制备参数对ZnO纳米线阵列特性的影响

针对目前水热法制备ZnO纳米线生长机制及成核过程中存在的一些模糊问题,利用水热法制备了一维ZnO纳米线阵列,研究了ZnO纳米线生长过程中反应液浓度、生长时间、反应压力、退火条件等实验参数对ZnO纳米线阵列的形貌、微结构及光电特性的影响,讨论了纳米线生长的成核机制及生长机理.研究结果对制备高质量一维ZnO半导体纳米线阵列并将其应用于微纳及光电子器件领域都有一定的参考价值.     

ZnO纳米线的制备及其影响因素

【目的】采用化学浴沉积法在ITO导电玻璃衬底上制备ZnO纳米线。【方法】研究种子层结晶性、PEI浓度对ZnO纳米线生长的影响,并用SEM、XRD、AFM对其形貌、晶体结构等进行表征。【结果】衬底温度为200℃时生长的ZnO纳米线垂直排列呈六角纤锌矿结构;PEI浓度为4.5 mmol/L时,ZnO纳米线的长径比最高,达20.56。【结论】制备的ZnO纳米线取向良好、结构尺寸均匀、长径比高。     

氧化锌纳米线阵列的可控合成与光学性能

为了制备定向生长、光电性能优越的ZnO纳米阵列,改进了一种较为简单的水热方法:首先在ITO玻璃上铺上一层岛状ZnO种子,然后利用水热反应,在ITO玻璃上生长了规则排列的、沿(002)晶轴定向生长的ZnO纳米阵列.并基于XRD、SEM、光致发光光谱等测试揭示了样品的形貌、微结构和发光性能的特征及相互作用机理.分析结果表明,纳米线属于六方纤锌矿结构,具有垂直沿c轴方向择优生长的特征.光致发光光谱测试表明,当ZnO纳米线阵列的取向性较差时,可同时观测到较强的绿光发射和蓝光发射;但是,当ZnO纳米线阵列的取向性明显提高之后,只发射单一的强绿光.进一步分析表明,随着前驱溶液浓度的降低,ZnO纳米线阵列的发光强度呈非线性变化,而纳米线的尺寸单调的变小.     

ZnO纳米线膜的可控生长及其量子限域效应研究

针对ZnO半导体低维纳电子/光电子器件中纳米线膜的可控性差及其所导致的特性不稳定问题,利用ZnO纳米籽晶层作为引导层,以实现ZnO纳米线膜的垂直取向生长和尺度分布可控制备,并研究低维量子限域效应对ZnO纳米线膜光电特性的影响机制,利用湿化学法在氧化铟锡导电玻璃上制备ZnO籽晶层,随后利用低温水热法进行ZnO纳米线膜的引导生长,样品的显微结构和物相分析表明,通过调节籽晶热处理温度和生长液浓度能够实现ZnO纳米线直径在10～100nm内可调,籽晶热处理温度对纳米线尺度分布影响尤其显著.室温光致发光(PL)谱测试及分析表明,直径小于20nm的ZnO纳米线薄膜样品的PL谱的近紫外带边发射峰相比于更大直径的纳米线样品发生了明显的蓝移,而且半高宽显著减小.利用量子限域效应理论对PL谱带边发射峰随纳米线的尺度分布发生变化的规律进行了合理分析.     

化学浴沉积法制备ZnO纳米线的形貌分析

为了制备垂直排列长径比高的ZnO纳米线,首先采用脉冲激光沉积法(PLD)在不同温度的掺锡氧化铟(ITO)透明导电玻璃衬底上制备一层ZnO种子层,然后用化学浴沉积法(CBD)在已制备了种子层的衬底上生长ZnO纳米线,同时系统地研究了不同生长条件对ZnO纳米线生长行为的影响,并使用扫描电子显微镜和原子力显微镜对其形貌、生长特征等进行了测试和表征。结果表明,在衬底温度为200℃的ITO衬底上沉积的ZnO种子层具有良好的结晶性。当生长时间为9 h,水浴温度为95℃,聚乙烯亚胺(PEI)浓度为4. 5 mmol/L时,通过CBD法生长的ZnO纳米线呈六角形状垂直排列于具有种子层的ITO基片上,长径比高达20. 56。     

