自催化脉冲激光沉积方法制备ZnO纳米棒阵列

采用脉冲激光沉积方法在ZnO作为缓冲层的InP（100）衬底上制备了高密度ZnO纳米棒阵列．扫描电子显微镜图像显示ZnO缓冲层形成较为均匀的岛状结构,ZnO纳米棒具有垂直于衬底的统一生长方向．X射线衍射测试在34．46°出现尖锐的衍射峰,说明ZnO纳米棒具有（002）择优取向．PL谱在380nm出现强的近带边发射峰,在495nm出现弱的深能级发射峰,表明ZnO纳米棒具有较好的光学性质．本实验制备的高质量ZnO纳米棒阵列有望在现在和未来的纳米器件制作中得到应用．     

Sb2S3纳米粒子敏化ZnO微纳分级结构的光电化学性能

采用电化学沉积方法,选择聚乙二醇(PEG-400)和乙二胺(EDA)为添加剂,直接在ITO导电玻璃上制备了有序阵列的ZnO纳米棒,以及ZnO纳米棒上生长纳米棒微纳分级结构。采用化学浴沉积法均匀沉积Sb2S3纳米粒子,制备了Sb2S3/ZnO纳米棒壳核结构和Sb2S3/ZnO纳米棒上生长纳米棒分级壳核结构。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、瞬态光电流等分析手段对其形貌、结构和光电化学性能进行了表征和测试。研究表明,Sb2S3/ZnO纳米棒上生长纳米棒分级壳核结构阵列膜的光电流明显高于Sb2S3/ZnO纳米棒壳核结构阵列。     

水热法制备TiO2-ZnO纳米棒分级结构及其光电性能研究

为了增加光电极光生电子传输通道并提高其光敏剂的负载能力,采用两步水热法制备了一种新颖的TiO_2-ZnO纳米棒分级结构。采用水热法在FTO导电玻璃基底上生长TiO_2纳米棒有序阵列膜,通过浸泡提拉在TiO_2纳米棒上包覆一层ZnO溶胶,经烧结形成ZnO种子层;再次采用水热法于TiO_2纳米棒上生长ZnO纳米棒,形成TiO_2-ZnO纳米棒分级结构,通过旋涂辅助连续离子反应分别在TiO_2纳米棒阵列和TiO_2-ZnO纳米棒分级结构中沉积光敏剂CdS纳米晶,形成CdS/TiO_2纳米棒复合膜和CdS/TiO_2-ZnO纳米分级结构复合膜。利用SEM,TEM,XRD、紫外-可见吸收光谱、瞬态光电流图谱等表征和测试手段,对样品的形貌、结构、光吸收和光电性能进行了表征和测试。结果表明,与单纯的TiO_2纳米棒阵列相比,TiO_2-ZnO分级结构可以沉积更多的CdS光敏剂,CdS/TiO_2-ZnO纳米分级结构复合膜的光吸收性能和瞬态光电流均明显优于CdS/TiO_2纳米复合薄膜。凭借优异的光电性能,TiO_2-ZnO分级结构在太阳电池光阳极材料中具有很好的应用前景。     

ZnO/TiO_2分级纳米结构的制备及气敏性能

采用静电纺丝法和水热法制备了ZnO/TiO_2分级纳米结构,利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对材料的表面形貌和晶体结构进行了表征,并研究了ZnO/TiO_2分级纳米结构传感器的气敏特性.结果表明,ZnO/TiO_2分级纳米结构是ZnO纳米锥柱阵列均匀生长在TiO_2纳米纤维的表面,且水热法生长ZnO纳米锥柱阵列的过程未改变TiO_2纳米纤维的晶体结构.与ZnO纳米锥柱和TiO_2纳米纤维气敏元件相比,ZnO/TiO_2分级纳米结构气敏元件具有更高的灵敏度,且对丙酮具有较好的选择性.     

中孔Ag微米盘/ZnO纳米棒阵列异质结的构筑及光催化研究

利用简单的两步合成法制备得到新颖的中孔Ag微米盘（HMDs）/ZnO纳米棒（NRs）异质结,主要包括上晶种和异质外延生长.通过简单的合成参数调控,可以制备不同纳米直径、不同长度、不同形状的ZnO NRs,进而制成不同形貌的Ag/ZnO异质结.结构新颖的Ag/ZnO异质结由一维（1D）半导体和二维（2D）纳米结构元构成,Ag/ZnO异质结具有高比表面积和开放的空间结构,在光电领域具有很重要的应用潜力.在光催化测试中,Ag/ZnO异质结表现出优越的催化活性,主要归因于结构独特的Ag/ZnO异质结的协同效应.     

两步水浴法制备ZnO纳米棒阵列的研究

通过预加热处理完成了氧化锌（ZnO）种子层的制备,在种子层退火之后利用水浴法生长制备了排列有序的ZnO纳米棒阵列.采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和光致发光光谱（PL）分析了ZnO纳米棒阵列的表面形貌、结构和光学性质,考察了预处理温度和水洗时间对产物性能的影响.结果表明：预处理温度较低时无法形成ZnO种子层;制备的ZnO纳米棒阵列是纤锌矿结构;随着水浴时间的延长,ZnO纳米棒的长度逐渐增加.     

