水下超疏油铜网的制备及其油水分离应用研究

以铜网为基底,采用一步氧化法成功制备了水下超疏油铜网,其对油的接触角可达160°,滚动角为4°.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、接触角测试仪等对制备出的铜网表面的形貌、化学组成与浸润性等进行了表征与分析,并探讨了超疏油铜网的疏油机制、疏油性影响因素及其在油水分离中的应用.结果表明:经氧化所构筑的无定向微纳米氢氧化铜针状结构增加了铜网表面的粗糙度,氧化液浓度及铜网孔径的大小对水下疏油效果影响显著,油水分离效率受到不同水环境及油水体积比的影响,分离效率可达94%.     

单晶硅表面电化学方法制备定向硅纳米线阵列的研究

采用电化学方法在近室温条件下快速制备硅纳米线阵列.实验选用HF-AgNO3混合溶液,在单晶硅表面沉积生长一层薄的金属银的催化剂薄膜.然后在HF-Fe(NO3)3混合溶液中,利用银为催化剂,在硅片表面发生氧化还原反应,通过选择性腐蚀,制备出大面积硅纳米线阵列;利用扫描电镜分析了制备温度、时间及AgNO3的浓度对催化剂形状、大小的影响,并进一步分析了其对纳米线的定向特征、长度及填充率的影响.在本实验条件下,银催化剂的颗粒直径影响纳米线的生长,过大或过小的催化剂都不利于纳米线的制备.同时,纳米线的长度随着刻蚀生长时间的延长而增加.     

激光微织构泡沫铜的氧化铜纳米线制备及其光催化性能研究

本文采用激光织构与热氧化法相结合,以泡沫铜为基底制备具有微阵列结构的氧化铜纳米线(CuO NWs).采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对样品表面形貌及成分进行表征,讨论激光织构表面微结构对氧化铜纳米线生长的促进作用,设计不同的加工参数研究激光织构对氧化铜纳米线生长的影响,并通过光催化降解甲基橙溶液考察了CuO NWs的光催化性能.实验结果表明,经过激光织构的泡沫铜能增大纳米线的生长面积,提高样品表面氧元素的含量,有效地促进生长过程中氧化铜纳米线长度和密度的提高.不同的激光参数对纳米线的生长产生一定影响,具有良好的调控作用.CuO NWs光催化降解甲基橙的降解率可达97%,循环测试5次后的降解率仍可保持在96%,可见其稳定性良好,而且其片状结构更易回收,重复利用率高,具有优异的光催化性能.     

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。     

超长ZnSe纳米线的制备及其光学性能研究

利用2元混合溶剂(CHA/DIW)合成体系,制备了立方相具有周期性结构的孪晶Zn Se纳米线.所有纳米线都向一个方向生长,即垂直于立方相Zn Se的(111).结果表明:利用水/胺2元混合溶液可制得各种复杂形貌的半导体材料,这种2元体系可控制合成不同的硫属半导体纳米材料,也为制备其它具有光学性能可调的半导体纳米晶提供了一条普适的合成路线.     

二氧化锡纳米线的制备及表征

采用真空蒸发沉积法制备二氧化锡纳米线,对二氧化锡纳米线的制备过程进行描述,并采用扫描电子显微镜对样品形貌进行表征,发现使用此方法可以制得较好的纳米线样品,以及使用X射线衍射仪对样品进行物相分析,发现制得的样品结晶良好,结构单一。在实验中,恒温温度和衬底的不同,对二氧化锡纳米线的生长有重大的影响,而在通保护气体的情况下保护气体氩气的流速也对二氧化锡纳米线生长产生影响。     

电沉积Ni纳米线阵列及其磁学性能研究

为了解决因受阳极氧化铝(AAO)孔道直径限制导致合成的金属纳米线尺寸单一、磁性受限的问题,采用二次阳极氧化法制备了不同孔径的阳极氧化铝(AAO)模板,依据模板辅助电沉积法,在不同孔径AAO模板内生长了Ni纳米线阵列,利用SEM,TEM,XRD和EDS等技术对制备的Ni纳米线阵列形貌、微观结构和成分进行表征,通过物理性能测试系统(PPMS)研究了Ni纳米线的磁学性能。结果表明:Ni纳米线的生长机制是交流电正半周期Ni~(2+)还原与负半周期Ni原子溶解的共同作用;Ni纳米线具有磁各向异性,随着直径的增大,Ni纳米线的易磁化方向由平行于纳米线轴线方向逐渐转变为垂直于纳米线的方向,易磁化方向的转变是由有效各向异性场和磁畴结构随纳米线直径的改变而导致的。研究电沉积Ni纳米线阵列及其磁学性能,可为深入研究交流电沉积法制备磁性纳米线的生长机制和磁性纳米线的磁化机理提供理论和实验依据,为拓宽纳米线的应用领域奠定基础。     