氮化碳修饰的氧化锌纳米线阵列的制备及其光电催化应用

研究了氮化碳修饰的氧化锌纳米线阵列作为光阳极在光电化学(PEC)电池中的应用。首先采用水热法制备氧化锌纳米线阵列,用二氰二胺制备石墨状氮化碳(g-C_3N_4)和无定形氮化碳(a-C_3N_4)。然后用不同浓度的g-C_3N_4和a-C_3N_4悬浊液修饰氧化锌纳米线阵列。通过SEM、XRD、FT-IR、XPS、UV-Vis等方法表征样品的结构与成分,紫外-可见光吸收光谱表明氧化锌纳米线阵列在可见光区的光吸收强度随着氮化碳悬浊液浓度的增加而提高,并且在相同条件下,a-C_3N_4/ZnO比g-C_3N_4/ZnO在可见光区有更好的吸收。将一系列氮化碳修饰的氧化锌纳米线阵列制作成光阳极器件,并进行光电化学测试,氮化碳的修饰可以使氧化锌纳米线阵列的光电催化性能有显著提高,并且a-C_3N_4/ZnO比g-C_3N_4/ZnO在相同条件下能产生更大的光电流。这些结果表明,氮化碳修饰的氧化锌纳米线阵列有潜力应用于PEC电池领域。     

衬底预处理对p-GaN薄膜上ZnO纳米线阵列生长的影响

为了获得具有较好紫外光发射特性的ZnO纳米线,以p-GaN薄膜为衬底,采用水热法在较低的温度(105℃)下制备出了ZnO纳米线阵列,其中纳米线的直径在100~300nm之间。对p-GaN薄膜进行3种不同的预处理,结果表明,将衬底放入氨水中浸泡有利于生长出致密、均匀、定向排列的ZnO纳米线阵列,这与p-GaN薄膜衬底经氨水浸泡后衬底表面的OH-浓度有关,表明纳米线的密度和尺寸与p-GaN薄膜衬底表面的预处理密切相关。另外,该ZnO纳米线阵列具有较好的紫外发射特性,有望在紫外发光二极管领域获得应用。     

基于ZnO半导体纳米线膜的声表面波型紫外探测器

针对传统半导体光电探测器件结构的宽带隙半导体紫外探测器可测信号弱的问题,提出了一种基于ZnO纳米线膜的声表面波型紫外探测器。该探测器利用ZnO纳米线膜的强紫外光电响应特性和声表面波器件的灵敏的声电相互作用机制,将采用高纯锌粉的热蒸发氧化工艺制备的纤锌矿型ZnO纳米线制作在已有声表面波小波传感器上。利用光致发光谱研究发现,由于低维激子限域效应和表面效应,所制作ZnO纳米线敏感膜中的紫外光电效应优于外延ZnO半导体薄膜;同时,基于ZnO纳米线膜的声表面波式紫外探测器在紫外光辐照下该探测器的中心频率减小,损耗增大。实验研究表明该器件能够实现长波紫外光的高灵敏度探测。     

ZnO纳米线阵列/PVK光电二极管制备与特性

采用水热方法在氧化铟锡(ITO)涂覆的玻璃基底上生长出良好取向排列的氧化锌(ZnO)纳米线阵列,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)分别测试ZnO纳米线阵列的形貌和晶相结构。测试结果表明:在基底上形成致密、良好取向排列的ZnO纳米线阵列,纳米线的直径为40~50 nm,长度在200~300 nm,具有六方纤锌矿结构。进一步与p型聚乙烯咔唑(PVK)混合,形成p-n异质结器件,研究该器件在暗态和光照下的电流密度-电压(J-V)特性。结果显示:该器件为光电二极管,在暗态和光照下的整流率分别为216和110。     

ZnO纳米线的控制生长及在染料敏化太阳能电池中的应用

利用旋涂法在FTO导电玻璃板上制备一层ZnO籽晶,再经水热生长,得到杂乱的和规整的ZnO纳米线;重复该过程,制备得到带分枝结构的ZnO纳米线。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计和光电转换测试系统等手段,研究了水热生长条件对ZnO形态和晶体结构的影响,以及它们对染料吸附率和光电转换效率的影响。结果表明:在生长液中添加聚乙烯亚胺有利于ZnO籽晶择优取向单向生长;原位生长形成的ZnO纳米线均为纤锌矿结构,结晶性良好;影响带分支结构ZnO纳米线制备的关键因素为悬挂籽晶次数和晶化热处理升温速率。解吸附和光电性能测试结果表明,相对于初始的ZnO纳米线,带分枝结构的ZnO纳米线具有更高的染料吸附率和太阳能转换效率。     