ZnO/Cu2O异质结的制备及其光电性能研究

通过两步法制备了由ZnO纳米棒阵列和Cu2O薄膜组成的异质结。首先利用低温湿化学法在掺氟的SnO2导电玻璃(比较FTO)上生长ZnO纳米棒阵列,然后在ZnO纳米棒阵列上通过水热法继续生长Cu2O薄膜,形成ZnO/Cu2O异质结。通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪的表征结果得知,ZnO纳米棒阵列具有很好的c轴取向性,其长度为1μm;而Cu2O薄膜的厚度为1.5μm,其(111)面优先沿ZnO的(002)面外延生长。与ZnO纳米棒阵列相比,ZnO/Cu2O异质结在可见光范围内吸收强度明显增强。在模拟太阳光照射下(AM 1.5,100mW/cm2),由ZnO/Cu2O异质结构成的太阳能电池器件的开路电压为0.36V,短路电流密度为7.8mA/cm2,对应的填充因子为31%,光电转换效率为0.86%。     

表面Au改性增强ZnO光阳极性能实验设计

设计了一种新型的半导体光电化学性能实验,该光电化学系统是由ZnO纳米棒阵列光阳极、Pt对电极、饱和甘汞参比电极以及电解液构成.首先,运用水热法在氟掺杂氧化锡（FTO）导电基体材料上生长结构有序的ZnO纳米棒阵列,然后采用光沉积的方法在ZnO纳米棒表面沉积适量纳米Au颗粒得到Au/ZnO纳米棒阵列.通过扫描电子显微镜分析材料的微观形貌,利用紫外-可见光漫反射吸收光谱、光电化学和电化学阻抗谱等方法测试分析ZnO光电极材料的各项性能.证实了通过在ZnO阵列上负载合适浓度的Au颗粒会显著改善其光电响应,降低其界面电荷转移电阻.该实验不仅能培养本科生严谨的科学研究态度,而且能开发其创新潜能,提高其解决复杂工程问题的能力.     

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.     

ZnO/SnO_2分级纳米结构的制备及气敏特性研究

结合静电纺丝和水热法制备了ZnO/SnO_2分级纳米结构.扫描电镜结果显示,直径为20~30 nm且粗细均匀的ZnO纳米棒阵列均匀地生长在长2~10μm的SnO_2纳米线上.与纯ZnO纳米棒和纯SnO_2纳米线相比,ZnO/SnO_2分级纳米结构显现出更优越的气敏性能,在300℃下对体积分数为100×10~(-6)的丙酮气体的灵敏度高达22.76,响应时间为13 s,恢复时间为10 s.     

用蔗渣遗态转化法制备分级多孔结构氧化锌及其对丙酮气体的检测性能#br#

以蔗渣为生物模板, 用遗态转化法制备分级多孔结构ZnO. 用X射线衍射（XRD）、 扫描电镜（SEM）及比表面积测试法对ZnO样品进行物相分析, 并进行气敏实验. 结果表明: 煅烧后得到的样品为纯相纤锌矿系六方晶结构ZnO, 模板已被完全去除; ZnO样品表面呈蔗渣模板的类蜂窝状结构, 由多孔道相互联结而成; 分级多孔结构ZnO对100 cm³/m³丙酮的响应值在340 ℃时达到最大值24.5, 比常规无模板ZnO约高2.23倍; 响应时间和恢复时间分别为6 s和1 s, 比常规无模板ZnO的时间均缩短, 并有很好的气体选择性.     

药片状纳米银基体的合成及其表面增强拉曼散射的研究

通过电化学沉积法制备出一种药片状银微纳结构。采用SEM和XRD等技术对所制备的银微纳结构进行了结构表征,并结合其结构特点对药片状银微纳结构的形成机制进行了初步探讨。单分子检测实验可知超低浓度的罗丹明6G(Rhodamine 6G,R6G),即10-10mol/L都可以检测到光谱信号,表明这种结构的纳米银可以作为良好的表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)的基底,其原因在于药片状纳米银具有层级结构,其表观自相似性赋予其良好的SERS活性。     

导电聚苯胺不同纳米结构的制备

分别以纤维状材料(如H3PW12O40/PVA纤维、头发丝、涤纶丝、玻璃丝、细铜丝)、环状材料(如细铜丝环、头发丝环)以及膜状材料(如保鲜膜)等为模板,以杂多酸H3PW12O40为掺杂剂,过二硫酸铵为氧化剂,制备了具有不同纳米结构的多酸掺杂聚苯胺材料.采用红外光谱和扫描电镜对聚苯胺进行了结构和形态表征.结果表明:模板形态对聚苯胺纳米结构有较大的影响,纤维状模板导致聚苯胺具有纳米棒结构,直径在300～400 nm之间;环状模板导致聚苯胺具有微米球结构,直径在1 000～3 000 nm之间;膜状模板导致聚苯胺具有片状结构.所得材料的电导率均大于0.1 S/cm.     

