不同结构 ZnO 的可控合成及其对气敏性能的影响

材料的微观形貌是影响其气敏性能的主要因素. 低维结构材料因反应时的团聚问题, 极大地限制了其应用. 因此, 通过设计合成多级结构的纳米材料来提高性能至关重要. 通过控制水热时间、阴离子表面活性剂柠檬酸钠的浓度以及 pH 值来调节形貌, 在水热条件下成功合成了多级片球状、片花状以及馒头状 3 种形貌的 ZnO 纳米材料. 通过对气敏性能进行测试, 发现多级片球状形貌具有较好的气体敏感性. 在 340 ${^\circ}$C 时, 对 100$\times10^{-6}$ 正丁醇的气敏响应达到 238, 比相同条件下的乙醇高 2.12 倍, 显示出了较好的选择性. 通过研究多级结构的生长机理及传感机制, 为设计多级体系结构 ZnO 高性能气敏材料提供了数据依据.     

ZnO-Sm纳米复合物制备及可见光催化降解RhB

采用简单的水热反应后于400℃煅烧3h,制备出正六边形柱状ZnO-Sm纳米颗粒.合成的ZnO材料用紫外-可见光谱仪(UV-vis)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDX)和傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)表征.SEM扫描图片显示合成的ZnO材料为柱状正六边形纳米颗粒,且随着Sm的掺杂ZnO纳米颗粒的晶体体积变小,但并未改变ZnO晶体形态.EDX图谱证明Sm成功掺杂进入ZnO晶体.光催化实验显示在可见光照射下原子分数2.0%ZnO-Sm纳米材料比纯ZnO纳米材料对玫瑰红B(RhB)的降解效果提高了近30%,并探索了最佳实验条件以获得更好的光催化效果.结果表明ZnO-Sm纳米材料在废水处理中具有潜在的应用价值.     

稀土掺杂ZnO纳米材料的合成方法研究进展

稀土掺杂Zn O材料可以引起Zn O的能带结构和载流子浓度的改变,同时利用稀土离子的4f-4f跃迁和半导体材料的独特性能对材料的光学性质进行调制,可以使稀土掺杂Zn O具有不同于本征Zn O的新特性.因此,研究其简单、可行的合成方法成为人们研究的热点,这也是研究材料性能的前提条件.本文主要介绍了稀土掺杂Zn O纳米材料的几种合成方法,并且给出了不同合成方法制备稀土掺杂Zn O纳米材料的部分实验结果.通过对稀土掺杂Zn O纳米材料体系的合成方法研究的分析和论述,希望对该类材料的进一步研究工作有所帮助和启发.     

ZnO纳米材料抑菌活性研究

为了探讨纳米材料的尺寸和浓度对其抑菌活性的影响,选用两种尺寸不同的ZnO纳米材料,通过TEM、SEM、XRD和Raman表征纳米材料的形貌、尺寸、晶体结构和化学成分,通过抑菌活性测试比较两种材料的抑菌性能.结果表明,ZnO纳米材料A的尺寸比B小,均属于六方晶系,具有纤锌矿结构,晶体质量良好.抑菌实验表明,两种纳米ZnO材料均对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有明显的抑制效果,浓度增大,抑菌圈直径也增大,即纳米材料浓度与抑菌效果正相关.浓度相同时,材料A比B显示出更强的抑制作用.相比之下,尺寸小的纳米ZnO材料是更有效的文物保护抑菌剂.     

ZnO纳米材料的制备方法及应用

纳米ZnO作为一种宽禁带直接带隙半导体材料因其具有发光性、压电性、导电性、气敏性、光催化性等诸多的优异性能而被广泛应用。ZnO材料来源广泛、价格低廉、无毒无害、制备方法多样，这些优点使ZnO越来越受到人们关注。本文总结了ZnO纳米材料多种制备方法的实验概况及特点，科研人员可以根据具体需要选择合适的制备方法。并对纳米ZnO的主要应用进行了介绍。     

邻苯二酚螯合生长氧化锌棒状结构光致发光增强

通过水热合成方法,研究了邻苯二酚作为螯合剂对氧化锌(ZnO)一维棒状材料结构及其光致发光的作用.实验发现,通过调节邻苯二酚的浓度,可以显著改变ZnO一维棒状材料的形貌特征与长径比.结合XRD测试发现随着邻苯二酚的加入,ZnO一维棒状材料的晶化程度显著提高.随着邻苯二酚加入量增大,ZnO晶体沿(100)面方向呈现择优生长的趋势,当邻苯二酚加入量为1 g/L时,ZnO晶体晶化程度最高.另外,光致发光光谱测试发现,ZnO一维棒状材料在紫外以及可见光波段均存在显著的光致发光增强.结合ZnO一维棒状材料的形貌及物相分析,揭示了螯合剂引入后造成的ZnO材料表面缺陷量与晶化程度对光致发光增强的影响.本工作不仅揭示了邻苯二酚在ZnO材料生长中的螯合作用,同时通过邻苯二酚加入量的调控进一步提高了ZnO的光致发光性能.     

