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.     

SnO2中空球和纳米粒子结构的光谱对比分析

以SnCl4.5H2O作为锡源,采用共沉淀法制备SnO_2纳米粒子,以碳球为模板制备了SnO_2中空球。对产物进行了TGA,XRD,TEM,EDX表征,以检测产物的微观结构和形貌为纯SnO_2样品金红石结构。与SnO_2纳米粒子相比,SnO_2中空球结构具有较大的比表面积,因此在表面产生大量的氧空位,造成中空球结构的禁带宽度较小,拉曼光谱中四方金红石的固有模式Eg和A1g发生蓝移现象,SnO_2中空球的PL光谱强度比纳米粒子要强。     

SnO_2-NiO多孔纳米纤维负极材料的电化学性能

通过静电纺丝包含聚丙烯腈(PAN)、SnO_2和NiO前驱体的溶液及其随后的煅烧过程制备出SnO_2-NiO多孔纳米纤维.使用XRD、SEM、TEM、氮气吸附脱附、循环伏安测试以及充放电测试对制备的多孔纳米纤维的形貌、晶体结构、孔结构以及电化学性能进行测试,结果表明:多孔纳米纤维由四方相SnO_2和立方相NiO纳米粒子构成,纳米粒子的尺寸为~5nm,纳米粒子之间孔隙为~5nm;SnO_2-NiO多孔纳米纤维具有良好的电化学性能,在50mA/g的电流密度下循环100圈后,其可逆容量保持在637mA·h/g,未出现明显的容量衰减现象,电流密度提高至800mA/g,其可逆容量仍有505mA·h/g,其良好的电化学性能是因为其具有多孔的一维纳米结构.     

分级结构纳米氧化锡的制备及研究进展

综述了目前水热法制备分级结构纳米氧化锡(SnO_2)材料的形貌控制方法,阐述了制备过程中模板、添加剂、基底等对于分级结构氧化锡形貌控制的重要作用,在归纳、总结和比较的基础上指出了制备氧化锡纳米材料有发展潜力的可控方法,着重阐述了制备纳米氧化锡分级形貌的最新研究进展和掺杂对于其形貌和应用的影响,并展望了氧化锡形貌可控的应用前景.     

In、Ga掺杂SnO_2的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,建立了本征SnO_2、SnO_2∶In、SnO_2∶Ga和SnO_2∶(In,Ga)超晶胞模型并进行了几何结构优化,对其能带结构、态密度、电荷密度及光学性质进行了模拟计算.结果显示,与SnO_2∶In和SnO_2∶Ga相比,SnO_2∶(In,Ga)的晶格常数更接近于本征SnO_2,可有效降低SnO_2材料掺杂体系的晶格畸变.SnO_2中In、Ga的掺入能够增大材料的带隙值,且能带结构向高能方向移动,材料呈现典型的p型半导体特性.SnO_2∶(In,Ga)中,In与Ga掺杂原子和O原子的电子云呈现出共价键特性.光学性能表明,SnO_2∶(In,Ga)晶体中,光子能量在0~2.45 e V和大于6.27 e V的范围内表现出良好的介电性能,在微型微电子传感器机械系统器件和高密度信息存储等方面具有良好的应用前景.SnO_2∶(In,Ga)在可见光范围内具有10~5cm~(-1)数量级的吸收系数,能够强烈地吸收光能,在光电器件的吸收材料中具有潜在的应用前景.     

共沉淀法合成Mn~(2+)-SnO_2纳米粒子及其磁性能研究

以SnCl_4.5H_2O作为锡源,采用共沉淀法制备SnO_2纳米粒子,对产物进行了TGA,XRD,TEM,EDX表征,以检测产物的微观结构和形貌,证实Mn掺杂物被掺入到SnO_2主晶格中而不改变金红石结构,而且所制备的SnO_2纳米粒子结晶性好,尺寸较小。对Mn~(2+)离子掺杂的SnO_2纳米粒子进行了磁性能测试,结果表明,Mn~(2+)离子的加入不改变SnO_2纳米粒子的铁磁性,只改变顺磁性。随着温度的降低,Mn~(2+)离子掺杂的SnO_2纳米粒子磁化强度逐渐增强。同一温度下,随着磁场的增强,Mn~(2+)离子掺杂的SnO_2纳米粒子磁化强度逐渐增强。     

