单分散Au/ZnO纳米球的可控制备及气敏性能研究

以二水合醋酸锌和二甘醇为原料,采用微波法制备ZnO单分散纳米球;采用柠檬酸还原法制备Au纳米颗粒,并通过静电作用将金纳米颗粒修饰在ZnO纳米球上制备Au/ZnO气敏材料.XRD结果证明了多晶ZnO的形成以及金属Au的成功修饰;FESEM和TEM观察到ZnO单分散纳米球由纳米颗粒组装而成,粒径约280nm;PL光谱对合成材料的晶体缺陷进行了提取,在此基础上深入讨论了Au/ZnO的增敏机理.气敏测试结果显示,Au/ZnO纳米球比未修饰的ZnO纳米球对丙酮具有更好的选择性与更低的检测温度,在体积分数为1×10-6下仍具有较强的气敏响应.     

新型偶氮香豆素化合物的合成及光谱特性

为对比6-偶氮香豆素和7-偶氮香豆素的光物理特性,设计、合成并测定了一系列偶氮香豆素化合物的最大紫外吸收波长和最大荧光发射波长的数据,并求得了S tock位移值。     

2种稀土Eu3+,Tb3+配合物的合成与其光致发光性质

设计合成新的三齿有机配体4-（4’-咔唑-9基-丁基氧）-吡啶-2,6-二甲酸（H₂CBODPA）,并以此为配体合成配合物Na₃Eu（CBODPA）₃和Na₃Tb（CBODPA）₃.通过对有机配体分子结构的调控,稀土Eu³⁺和Tb³⁺有机配合物的激发波长明显地向长波长方向移动,与吡啶-2,6-二甲酸配合物的激发波长相比,其有效激发波长向长波长方向移动约70 nm.Na₃Eu（CBODPA）₃和Na₃Tb（CBODPA）₃在近紫外光（350 nm）的激发下,分别得到较强的特征红色发光(Eu³⁺)和特征绿色发光(Tb³⁺).研究结果对合成长波长激发的稀土有机发光探针提供理论依据和应用参考价值.     

添加剂对SnO2气敏材料敏感特性的影响

采用浸渍法和化学共沉淀法制备了十五种金属或金属氧化物掺杂的SnO_2气敏材料.用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X光电子能谱研究了材料的陶瓷微结构和化学组成,用静态配气法测试了材料的气敏性能.结果表明:Ag,CuO和ZnO作为廉价的敏感添加剂,可用于制造可燃气体传感器;ZnO和Re_2O_3的掺杂可显著改善SnO_2对酒精的选择性;Sb_2O_3的掺杂能明显降低SnO_2的电阻;添加剂Ag和CeO_2与SnO_2之间存在一定的电子相互作用,对Sn3d的键合能(BE)有一定影响.     

新方法制备三氧化钼/聚苯胺插层复合物

提出一种制备三氧化钼/聚苯胺层状复合物的新方法,打破了传统制备方法对(Li/Na)_xMoO₃前驱体、离子引发剂以及水溶液环境的依赖.该方法使用烷基胺为插层剂在三氧化钼层间插入苯胺单体,然后在空气中热处理引发层间苯胺聚合形成三氧化钼/聚苯胺层状复合物.X射线衍射、扫描电子显微镜、差热分析及VSM磁性能测试结果表明,该复合物具有清晰层状形貌,层间聚苯胺以平行于层板形式存在,聚苯胺与三氧化钼在复合后磁性能发生明显变化.     

4-氟苯乙酮双取代紫精的合成及光致变色特性

紫精材料在外界刺激(如光、热、电)下会表现出灵敏的变色行为,在光学开关和分子传感识别中具有良好的潜在应用前景.通过一步反应合成了4-氟苯乙酮双取代紫精衍生物(VioF₂·2Cl).氟苯乙酮取代基的引入扩大了其共轭体系,起到稳定自由基的作用,使着色更稳定持久. VioF₂·2Cl在紫外(ultraviolet, UV)灯的照射下可以快速地从白色转变为浅黄色直至黄绿色,显示出了灵敏的光致变色行为.变色后晶体中的VioF₂²⁺分子间具有更短的π···π^*作用距离,能够促进光致电子转移(photoinduced electron transfer, PET)过程的发生,并且起到稳定紫精阳离子自由基的作用,使其能够在氧气环境下持续变色3 d而不被氧化褪色.这种新型的紫精衍生物表现出了更为灵敏的光致变色性能及自由基着色稳定性,在光致变色材料领域具有良好的潜在应用可能.     

多面体双壳层 Co$_{\bf 3}$O$_{\bf 4}$-ZnO 及其 CO 传感性能

以甲醇为溶剂, 静置沉淀法合成 Co 掺杂的 ZIF(zeolitic imidazolate framework)-8, 将其在管式炉中空气氛围下退火得到多面体双壳层 Co$_{3}$O$_{4}$-ZnO. 通过 X 射线衍射仪(X-ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)、热重分析仪(thermal gravimetric analyzer, TGA)手段对合成材料的组成、形貌和热稳定性进行了表征. 结果表明, 纯 ZIF-8 在较低的退火温度下保持稳定, 更高温度的退火使 ZIF-8 生成结构坍塌的 ZnO. 4% Co 掺杂的 ZIF-8 在较低温度下退火后得到多面体双壳结构的 Co$_{3}$O$_{4}$-ZnO(CZO-4), 表明 Co 在 ZIF-8 的氧化过程中提供了催化氧化的活性位点, 降低了 2-甲基咪唑的氧化反应能垒. 同时, 较低的退火温度给予 ZnO 充分的成型时间, 使其保持菱形十二面体结构而不坍塌. 由 Co 元素催化由外而内的氧化生长过程, 最终使 ZnO 生长为双壳层结构. 而将 Co 的载量提高到 8%, 得到的双壳层则变得不明显(CZO-8). 在对 CO 气敏测试结果分析中发现, 相对于 CZO-8 和 ZnO, CZO-4 具有更优异的 CO 传感性能, 具有高灵敏度($R_{\rm a}$/$R_{\rm g}$=21.8@100$\times $10$^{-6}$ CO)、 高选择性(达到 H$_{2}$ 灵敏度的 8.7 倍)和长期稳定性(在42 d 测试中信号平稳). 这是由于 CZO-4 具有较大的比表面积和气体传输通道, 以及 Co 作为活性位点对 CO 催化氧化作用带来的气敏性能的提升.     

半导体金属氧化物的室温固相合成研究

以无机盐为原料,用室温固相化学反应直接合成了SnO2、In2O3、ZnO、Fe2O3等导体金属氧化物的纳米粉体,用X－射线衍射技术和透射电子显微镜对产物的物相和形貌进行了表征观察,结果表明,固相化学反应完全,所得产物为理论产物,且均为纳米粒子。