简单液相法合成ZnO/Cu_2O异质结光催化材料开放实验设计

构建一种简单液相法合成ZnO/Cu_2O异质结光催化材料的开放式实验教学模式.利用开放实验平台,使用简单液相法合成ZnO/Cu_2O异质结光催化材料,采用扫描电子显微镜及能谱仪对材料的形貌及成分进行表征,并在可见光条件下对其进行光催化降解罗丹明B实验.实验结果表明:ZnO/Cu_2O复合材料的光催化性能要优于纯ZnO的光催化性能.新的教学模式以学生为中心,可充分调动学生的科研兴趣,培养学生的实践能力、自主思考能力和创新能力.     

ZnO压敏材料的PAT研究

ZnO压敏材料自60年代问世以来发展迅速,应用越来越广泛,市场对材料性能也不断提出新的要求.如何从实验中研究出性能优良、价格低廉的实用材料和器件一直成为该领域科技人员努力的目标,其技术突破的关键又在于寻找合适的掺杂配方和烧结工艺.本文试图用正电子湮没寿命方法研究材料性能与掺杂量及烧结工艺之间的内在联系,探讨不同条件下微观结构的变化,以期寻求一种优化掺杂和工艺的新方法.从结果来看,这种研究方法是有意义的.     

研究氧化锌纳米材料的研究进展

很多人近年来对ZnO纳米材料进行了广泛的研究。本文主要从光学、气敏以及材料的形貌三个方面综述了ZnO纳米材料的进展。通过大量的掺杂不同的元素和改变制备条件的实验,观察ZnO纳米材料的发光、气敏和形貌改变,进而推测出ZnO纳米材料的发光、气敏和形貌改变的机理。     

ZnO纳米片的水热合成及其光催化性能

目的以Zn(CH_3COO)_2·2H_2O和NaOH为原料,制备ZnO纳米粒子,并研究ZnO纳米材料的形貌对其光催化性能的影响。方法采用一步水热法合成ZnO片状纳米粒子,通过X-射线粉末衍射(XRD),场发射扫描电镜(FE-SEM)和拉曼光谱(Raman)等分析手段对合成产物的结构和形貌进行表征,探讨反应物摩尔比、水热温度和水热时间等合成条件对形成的ZnO纳米粒子形貌的影响,以及形貌演变机理。通过光催化分解水实验对所制备的ZnO纳米粒子的光催化性能进行测试。结果 Zn~(2+)/OH~-摩尔比为1∶4时,在100℃反应6h,可制得片状的纳米ZnO,其产氢量为313μmol·h~(-1)·g~(-1)。结论在本文制备的ZnO纳米材料中,ZnO纳米片的光催化性能优于短棒状和纤维状的ZnO粒子。     

纳米ZnO材料的合成及其光催化应用

纳米氧化锌(ZnO)作为一种半导体金属氧化物功能材料,它的诸多特性如荧光性、光催化活性、紫外激光发射、紫外线吸收、光电及压电性等被人们陆续发现并广泛应用于荧光体、高效催化剂、紫外线遮蔽材料、气体传感器、图像记录材料及压电材料等多个领域.ZnO由于其绿色、环保和高效等优点,近年来在环境污染控制方面受到人们的广泛关注.通过合成技术和条件控制纳米ZnO材料的粒径、表面态和形貌等参数可以提高光催化材料的光催化活性和量子产率.本文综述了本课题组对纳米ZnO材料的合成技术及其在光催化领域的应用研究,主要探讨了影响纳米ZnO材料光催化性能的相关参数.     

ZnO/GQDs纳米复合材料的制备及其性能研究

通过一步水热法合成氧化锌(ZnO)/石墨烯量子点(GQDs)纳米复合材料,透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见分光光度计(UV-vis)对合成的纳米材料进行表征.将所制备的纳米材料应用于修饰电极,通过循环伏安法和示差脉冲伏安法探究多巴胺在该材料电极的电化学行为,实验结果显示:与氧化锌和石墨烯量子点的单一材料相比,ZnO/GQDs纳米复合材料修饰的电极对检测多巴胺的氧化还原能力更强,并在0. 3～100μmol/L浓度范围内呈良好的线性关系,检出限为0. 19μmol/L(S/N=3).此外,该生物传感器测定实际样品中多巴胺的结果令人满意.     