FTO薄膜电子结构和光学性质的PBE0方法研究

本文基于密度泛函理论(DFT)PBE0方法对本征SnO_2及SnO_2∶F电子结构及光学性质进行了理论计算,从理论上描述了光学性质与电子结构关系。计算结果表明,PBE0方法计算光学带隙最接近实验数值。在PBE0赝势下,计算了本征SnO_2及SnO_2∶F能带结构、电子态密度。掺杂后,体系局域态密度增加,费米能级穿越导带底部,F掺杂增强SnO_2的导电性。增加F掺杂浓度,体系等离子体频率降低,有利于降低FTO薄膜红外辐射率。F掺杂SnO_2后,介电函数谱发生红移。     

锡锑中间层在钛基二氧化铅电极中作用机理探讨

本文研究了锡锑中间层的结构及降低钛基二氧化铅电极界面电阻的机理。掺Sb的SnO_2中间层显著改善了钛基二氧化铅电极的稳定性,提高了使用寿命。x射线衍射分析结果表明,中间层的主要成份是SnO_2与SbOx的固溶体,同时在Ti/SnO_2界面上还有量Ti_4Sb、Ti_3Sb Ti_3Sn和(SbTi_(1.2))O。因而提出了电极结构模型的假设,并且解释了中间层对降低界面电阻,改进β—PbO_2/SnO_2与Ti/SnO_2之间结合强度的有益作用。     

三维网络状SnO_2/C纳米链的制备与表征

提供了一种工艺简单,原料易得,过程消耗低的制备三维网络状SnO_2/C纳米链的新方法。首先利用丁烷燃烧得到三维网络状结构的碳纳米材料,然后通过常压化学气相沉积法在碳表面沉积SnO_2得到了三维网络状的SnO_2/C复合纳米材料。进一步利用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS),傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)以及X射线衍射仪(XRD)对制备的SnO_2/C复合纳米材料的形貌、成分及晶体结构进行表征。结果显示,制备的三维网络状SnO_2/C复合纳米材料为表面包裹金红石型SnO_2纳米颗粒的碳链(SnO_2/C纳米链)相互交错而成。与此同时,对三维网络状SnO_2/C纳米链可能的生长机理进行了初步的探讨。     

均匀沉淀法合成单分散SnO_2超微粒子

用均匀沉淀法在强制水解的反应体系中合成出均匀的SnO_2超微粒子。探讨了SnO_2超微粒子的形成和控制机理;考察了不同的操作参数对粒子性能的影响规律。合成的粒子呈棒状,单个颗粒的粒径为5.3nm,团聚体的粒径为25nm左右,单分散性能十分良好(几何标准偏差为1.4)。经800℃热处理转变成金红石型结构的SnO_2。     

对痕量甲醛气体敏感的SnO_2-NiO纳米材料的X射线光电子谱研究

本文研究了对痕量甲醛气体敏感的SnO_2-NiO纳米材料的X射线光电子谱(XPS).通过对XPS O1s和Sn3d5/2分峰的分析证实了SnO_2-NiO纳米材料是氧化态.在SnO_2-NiO纳米材料的表面观察到了SnO_2、SnO、NiO和Ni_2O_3,而以SnO_2为主要成分,NiO含量很低.由于掺杂了低浓度NiO使SnO_2-NiO纳米材料表面吸附氧的数量极大地增加,从而增加了材料表面反应活性点,进而使SnO_2-NiO纳米材料对痕量甲醛(HCHO)气体的气敏性能大大提高.     

优化制备Zn_2SnO_4显著提高其光催化活性的研究

以氢氧化钠为沉淀剂,将锡盐和锌盐共沉淀得到固体,将固体煅烧得到锡酸锌(Zn_2SnO_4),通过优化煅烧温度和煅烧时间,得到光催化活性最佳的Zn_2SnO_4的制备条件.以光催化降解Rh B为模型反应研究发现,当煅烧温度为1 073 K、煅烧时间为3 h时,所得的Zn_2SnO_4光催化性能最佳,紫外光照射30 min,其对Rh B的降解率为97.7%.采用扫描电镜、粉末XRD和紫外-可见漫反射分别表征了光催化活性最佳Zn_2SnO_4的形貌、晶相结构和光学性质,以探究其活性提高的原因.     