Cu衬底上ZnO纳米结构及其光催化性能分析

采用两步电化学沉积法在Cu衬底上沉积得到ZnO纳米结构薄膜。用X-射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对其结构及形貌进行表征,发现先在Cu衬底上沉积一层Zn致密膜,更有利于在其表面上得到附着力强、形貌较好的ZnO纳米结构膜。系统考察了沉积温度和沉积时间等工艺参数对ZnO纳米结构的影响。结果表明,沉积温度和沉积时间对晶体结构和形貌有显著影响,通过对工艺进行适宜控制可以得到结晶性良好的六方纤锌矿型ZnO纳米结构膜。以罗丹明B为目标有机污染物,分析了ZnO膜的光催化性能,表明所制备的ZnO膜可以作为光催化剂,其光催化效率可达到72.4%。     

碳纳米管修饰碳糊电极吸附溶出伏安法测定铜

制备了羧基化碳纳米管修饰碳糊电极（MWCNT/CPE）,并研究了Cu（Ⅱ）-SPAPT络合物在该电极上的吸附伏安行为,建立了一种测定痕量铜的新方法。采用二阶导数线性扫描溶出伏安法进行分析。结果表明：在0.1 mol/L的HAc-NaAc（pH=4.0）中,于-400 mV处搅拌富集一定时间,从-400~600 mV范围内以250 mV/s的扫描速度线性扫描,络合物吸附在MWCNT/CPE表面,于66 mV（vs.SCE）处产生一灵敏的阳极溶出峰,其峰电流与Cu（Ⅱ）浓度在4×10-11mol/L-8×10-9mol/L和8×10-9mol/L-1×10-7mol/L范围内分两段呈良好的线性关系,检出限（S/N=3）为2.2×10-11mol/L（富集时间240 s）。同时,探讨了电极反应机理。该方法操作简便、灵敏度高,应用于人发中铜含量的测定,结果满意。     

Ag／TiO2中空纳米纤维结构材料的太阳光催化性能

利用一种模板辅助的两步法制备银修饰的TiO2中空纤维光催化纳米结构材料（Ag／TiO2）,借助于扫描电子显微镜（SEM）,X光电子能谱（XPS）,X线衍射（XRD）,uVvis光谱,Zeta电位等技术以及亚甲基蓝（MB）在不同光源条件下的降解脱色对目标材料结构、性能等进行了表征．结果表明：在空气气氛和适当温度下处理前驱材料（Ag＋-Ti4＋／CF）可以同时实现模板（CF）的去除,Ti4＋→TiO2和Ag＋→Ag的原位转化;材料的纳米纤维结构化和适量Ag（0．20％,质量分数）的引入有利于其太阳光催化性能的提高;该纤维材料易于分离,再利用．该纳米纤维结构材料良好的太阳光催化性能是众多因素协同作用的结果．     

Ag掺杂ZnO纳米晶的发光特性

以Zn(NO3)3.6 H2O,AgNO3为原料,明胶为模板分散剂,采用凝胶模板燃烧法制备纯ZnO和ZnO∶Ag纳米晶,利用XRD,SEM,TEM和PL谱对样品的结构和性能进行了研究.结果表明∶掺杂前后产物粒子形状均为球形,结晶良好,属六方晶系结构且无杂相;Ag占据部分Zn格位或填隙位进入ZnO晶格,掺入量约为1%(摩尔分数);纯ZnO平均粒径约为40 nm,掺杂样品的平均粒径约为45 nm,Ag掺杂轻微地影响ZnO晶粒生长.PL谱显示Ag掺杂能够调整ZnO纳米晶的能带结构?提高表面态含量,进而使得ZnO:Ag纳米晶的可见发光能力显著增强.     

电沉积壳聚糖-镝复合涂层缓蚀性的研究

以壳聚糖和镝为原料,利用电沉积技术在铜片上形成新型的壳聚糖-镝复合涂层.涂层的耐腐蚀性采用电子扫描显微镜（SEM）、X射线能谱（EDS）、动电位极化测量（TAFEL曲线）和电化学交流阻抗（EIS）进行研究.试验结果表明,在电压为5V,沉积时间为5min,溶液pH=3.8的室温条件下可以在铜表面形成稳定、均匀的壳聚糖-镝复合涂层,该涂层能够显著提高铜片在酸性体系中的缓蚀性.     

纳米银与纳米氧化锌混合物的抗菌活性

采用常温还原法合成纳米银及微波超声波组合法合成纳米氧化锌样品,运用X线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）及UV—Vis光谱对样品的组成及形貌进行表征．将纳米银与纳米氧化锌进行混合,采用菌落计数法测定混合物对大肠杆菌（E．coli）和金黄色葡萄球菌（S．a／Are／AS）的抑菌活性．结果表明,所合成样品为分散性好的5nm银颗粒及均一棱柱状结构的纳米氧化锌．二者混合物在银含量减少一半时对两种细菌的抗菌活性明显高于单独的纳米银或纳米氧化锌,表明混合物中纳米银和纳米氧化锌在抗菌时发挥了协同作用．     

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.