它们的结构进行了鉴定。又以第4代PAMAM树形分子(G4.0)为模板,在树形分子空腔内原位合成了硫化镉(CdS)纳米粒子。通过改变Cd²⁺与G4.0树枝状分子的摩尔比可以得到不同粒径的CdS量子点,并对其光学性能进行了表征。探讨了溶剂对CdS半导体纳米粒子在PAMAM模板中生长的影响。用UV-visible分光光度计和TEM对CdS纳米簇的大小和形貌进行了表征。结果表明TEM 观测的CdS纳米簇粒径要大于用Brus公式估算的数值。     

Research on a Diamond Tip Wear Mechanism in Atomic Force Microscope-based Micro/nano-machining

The object is to investigate the wear of an atomic forcemicroscope (AFM) diamond tip when conducting micro/nano-machining on single crystal silicon surface. The experimental research and theoretical analysis were carried out on the worn tip in terms of wear rate, wear mechanism and the effect of the tip wear on micro-machining process. The wear rate was calculated as 1.7(10～10mm3/(N*m) by using a theoretical model combined with the experimental results. Through an integration of an AFM observation on the worn tip features with the FEM simulation of the stress distribution, in addition to the unit cutting force calculation on the AFM diamond tip, the wear mechanism of the AFM diamond tip was concluded as mainly chemical wear, and the wear process was also elaborated as well.     

Assembly of CdS Nanowires from Solution Using Oriented Nanofibers

This paper presents an universal assembly approach,based on the oriented nanofibers,for the formation of large-scale ordered nanowire arrays.First,CdS NWs solution is dripped onto the substrate surface.Second,before the CdS NWs solution evaporates,the oriented nanofibers slides along the substrate surface to assemble the CdS nanowires.The mechanism involving ordered alignment of nanowires on the substrate surface was investigated based on our experimental results.The resulting nanowires arrays can be further used for the creation of massive nanoelectronic-device arrays.     

竹节状CNTs/CdS核壳纳米线的制备与形态特征

以竹节状碳纳米管(CNTs)为模板,采用常温化学还原路线制备了CNTs/CdS核壳纳米线,用透射电子显微镜(TEM)观察了产物的微观形貌,用X射线衍射(XRD)技术分析了产物的物相,证实所得产物由CNTs与六方格子的CdS纳米晶体构成,具有核壳纳米线结构.研究发现CNTs竹节状的形态特点影响了得到的核壳结构的纳米线的微观形貌.在反应物浓度较低时,CdS晶体不像在侧壁平直的CNTs表面生长那样均匀包覆在CNTs表面,而是呈现根瘤状形貌;当反应物浓度升高时,CdS晶体均匀包覆在CNTs表面.当把还原反应时间缩短(如15m in),观察到CNTs环绕在CdS纳米晶体表面的新形态,推测这与CNTs的竹节状特殊形态有关.这些结果对于阐明CNTs/化合物半导体复合材料的形态结构控制原理和开发新材料具有重要参考价值.     

LSS体系合成CdS半导体量子点

用LSS体系制得了CdS半导体量子点,采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对产物进行了表征.以油酸和乙醇为液相(L),油酸钠为固相(S),乙醇和含Cd2+的水溶液为溶液相(S),构成LSS体系.体系中以硫化钠为硫源在180 ℃恒温4 h,在L-S相界面处形成CdS量子点.制得的量子点具有良好的形貌,外形规则,为立方晶系结构,直径大约为4 nm.对CdS量子点的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱进行了分析.     

Synthesis, growing processes and physical properties of CdS nanoclusters in Y-zeolite studied by positron annihilation

Direct synthesis of CdS nanoclusters within the pore structure of Y zeolite was made. The location of CdS nanoclusters inside Y zeolite hosts was confirmed by the blue-shifted reflection absorption spectra with respected to that of bulk CdS materials. In this paper, we conducted Positron Annihilation Lifetime Spectrum (PALS) measurements on a series of CdS/Y zeolite samples and concluded that CdS clusters were not located in supercages but in smaller sodalite cages; as the CdS loading concentration increases to 5 wt%, the discrete CdS cubes begin to form bigger superclusters through interaction. The stability of CdS clusters inside the sodalite units is due to the coordination of Cd atoms with the framework oxygen atoms of the double six-ring windows. Moreover, PALS reveals some important information of surface states existing on the interfacial layers between CdS clusters and Y zeolite. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China (19871074) Biography: Peng Hao (1978-), male, Ph. D candidate, research interest: semiconductor nanoclusters.     