H_2O_2诱导小麦叶片光合功能衰退的研究

采用不同浓度的H2O2处理小麦,研究H2O2对小麦叶片光合功能的影响.结果表明:1 mmol.L-1H2O2对小麦叶片光合作用基本无影响,10、100、200 mmol.L-1H2O2对小麦离体和连体叶片的光合作用均有不同程度的抑制作用,表现为光合速率、叶绿素含量下降.叶绿体超微结构显示10 mmol.L-1H2O2对其有影响,200 mmol.L-1H2O2处理后基粒明显破坏,类囊体膜无序.核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶加氧酶(Rubisco)大小亚基和羧化活性在20 mmol.L-1H2O2逆境下变化小,100 mmol.L-1H2O2处理,Rubisco大小亚基降解明显,羧化活性微弱.说明H2O2诱导小麦叶片光合功能衰退.     

氧化锌纳米线阵列/泡沫石墨烯电化学检测左旋多巴

采用化学气相沉积法以泡沫镍为模板制备三维多孔网状泡沫石墨烯( GF),利用水热法在其表面垂直生长氧化锌纳米线阵列( ZnO NWAs),得到三维形貌的ZnO NWAs/GF复合材料.采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、拉曼光谱等测试方法对该复合材料进行了表征.结果表明：制备的石墨烯层数较少且纯净无缺陷. ZnO NWAs垂直于三维GF表面且尺寸分布均匀.利用电化学方法用ZnO NWAs/GF检测左旋多巴( LD ).电化学测试结果表明, ZnO NWAs/GF在线性范围为0~80μmol·L-1内检测LD时,检测灵敏度为0.41μA·(μmol·L-1)-1,且具有良好的重复性和稳定性.在尿酸( UA)干扰下,ZnO NWAs/GF对检测LD有很好的选择性.     

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。     

极端嗜热菌Thermosipho melanesiensis普鲁兰酶基因的异源表达与酶学性质分析

选择来源于极端嗜热菌Thermosipho melanesiensis(DSM12029)的普鲁兰酶基因,以购自德国菌种保藏中心的基因组为模板,扩增出普鲁兰酶基因TM-pulA;利用酶切酶连构建了重组质粒pET21a-TM-pulA;转入大肠杆菌Rosetta(DE3)菌株中诱导表达并经纯化后,进行了水解产物分析和酶学性质测定.结果显示:TM-pulA为Ⅰ型普鲁兰酶,最适pH为5.8;最适温度是80℃;70℃下半衰期为4.75 h;Mn~(2+)、Co~(2+)、AL~(3+)、Fe~(3+)、SDS及EDTA对其酶活有不同程度的抑制作用;该酶的K_m、V_(max)、K_(cat)及K_(cat)/Km值分别为4.68 g·L~(-1)、0.0085 mmol·L~(-1)·s~(-1)、71.18 s~(-1)、15.21 L·g~(-1)·s~(-1).     

细胞毒性T细胞抗原4胞外结构域的高效表达与纯化

目的:获得细胞毒性T淋巴细胞相关分子4胞外结构域(exCTLA4)在大肠杆菌中高效表达的条件,并纯化获得高纯度的重组蛋白.方法:构建原核表达质粒pET28a-exCTLA4并转入大肠杆菌Transetta(DE3)中,通过改变诱导物IPTG浓度、细菌培养温度和时间,获得了exCTLA4的最佳表达条件.收集最佳诱导条件下表达exCTLA4的菌体,将菌体超声破碎后,离心分离exCTLA4包涵体,用低浓度尿素(2mol·L~(-1))洗去大部分背景蛋白后,再用高浓度尿素(8mol·L~(-1))溶解包涵体,进一步用镍离子亲和层析方法得到高纯度exCTLA4.结果:构建了表达载体pET28a-exCTLA4,获得了exCTLA4在Transetta(DE3)中的最佳诱导条件,即在1mmol·L~(-1) IPTG、25℃下,诱导6h能得到最佳表达,但重组蛋白以包涵体形式存在.通过纯化exCTLA4包涵体及进一步的镍离子亲和层析获得了高纯度的目的蛋白,Western blot鉴定为CTLA4.结论:获得了exCTLA4重组蛋白在大肠杆菌中的最佳表达条件和纯化方法及步骤,为该蛋白的应用奠定了基础.     