水解法制备SnO_2纳米材料及作为锂离子电池负极的性能研究

分别使用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为表面活性剂以及十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为双表面活性剂,采用水解法制备出SnO_2纳米材料,并研究了SnO_2纳米材料的形貌和作为锂离子电池负极时的电化学性能之间的关系.结果表明,所制备的SnO_2纳米颗粒均为球形,大小为45~75 nm,在双表面活性剂的调控下所制备的SnO_2纳米材料体积较大.所制备的SnO_2纳米颗粒均为具有金红石结构的锡石型,属于四方晶系.恒电流充放电循环测试结果表明,SnO_2纳米颗粒具有较高的放电比容量,首次放电比容量大约为1400~1600 m Ah/g,但是循环稳定性较差,循环5次以后样品的放电比容量衰减至400~700 m Ah/g.总之,双表面活性剂调控下,7h煅烧制备得到的SnO_2纳米材料相对较好,具有相对较大的比容量和相对较小的阻抗.     

SnO2—ZnO陶瓷热敏特性的实验研究

本文研究了不同原料配比对SnO_2-ZnO陶瓷的结构及其热敏特性的影响,通过改变SnO_2和ZnO的比例可以获得室温电阻率为10~(-3)Ω-cm到10~6Ω-cm,B值为200到22000,工作温度范围在70到1200K的热敏电阻材料。     

水热法制备纳米SnO_2实验的微型化

以SnCl_4·5H_2O为原料,采用水热法制备了SnO_2纳米粉体,并对其进行了XRD和TEM表征,产物为四方晶系SnO_2,平均粒径3～5nm.研究了反应物用量、浓度和反应体系pH值对产物SnO_2的影响,实验结果表明了改用小型反应釜后,得到的SnO_2纳米粉体的产率相近,晶型、形貌和粒度均未发生明显变化,该微型化实验达到了预期的效果.     

氧化锌分级纳米结构的控制合成及光致发光性能研究(英文)

通过改变前驱物碱式碳酸锌的结晶度、尺寸和形貌,控制合成了分别由剑状晶须和纳米片自组装而成的多角星星形和花形氧化锌分级纳米结构。运用X-射线衍射和场发射电镜两种技术手段对所得产物进行了表征,并研究了产物的光致发光性能。在氧化锌分级纳米结构的形成过程中,前驱物碱式碳酸锌起到了重要的作用。     

二氧化锡材料对异丙醇的敏感特性研究

基于纳米材料SnO_2的气敏元件对大多数的挥发性气体具有敏感性,以SnO_2为基料制备了旁热式异丙醇气敏元件.对比了纯SnO_2气体元件和掺杂ZnO气体元件对异丙醇的气敏特性,通过控制变量法,选择在相同的烧结温度或工作温度下进行测试.结果表明:在烧结温度为400℃,工作温度为300℃的条件下,掺杂为1%ZnO的SnO_2气敏元件对异丙醇气体的气敏特性较好.讨论了SnO_2材料对异丙醇的敏感机理.     

中空分级结构ZnO的控制合成及发光性能研究

用水热法,以硝酸锌(Zn(NO3)2),氯化锌(Zn Cl2),硫酸锌(Zn SO4)为前驱体,氨水为沉淀剂,在羧甲基纤维素钠(CMC)存在条件下,成功合成了3种不同形貌的中空分级结构Zn O.并用场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品进行了表征.结果表明,3种中空分级结构的Zn O形貌分别为:球形、哑铃形和棒束状.锌盐中的阴离子对形成不同形貌Zn O中空结构起关键作用,提出了可能的形成机理.室温光致发光光谱表明不同形貌的中空分级结构Zn O有着不同的光致发光性能.     

用固态源进行低温化学汽相淀积SnO_2薄膜的研究

本文提出用SnCl_2·2H_2O或SnCl_4·5H_2O作固态源进行低温化学汽相淀积SnO_2薄膜.文中分析了影响SnO_2薄膜电学性质的有关因素,测定了SnO_2薄膜在可见光和红外波段的透射率,并讨论了SnO_2薄膜的淀积反应和掺杂问题.     

空心SnO_2纳米球的光催化降解性能

采用水热法制备空心SnO_2纳米球,通过与传统实心SnO_2微球光催化性能的对比,研究空心SnO_2纳米球光催化性能的特殊性.由N2吸脱附测试得出,空心SnO_2纳米球的比表面积为102.7m2/g,而实心SnO_2微球的比表面积只有23.4 m2/g.空心SnO_2纳米球在紫外光照射时间90min时可完全降解浓度20mg/L的甲基橙溶液,而传统实心SnO_2微球在同样条件下降解甲基橙溶液后剩余率为41.3%.结果表明,相比传统实心SnO_2微球,空心SnO_2纳米球光催化降解性能明显提高,空心SnO_2纳米球所具有的高比表面积是光催化性能提高的主要原因.