准定向ZnO纳米棒阵列的溶液生长制备及光学性质研究

通过溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜,使其充当控制ZnO纳米线(棒)生长的先驱物种子.再采用溶液生长法制备ZnO纳米棒,运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和室温光致发光谱(PL)研究了ZnO样品的结构、形貌和光学性质.结果表明先驱ZnO颗粒薄膜可以控制生长准定向的ZnO纳米棒.样品的PL测试结果表明,溶液法制备的ZnO样品具有微弱的紫外发光峰和宽又强的可见发射波带,可见峰与样品的本征缺陷相关.     

一维纳米结构材料的水热合成:钒酸盐单晶纳米线和纳米带

一维纳米结构纳米棒、纳米线、纳米带和纳米管由于其独特的大小、形貌依赖的性质和作为纳米器件的重要组元和连接已经越来越受到广泛关注。钒酸盐晶体内在各向异性的多钒酸根长链结构和层状结构可能导致在合适溶液反应条件下控制生长成为一维纳米结构材料。基于以上考虑,一种简单容易的水热合成方法导致了预期的NaV60,6和NaV60,43H20单晶纳米线以及Nao.33Vi05nH:0 (n<1.3)单晶纳米带的控制生长。所有合成产物的相组成、结构和形貌分别通过XRD.SEM.TEM和SHED等分析技术进行分析和表征。因此,可以预期这种方法可能被应用于其它具有类似结构材料的一维纳米晶的合成。     

一种新型ZnO基微型电极的设计研究

本文提供了一种新型ZnO基微型电极的设计方案,即将半导体材料ZnO纳米棒阵列作为电极材料,它能够保证电极无毒无害的基础上实现其微型结构的设计,其关键技术在于如何控制纳米棒的尺寸和取向.文中采用不同的化学方法(水热法、化学溶液沉积法等)生长ZnO纳米棒阵列,并通过改变实验条件控制纳米棒的尺寸和取向.研究结果表明,采用冰水CBD和两步CBD法可以有效地控制纳米棒的尺寸和取向.     

氧化锌纳米线阵列的可控合成与光学性能

为了制备定向生长、光电性能优越的ZnO纳米阵列,改进了一种较为简单的水热方法:首先在ITO玻璃上铺上一层岛状ZnO种子,然后利用水热反应,在ITO玻璃上生长了规则排列的、沿(002)晶轴定向生长的ZnO纳米阵列.并基于XRD、SEM、光致发光光谱等测试揭示了样品的形貌、微结构和发光性能的特征及相互作用机理.分析结果表明,纳米线属于六方纤锌矿结构,具有垂直沿c轴方向择优生长的特征.光致发光光谱测试表明,当ZnO纳米线阵列的取向性较差时,可同时观测到较强的绿光发射和蓝光发射;但是,当ZnO纳米线阵列的取向性明显提高之后,只发射单一的强绿光.进一步分析表明,随着前驱溶液浓度的降低,ZnO纳米线阵列的发光强度呈非线性变化,而纳米线的尺寸单调的变小.     

矿化剂辅助水热法生长Eu掺杂ZnO材料研究

采用温和的水热法、三种不同的矿化剂成功合成了稀土铕(Eu)掺杂的氧化锌(ZnO)样品,并利用XRD、SEM、TEM和XPS对样品的结构和形貌进行了表征和分析.结果表明:稀土Eu离子以+3价成功地掺入到ZnO晶格中.并且采用不同矿化剂可以得到了不同形貌的ZnO材料,三种矿化剂生长的ZnO的形貌分别为纳米棒、纳米针和纳米片.     

ZnO纳米棒光学性质的调制及其稳定性

采用醋酸锌和六亚甲基四胺为源,95℃下在生长ZnO籽晶的玻璃衬底上生长了大面积分布均匀的ZnO纳米棒阵列.用X射线衍射仪、扫描电镜和光谱仪分析了纳米棒的结构、形貌和光学性质,研究了溶液中Zn2+的浓度及其与六亚甲基四胺的相对比例对纳米棒性能的影响.结果表明,纳米棒的尺寸和性能对溶液中Zn2+离子和六亚甲基四胺的浓度及相对比例非常敏感,通过调制他们的浓度与比例可以有效地调制纳米棒的尺寸与性能.当Zn2+与六亚甲基四胺的比例一定时,增大Zn2+的浓度促进纳米棒的择优生长;在一定的Zn2+浓度的溶液中,增大六亚甲基四胺的浓度,ZnO纳米棒的长度和直径都随之增大,ZnO纳米棒有非常良好的c轴择优取向,趋向于沿垂直于衬底的方向生长,同时纳米棒的紫外荧光增强,可见区荧光减弱.350℃下退火20min后,纳米棒阵列的紫外荧光减弱.     

一维ZnO纳米棒光催化降解甲醛的研究

一维金属氧化物纳米材料,例如纳米管、纳米棒和纳米线,其独特的几何形貌、新颖的物理化学性质以及在纳米光学和器件的应用而引起了人们广泛的研究兴趣.在此,采用一种简单的水热法制备了直径小(30 nm)和形貌均一的一维ZnO纳米棒,对制备的氧化锌纳米棒的形貌、晶相结构、光学性质和比表面积等性质进行了一系列表征.将ZnO纳米棒用于光催化降解甲醛,当光催化液相降解甲醛时,光催化性能很稳定,降解率达90.9%;气相降解甲醛时,催化剂很稳定,平均转化率有95.6%,平均矿化率达94.5%.说明ZnO纳米棒液相气相降解甲醛显示出很好的光催化活性.     