4种常用除草剂对玉米、绿豆和萝卜的影响

采用非靶标植物影响试验的土壤处理法,分别测定500 g·L-1莠灭净悬浮剂、400 g·L-1二甲戊灵乳油、56%二甲四氯钠可溶粉剂和900 g·L-12,4-滴异辛酯乳油4种玉米田常用除草剂对玉米、绿豆和萝卜的半效应浓度EC50(14 d),并进行影响评价,以明确除草剂对玉米及非靶标植物的安全性。结果显示,500 g·L-1莠灭净悬浮剂、400 g·L-1二甲戊灵乳油、56%二甲四氯钠可溶粉剂和900 g·L-12,4-滴异辛酯乳油对玉米和绿豆均为低毒,400 g·L-1二甲戊灵乳油对萝卜为低毒,500 g·L-1莠灭净悬浮剂、56%二甲四氯钠可溶粉剂对萝卜为中毒,900 g·L-12,4-滴异辛酯乳油对萝卜为高毒。4种除草剂均可按照推荐剂量施用于玉米田,但在选择施用500 g·L-1莠灭净悬浮剂、56%二甲四氯钠可溶粉剂和900 g·L-12,4-滴异辛酯乳油时,应避免间、套种萝卜并远离萝卜田,以免对萝卜造成药害。     

植物激素对新疆雪莲愈伤组织诱导和分化的影响

研究了不同植物激素对新疆雪莲叶片愈伤组织诱导和分化的影响.结果表明:植物激素对新疆雪莲愈伤组织的诱导和分化影响显著,以MS为基本培养基附加浓度1.OO mg·L~(-1)的6-BA和2.OO mg·L~(-1)的NAA组合为最佳诱导培养基,诱导率达100%;以MS为基本培养基附加浓度1.00 mg·L~(-1)的6-BA和O.20 mg·L~(-1)的NAA组合为最值出芽培养基,出芽率达78%;以1/2MS为基本培养基附加浓度O.30 mg·L~(-1)的NAA和浓度O.03 mg·L~(-1)的KT为最佳生根培养基,生根率达54%.     

溴氨酸降解菌对磺酸化偶氮染料脱色研究

考察了溴氨酸降解菌——鞘氨醇单胞菌QYY菌株对磺酸化偶氮染料的脱色特性及溴氨酸作为氧化还原介体对其脱色的影响.研究表明,磺酸化偶氮染料酸性大红3R厌氧脱色的适宜条件是:pH 8.0,温度30℃,外加碳源葡萄糖和乙酸钠各为4 g.L-1.当外加溴氨酸浓度为19.1~152.8 mg.L-1时,QYY菌株对酸性大红3R的脱色速率可提高0.3~1.9倍.并且溴氨酸能够促进其他磺酸化偶氮染料的脱色.连续5次向培养基中补加120 mg.L-1酸性大红3R,溴氨酸都能够促使菌株QYY快速有效地将其脱色,并且每次酸性大红3R脱色后,菌株QYY都能将溴氨酸在24 h内好氧降解.     

牡丹‘璎珞宝珠’不定芽增殖及生根诱导研究

以牡丹‘璎珞宝珠’为材料,对影响其不定芽分化、生根的因素进行了研究,并对根源基的解剖学结构进行了观察.结果表明:在不定芽的增殖培养中,分化较好的培养基为MSB+1.5mg·L~(-1)6-BA+0.05mg·L~(-1)NAA,不定芽再生率最高为(90.30±1.56)%,增殖系数最高为5.91±0.20;诱导生根最佳培养基为1/2MSB+3.0mg·L~(-1)IBA+0.5mg·L~(-1) NAA+1g·L~(-1)活性炭(AC),生根率最高达到(75.25±2.43)%,生根量为3.30±0.09,根长度最长达到(1.40±0.11)cm,与其他处理差异显著.牡丹组培苗的不定根属于诱生根原始体型,不定根原始体起源于维管束的形成层细胞,继代次数与生根有相关性.前期4℃低温处理7d培养有利于生根,自然散射光照射下,生根状况最好,根的平均长度为(2.62±0.28)cm,移栽成活率达(85.4±1.13)%.     

沉淀法制备Na_(0.7)MnO_(2.05)及其水基超级电容器性能测试

以Mn(NO_3)_2和NaOH为原料,采用沉淀法合成了用作超级电容器电极材料Na_(0.7)MnO_(2.05).扫描电子显微镜(SEM)观察结果表明所制备样品呈层状板块形貌.电化学测试结果表明,Na_(0.7)MnO_(2.05)是一种性能比较优良的超级电容器电极材料.在1mol·L~(-1) Na_2SO_4电解质溶液中,0~1V的电压范围内,充放电电流密度为200mA·g~(-1)时,比容量高达201F·g~(-1),库伦效率接近100%.