不同溶液中制备的 L-半胱氨酸自组膜的红外反射吸收光谱研究

在金表面上制备 L-半胱氨酸（L-Cys）自组装单分子膜（SAMs）已引起人们的广泛兴趣．但是,我们发现,不同自组装溶液对SAMs的形成具有很大影响．利用偏振模式傅立叶变换红外反射吸收光谱对分别在磷酸盐缓冲溶液（PBS ）、醋酸盐缓冲溶液（ABS ）以及盐酸与氢氧化钠混合溶液中制备的 L-Cys SAMs的结构进行了研究．结果表明,在不同溶液中制备 L-Cys SAMs的最佳酸度条件不同,在ABS中为pH 5．0,在盐酸与氢氧化钠混合溶液中为pH 6．0,而在PBS中 L-Cys SAM s的表面密度随着pH的增加而增大．就所研究的3种溶液而言,在优化条件下,在ABS中制备的 L-Cys SAM s的表面密度最大,因而其表面结构最完美．本研究为进一步制备免疫传感器、酶传感器等生物传感器提供了有利的技术支持．     

铁钴合金纳米线有序阵列的制备及其磁性表征

用电化学法制备了高度有序的多孔阳极氧化铝（AAO）模板，选摩尔比为1：1的CoSO4和FeSO4混合溶液为电解液，用交流电化学沉积法在多孔阳极氧化铝的柱形微孔内制备Fe0.5 Co0.5合金磁性纳米线有序阵列．分别用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪对多孔氧化铝模板和纳米线阵列的微观形貌和结构进行分析，用振动样品磁强计（VSM）对样品的磁学性能进行测试．结果显示，制备的磁性合金纳米线表面光滑、均匀，纳米线中的晶粒在生长过程中有（200）晶面的择优取向．VSM测试结果表明，纳米线阵列结构具有较高的垂直磁各向异性，当外场沿纳米线轴向磁化时，纳米线阵列有很大的剩磁比（Mr／Ms=0．7）和很大的矫顽力（饱和Hc=1700 Oe），说明样品经适当热处理后，剩磁比和纵向矫顽力普遍得到提高．     

高分子络合法自组装ZnO纳米结构和形貌调控

研究采用高分子络合法工艺制备ZnO纳米结构材料时晶体尺寸、形貌和质量的控制影响因素和机理.发现ZnO纳米结构的自组装生长由其极性生长特征和高分子网络骨架限域所决定.采用不同络合材料可调控ZnO纳米结构的形貌,如以聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等高分子材料作为络合剂时,分别可以得到均匀直径的ZnO纳米棒、纳米线,而作为对比,当以氨水、柠檬酸钠和六亚甲基四胺等小分子材料作为络合剂时,则分别得到ZnO纳米花、纳米片和棒槌状纳米棒;控制适度弱碱性的络合溶液pH值有利于ZnO纳米结构沿［0001］取向生长,在弱碱性溶液中易得到长柱状ZnO纳米线,而在强碱性溶液中易形成短的ZnO纳米棒以至颗粒.     

温度对硅纳米线生长结构的影响

以硅烷为反应气体，温度为850～1100℃，在（100）取向的单晶硅片上，采用化学气相沉积法生长了一维硅纳米线．用扫描电子显微镜观察了硅纳米线的表面形貌，用X射线衍射仪研究了硅纳米线生长结构与反应温度的关系．分析了不同实验条件对硅纳米线生长结构的影响，并对一维硅纳米线与块体硅的光致发光（PL）特性进行了分析比较．     

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。     

等离子电弧蒸发及后续氮化制备AlN纳米线

采用两步熔铝氮化法成功地制备出了 AlN 纳米线。首先,用含氮等离子体电弧法制得 Al AIN 混合纳米粉。然后,再将 Al AlN 混合纳米粉在750～850℃下保温1h 进行氮化处理,制备出含有 AlN 纳米线的纯 AlN 纳米材料。经 XRD、TEM和 HR—TEM 的测试表明:AIN 纳米线呈表面平滑的棒状形貌,其直径10～50mm,长度为500 nm～500μm。同时探讨了 AlN纳米线的生长机制。     