仿Morpho蝶翅微纳结构制备及其光学特性

以Morpho Rhetenor蝴蝶鳞翅为研究对象,采用光学显微镜和电子显微镜对其蝶翅表面结构进行分析,提出一种易于操作、成本低的仿蝶翅微纳结构制备方法.以Morpho Rhetenor鳞片为生物模板,采用磁控溅射技术,借助烧结成型工艺,制备出仿蝶翅结构的Al2O3和ZnO反结构产物.再采用Rsoft软件对蝶翅结构及蝶翅样本的Al2O3和ZnO遗态结构进行光学仿真模拟,与实测的蝶翅样本反射谱进行比较.研究表明:仿真结果与所制备出的仿蝶翅微纳结构颜色及用低温原子层沉积工艺、溶胶凝胶等方法得到的结果较为近似,从而印证了该工艺的可行性,也为仿生微纳结构的制备及其应用提供了一条具有参考性的途径.     

纳米结构与纳米材料：合成、性质与应用

本书介绍了纳米结构和纳米材料的合成与制造，包括性质与应用，特别是无机物纳米材料。对于零维、一维和二维的纳米结构以及特殊的纳米材料（碳纳米管、有序中间多孔氧化物），以及在化学工艺和光刻技术这两个方面的应用作了介绍。     

Al_2O_3掺杂对ZnO纳米粉体气敏性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了ZnO及掺铝ZnO纳米粉体.利用X射线粉末衍射仪、透射电镜对材料的结构进行了表征.结果表明制备的ZnO及掺铝ZnO纳米材料均属于六方晶系,纤锌矿结构.用纯ZnO和掺铝ZnO做成气敏元件,研究了不同掺杂量对材料的气敏性能的影响.结果表明,铝掺杂均使ZnO对体积分数30×10-6的Cl2的灵敏度有很大的提高,当铝含量为Al2O3/ZnO=0.5%(mol)时,对30×10-6Cl2的灵敏度最高可达800左右.并讨论了纳米氧化物的气敏机理.     

新型分子印迹模拟抗体酶对羧酸酯的催化水解

以甲基膦酸对硝基苯酯作为分子印迹聚合物的模板分子,N-苯基-苯甲酰胺作为功能基,通过嵌埋ZnO纳米材料合成了具有"纳米通道”的新型分子印迹模拟抗体酶MIP-3.研究该酶对羧酸对硝基苯酯催化水解动力学结果表明,这类模拟抗体酶不仅具有很好的结构选择性,而且催化羧酸酯水解的能力大大提高.为合成分子印迹模拟酶和纳米材料的应用提供了新途径.     

沸腾回流法制备Al元素掺杂ZnO及表征

采用液相沸腾回流法,制备出不同含量Al元素掺杂的ZnO半导体材料,并对产物进行了XRF,XRD,SEM及其导电性能的表征.实验结果表明:Al元素掺杂后产物ZnO的结构仍然为六方晶系纤锌矿结构;Al元素掺杂量不是无限增大的,当Al元素掺杂量达到24.0 mmol/L时,就会趋于饱和;Al元素掺杂的ZnO的导电性能比纯ZnO有所提高,因此证明了这是一条比较优化的工艺合成路线.     

碳纳米材料的制备及应用

碳纳米材料具有独特的低维纳米结构、优异的性能和潜在的应用价值.重点综述上海大学低维炭材料与器件物理研究所在碳纳米材料研究方面的最新进展,并对碳纳米材料的发展趋势及对未来生产生活的影响进行评述.研究所在高纯度高结晶性单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes,SWCNTs)、双壁碳纳米管(double-walled CNTs,DWCNTs)的大量生产与应用,具有量子效应的多壁碳纳米管(multi-walled CNTs,MWCNTs)的合成,碳纳米线的可控生长,单根MWCNT、单根碳纳米线的拉曼(Raman)光谱研究以及石墨烯的大量制备等方面均取得了可喜的成果.     

MWCNT/ZnO纳米线复合阴极薄膜的场发射特性

实验提出以多壁碳纳米管（MWCNT）/ZnO纳米线复合材料作为场发射阴极薄膜,研究其图形化制备工艺以及其场发射特性。用丝网印刷工艺制备图形化MWCNT/ZnO纳米线复合阴极薄膜,实验获得合适的浆料配比以及适合的烘烤和烧结温度。对MWCNT/ZnO纳米线样品进行SEM分析和场发射特性测试,发现图形化阴极设计提高了场发射电流,并且改善场发射发光均匀度;材料组分的低维化明显降低场发射开启电压;加电老练处理有效改善场发射特性。     

二氧化钛纳米粒子的合成及其在肿瘤治疗中的应用

二氧化钛作为一种重要的无机材料,被应用于各个领域,尤其是在生物医学领域的应用越来越受到广泛关注.主要综述了二氧化钛纳米材料的主要合成方法及其在肿瘤治疗方面的应用.其合成方法主要有气固液相法三大类,其中主要介绍了液相合成法中的溶胶—凝胶法、水热法、溶剂热法、微乳液法.并且进一步介绍了其在肿瘤治疗方面的光动力学、光热及声动力学疗法原理及应用实例.最后总结及展望了二氧化钛纳米材料在生物医学方面的应用前景.