CdS修饰低密度TiO2纳米棒阵列复合膜的制备及光电性能

为了提高CdS光敏层在TiO₂一维纳米棒阵列中的填充率,在TiO₂种子层的基础上,采用水热法于FTO导电玻璃表面生长了棒长较短、棒间距较大的低密度TiO₂一维纳米棒阵列膜,通过化学浴沉积在TiO₂纳米棒表面包覆CdS种子层,以此为基底采用水热法于TiO₂一维纳米阵列中生长CdS光敏层。采用SEM,XRD及紫外-可见吸收光谱对不同CdS水热生长时间的TiO₂/CdS复合膜结构进行了表征,并对其光电性能进行了研究。结果表明,低密度TiO₂纳米棒阵列有利于CdS生长液在阵列中渗入形成完全包覆的CdS种子层,CdS光敏层通过水热过程在整个TiO₂纳米棒表面均匀生长,逐渐形成CdS对TiO₂纳米棒阵列的完全填充和包覆,并在阵列顶端形成由CdS纳米短棒组成的花状修饰层;CdS的修饰将TiO₂一维纳米阵列膜的光吸收拓展至可见光区,水热生长7 h所得到的TiO₂/CdS复合膜具有最高光电流。所制备的CdS修饰低密度TiO₂纳米棒复合膜在太阳电池器件中具有很好的应用前景。     

Solvothermal synthesis of CdS nanorods and photovoltaic characteristics of CdS/PVK composite system

Large quantities of CdS nanorods are successfully synthesized through Cd（CH3COO）2·2H2o reacting with Na2S·9H2O and EDA in aqueous solution. XRD result shows that the sample is of hexagonal structure. And TEM result shows that the morphologies of the resulting CdS are mainly in three-armed rod-like structure with a diameter of 10--15 nm and a length of 100 nm. The nanocomposites of CdS/PVK with different molar ratios are prepared by spin coating method on tin-doped indium oxide （ITO） substrate. A notable decrease of photoluminescence （PL） efficiency and a significant enhancement of surface photovoltage signal have been observed in CdS/PVK composites when the molar fraction of CdS increases. We interpret these results as the energy level matching between CdS and PVK in nanocomposites. This energy level matching facilitates fast interfacial charge transfer then increases the separation efficiency of electron-hole pairs and the carrier generation efficiency. The detailed charge transfer process has also been demonstrated.     

CdS-Eu(Ⅲ)体系荧光恢复的磷酸根离子可视化测定

以聚丙烯酸(PAA)为稳定剂,成功合成了水溶性的CdS量子点(QDs).CdS QDs表面的羧基能与Eu³⁺ 结合导致QDs聚集,有效引发QDs间能量的转移,致使CdS QDs荧光显著猝灭.当加入PO^3-₄时,由于PO^3-₄与Eu³⁺的结合能力强于CdS QDs表面的羧基,CdS QDs荧光强度又逐渐恢复.由此建立一种基于CdS-Eu(Ⅲ)体系荧光恢复可视化测定磷酸根离子的新方法.该方法灵敏、简单,检测限为0.078 μmol·L^-1.     

水玻璃相中制备纳米CdS及结构表征

室温下将Cd(NO3)2溶液滴加至水玻璃与Na2S混合溶液中，搅拌6h后经处理得CdS细粉。XRD检测表明它们的主要晶型趋于立方ZnS型，平均粒径为1.4-3.7nm，其颗粒尺寸受水玻璃浓度的控制；TEM检测显示CdS结晶颗粒包裹有非晶态CdS，其CdS粉体呈较好的分散性；光谱分析结果表明所制备纳米CdS的能隙约为3.1eV ,吸收光谱所产生的红移荧光现象可能与晶体CdS包裹有非晶CdS有关。     

合成纳米锰钾矿去除废水中Cd2+的实验研究

利用合成纳米锰钾矿去除模拟废水中Cd(Ⅱ),研究不同去除反应条件对废水中镉离子去除率的影响.结果表明:合成纳米锰钾矿对水溶液中Cd2+的去除平衡时间约为2h;在Cd2+质量浓度为50mg·L-1、溶液初始pH=6.50、反应温度25℃、处理剂粒径96～120μm、每升模拟废水中投加2g合成纳米锰钾矿时,平衡后Cd2+去除率为90.6%.当Cd2+质量浓度不高于300 mg·L-1时,吸附等温线近似符合Langmuir模型,合成纳米锰钾矿最大理论吸附量为120.5mg·g-1.纳米锰钾矿对于Cd2+的去除是表面配位吸附、静电吸附、离子交换三种模式共同作用的结果.     

ZnO不同微结构/ZnFe_2O_4复合薄膜光生电荷热动力学与光电性质研究

采用不同方法分别制备出ZnO纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米管4种微结构,以ZnFe2O4为无机染料敏化剂在ITO透明导电玻璃上制备成ZnO不同微结构/ZnFe2O4异质结.XRD检测结果表明,所有复合结构中两种组分都达到了良好的结晶状态;而且,各复合薄膜体系都呈现出了异质结复合结构的光吸收特性,但光吸收性质差异不明显.稳态表面光电压谱测试结果表明,各异质结构都呈现出优于单一组分的光伏响应特性;而且,4种异质结构光伏性质呈现出:ZnO纳米管/ZnFe2O4ZnO纳米棒/ZnFe2O4ZnO纳米线/ZnFe2O4ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4的特点.在较弱正外电场诱导下,复合薄膜仍然保持稳态下的光伏响应特性;随着外电场逐步提高,ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4光伏性质增加非常明显,在+2V电压诱导下,ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4已接近ZnO纳米管/ZnFe2O4的光伏响应强度,并明显高于另外两种异质结构的光伏性质.从光阳极微结构、自由电荷扩散长度、空间电荷区厚度、载流子参数、内建电场和能级匹配几个方面,详细讨论了ZnO/ZnFe2O4异质结中光生电荷分离的影响因素以及光生电荷传输机制.