直流电弧等离体喷射CVD金刚石生长面的浸润性研究

为了开展CVD金刚石生长面的浸润性研究,采用直流电弧等离体喷射技术,制备了纳米金刚石自支撑膜、微米金刚石自支撑膜以及毫米单晶金刚石.结果发现：对于相同的金刚石生长表面,接触角按甘油、饱和葡萄糖水溶液、饱和NaCl水溶液和蒸馏水的顺序逐渐增大,表明所制备金刚石的表面对各液体的浸润性逐渐变差;而对于同种滴液,接触角在不同的金刚石表面表现出不同的大小,说明不同的CVD金刚石对于同种液体具有不同的浸润性.而表面能的计算结果表明纳米金刚石自支撑膜生长面的表面能最高,其次是微米自支撑金刚石膜,而单晶金刚石的表面能最小.     

不同成分和结构的CoCu纳米线阵列的沉积规律

利用直流电化学沉积法通过调节沉积参数在多孔阳极氧化铝模板中沉积制备出了一系列不同成分和结构的磁性Co Cu纳米线阵列。XRD和TEM的结果显示,沉积溶液的p H值对纳米线的成分比例和相结构的影响表现出了明显的规律性。笔者认为p H值对纳米线成分比例和相结构的控制主要源于它对溶液中Co2+沉积速率的影响。基于此沉积规律,沉积出了立方结构与六角结构共存的复相结构的Co Cu纳米线。由于复相结构的Co Cu纳米线中包含较多的相边界,因此它们具有远好于单相结构Co Cu纳米线的磁性,其矫顽力和剩磁比均是单相结构纳米线的3倍。     

VO_2纳米线的CVD,水热制备及结构形貌表征

我们采用CVD法,生长出高展弦比的VO2纳米线,并对其形貌、结构进行了表征,讨论了其生长机制.CVD方法生长的VO2纳米线沿着[100]的方向生长,且粗细均匀,具有较高的长径比,表面缺陷少,形貌均一,为制备以之为基元的光电传感器件打下了良好的材料基础.同时对比采用水热方法合成的VO2纳米线,探讨了两种方法生成产物在形貌上的差别及对器件性能可能产生的影响.     

聚酰亚胺纳米线阵列的制备及浸润机理研究

采用聚合物溶液浸润模板的物理方法,以聚酰胺酸溶液为前驱体,氧化铝膜为模板,制备了聚酰亚胺纳米线阵列,并用扫描电镜对纳米线阵列形貌进行表征.通过测量纳米线阵列的高度来表征聚合物溶液在纳米管中的流动距离,结果表明聚合物溶液在纳米尺度上的流动行为符合Lucas-Washburn方程.并探讨了聚合物溶液浓度对浸润机理及纳米结构形成的影响,有助于更好地控制模板中形成的纳米阵列结构.     

电沉积聚苯胺纳米线及其电化学性质

采用恒电流法在不同浓度的苯胺与1mol·L-1高氯酸的混合溶液中,在氧化铟锡(ITO)导电玻璃基底上制备了聚苯胺纳米线.系统研究了苯胺浓度、合成时间对其形貌及电化学性能的影响.SEM结果显示,在不同条件下制得的聚苯胺为线状,直径大约在100～500nm.采用恒电流充放电、循环伏安和交流阻抗谱对聚苯胺纳米线电极的电化学性能进行了表征.结果表明,其在3mol·L-1NH4Cl和2mol·L-1ZnCl2的混合溶液中恒电流充放电(电压范围-0.2～0.5V)的比容量最高可达746.7F.g-1.     

长度可调的纳米线阵列近红外减反射特性

采用金属催化化学腐蚀方法在单晶硅表面制备了有序的纳米线阵列,研究了纳米线长度与腐蚀时间之间的关系,发现纳米线长度随着腐蚀时间的增加而增大。测试了所制备的具有纳米线阵列的硅表面在近红外1000nm～2500nm范围内的减反射性能。测试结果表明,与未处理的光滑硅表面相比,具有纳米线阵列的表面的反射率大辐降低,并随着纳米线长度的增加,反射率减小。     

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。