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.     

水热法制备ZnO纳米棒阵列及其表征

采用两步低温水热法在Si片衬底上制备形貌规整的ZnO纳米棒阵列,纳米棒长度约为5μm.利用扫描电镜(SEM)、PL光谱测试对ZnO纳米棒的微观表面形貌和光学特性进行表征分析.探究制备过程中两次水热的生长液浓度对ZnO纳米棒形貌的影响,通过表征对比获得最优的生长液浓度范围.实验首先利用提拉退火等工序在衬底上获得ZnO的晶种层,再经过两次水热反应制备出分布均匀、有序生长、取向一致的较为理想的纳米棒阵列.     

AZO种子层对ZnO纳米棒结构和光致发光性能的影响

采用水热法以不同溅射时间(5~25min)制备的AZO种子层载玻片为衬底,制备出具有较好光致发光性能的ZnO纳米棒.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)表征了样品的晶体结构、表面形貌和光致发光性能.结果表明:AZO种子层对ZnO纳米棒起到了很好的导向作用,使c轴取向更好,实现对生长方向的控制.AZO种子层的溅射时间对纳米棒的PL谱有重要影响,在一定范围内随着溅射时间的增加,ZnO纳米棒的近紫外发光峰有明显的增强,深能级发光峰有一定的减弱.当溅射时间为15min时,PL谱显示紫外发光峰强度最大,光致发光性能最佳.     

水热法制备氧化锌纳米棒阵列的生长动力学研究

采用低温水热方法,在经预先修饰的基底上制备出取向高度一致的ZnO纳米棒阵列.用SEM和XRD等手段对制备的纳米棒阵列进行了表征.ZnO纳米棒阵列水热生长动力学表明:当生长时间在8 h内时,纳米棒的生长速度较快,之后纳米棒的生长近乎停止,棒的长度和直径基本不再改变.在生长速度较快的8 h内时,纳米棒的径向生长由两个明显的动力学过程组成,即由生长时间在1.5 h内的快速生长步骤和随后的慢速生长步骤组成;纳米棒的长度以约5.5 nm·min-1的生长速度增加至2.4 μm.     

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纳米结构的控制生长及其光电化学性能研究

本文采用简单的低温油浴反应法制备了六方柱状短棒、六方柱状长棒和片层状自组装ZnO花状纳米结构.通过对反应温度、表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)用量等实验条件的控制,合成了形态可控的ZnO花状纳米结构.用X射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜对ZnO纳米结构的成分、尺寸和形态进行了表征分析.实验研究表明,表面活性剂PVP的用量和反应温度对ZnO纳米结构的形态产生显著影响,探讨了PVP的作用及ZnO纳米结构的生长机制.光电化学性能研究表明,ZnO纳米结构的形态对其光电化学性能具有显著影响.基于实验和分析,我们对不同形态ZnO花状纳米结构的光电化学性能作了合理的解释.本文所制备的ZnO纳米结构在光解水制氢及环境污染水净化处理等清洁能源和环境治理领域具有潜在的应用前景.     

仿生制备氧化锌纳米棒阵列超疏水表面

通过模仿荷叶表面微观结构和表面化学成分的方法,以玻璃为基底在溶液中生长ZnO纳米棒并经表面低自由能化修饰,从而成功制备了ZnO纳米棒阵列超疏水表面.经接触角测量仪表征,该超疏水表面静态水接触角为156°,扫描电镜分析表明所制备的ZnO纳米棒均具有100 nm左右的直径,这种微纳米的复合结构是赋予材料表面超疏水性能的主要因素.最后采用Cassie模型对该超疏水表面的超疏水性能进行了理论分析.     

基于掺Li^＋同质种子膜诱导生长的ZnO纳米棒阵列的光学性质

采用溶胶涂膜法在衬底上形成一层Li+掺杂的ZnO纳米颗粒膜,并以此纳米颗粒为种子在液相中诱导生长ZnO纳米棒.通过XRD、SEM、光吸收和PL谱等手段研究和分析了在Li+掺杂种子膜的条件下ZnO纳米棒的生长行为及光学性质,结果表明:在ZnO种子膜中掺杂适当量的Li+,可以改善所生长的ZnO纳米棒的结晶质量和取向性,并显著增强其紫外发光性能.     

氧化锌纳米棒的溶液法制备及其性能研究

采用溶液法在覆载有种子层的导电玻璃上制备了氧化锌纳米棒阵列。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)研究了样品的结构形貌和光学性质。结果表明:当生长液浓度较高时,氧化锌纳米棒阵列容易发生堆叠。随着生长液浓度的降低,纳米棒阵列变疏松,取向性增强;XRD结果显示各样品的(002)衍射峰都较强,如果反应液浓度降低,取向性会受到影响,与SEM结果吻合;溶液法制备的氧化锌纳米棒有优良的光致发光特性,其PL光谱由激子峰和缺陷峰组成。当生长液浓度较低时,激子峰和缺陷峰都比较弱;随着生长液浓度的增加,激子峰和缺陷峰的强度均先增大后减小,即存在一个最佳浓度;氧化锌纳米棒的取向对发光有一定影响。     

抗菌纳米ZnO复合乳液的制备及抑菌效果

选用丙烯酸丁酯、苯乙烯等单体，对钛酸酯偶联剂改性的抗菌纳米氧化锌进行原位聚合，制备具有核壳结构的纳米ZnO复合乳液；以水溶性羧甲基纤维素钠（CMC—Na）为分散剂，制备纳米ZnO／苯丙共混复合乳液。采用活化指数、亲油化度以及红外光谱评价纳米ZnO的表面改性效果，井对复合乳液的粒径、抑菌性及紫外线屏蔽效应作了系统研究。结果表明，当偶联剂用量为纳米ZnO量的1／10时，改性纳米ZnO的活化指数、亲油化度均达最大；当pH为5—6，CMC—Na用量为3％，改性纳米ZnO的分散效果最好。当改性纳米ZnO含量为0．1％-0．4％，复合乳液具有优良的抑菌作用和紫外线屏蔽功能。