ZnO纳米网状结构的制备

采用热蒸发技术在镀金Si衬底上实现了ZnO纳米网状结构制备.利用扫描电子显微镜、X射线衍射及光致发光技术对ZnO纳米结构的形貌、晶态结构及发光特性进行了分析.结果表明,源材料ZnO和C的质量比为6∶1时有利于ZnO纳米网状结构的形成,该结构由一维纳米线和二维纳米片状结构组成.纳米网状结构主要由晶态ZnO组成.室温的光致发光谱分析结果显示,所制备的纳米ZnO网状结构呈现出了较强的紫外光发射的特征.     

静电纺丝法制备ZnO纳米纤维及其光催化性能的研究

以聚乙烯醇作为络合剂与醋酸锌反应制得纺丝液,采用静电纺丝法制得聚乙烯醇/醋酸锌复合纤维,经煅烧后得到直径为100 nm的纯ZnO无机纳米纤维.对所制得的纳米纤维的结晶度、纯度和表面形貌,分别采用X射线粉末衍射、差热-热重分析(TG-DTA)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)等分析测试手段进行表征.光降解亚甲基蓝水溶液的实验结果表明,700℃下煅烧得到的ZnO纳米纤维,紫外光照60 min使质量浓度为20 mg/L亚甲基蓝溶液的脱色率达99%,ZnO纳米颗粒对亚甲基蓝脱色率为84%,这充分说明ZnO纳米纤维具有良好的光催化性能.     

退火温度对纳米ZnO结构和形貌的影响

通过溶胶-凝胶法制备出不同形貌的ZnO纳米结构.详细研究了退火温度对ZnO纳米结构形貌的影响.结果表明退火温度对ZnO纳米结构的形貌有很大的影响.从扫描电镜结果看,900℃可以形成ZnO纳米棒,长度在2～3 gm,直径在200 nm左右.而且还讨论了ZnO纳米结构的生长机制.     

纳米氧化锌的水热法生长及其光学特性研究

利用水热法成功制备了纤锌矿结构的ZnO纳米小刺球结构．小刺球结构是由多片ZnO纳米晶在生长过程中自组装而成．随着反应溶液中S_2-的含量的增加,小刺球结构的尺寸逐渐变小．这是由S_2-在ZnO样品中引入的缺陷增多造成的,表明大量的缺陷会对形成小刺球结构的片状ZnO的有序生长机制造成影响．缺陷的增多对带边发光一直起到削弱的效果;但在一定程度上会增强ZnO可见光的发光强度,但更多的缺陷会导致非辐射复合中心的大量增加,在荧光光谱中表现为可见光发光强度随着反应溶液中S_2-的含量的增加而先变强再变弱．合理调整反应溶液中S_2-的浓度可以生长出合适紫外、可见光强度比的ZnO材料,这在半导体白光发光器件中具有潜在的应用价值．     

Zinc oxide nanostructures and porous films produced by oxidation of zinc precursors in wet-oxygen atmosphere

Wet oxidation can be used to produce high quality zinc oxide(ZnO) nanostructures at moderately high temperatures with low requirements of equipment and experimental conditions.Zn precursor films were prepared by magnetron sputtering and controlled ZnO nanostructures were produced by oxidation of the Zn precursor films in wet O_2.The growth mechanism of the ZnO nanowires and nanobelts in wet oxidation was discussed based on the experimental results.Silver and nitrogen doping were realized in the wet oxida...     

Immobilized ZnO based nanostructures and their environmental applications

In the research of semiconductor metal oxides, zinc oxide(ZnO) nanomaterials have been committed to design and exploration because of their unique physical and chemical properties. ZnO has many structural characteristics and has considerable practical applications in the field of environmental technology. However, ZnO nanomaterials used for environmental functions are often presented in the form of powders. After use, they need to go through recovery processes such as centrifugation and filtrati...     

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%。     

低渗透油藏聚合物驱启动压力梯度研究

为了描述低渗透油藏聚合物驱的渗流规律及启动压力梯度特征,借鉴水驱启动压力梯度的试验测定方法,将压差-流量法和毛细管平衡法相结合,在不同储层渗透率和体系黏度下开展低渗透储层聚合物驱渗流试验;在此基础上,基于非线性渗流理论量化表征聚合物驱启动压力梯度,建立聚合物驱非线性渗流系数与体系黏度、储层渗透率和流度的量化关系。结果表明,随着储层渗透率的降低或体系黏度的增大,相同渗流速度下聚合物驱的渗流阻力增加、压力梯度增大;聚合物渗流曲线用非线性方法表征吻合较好,且随着储层渗透率降低、体系黏度增大或流度降低,聚合物驱非线性渗流系数均增大;流态图版包含对不流动区、非线性渗流区和拟线性渗流区的定量描述。     

制备参数对ZnO纳米线阵列特性的影响

针对目前水热法制备ZnO纳米线生长机制及成核过程中存在的一些模糊问题,利用水热法制备了一维ZnO纳米线阵列,研究了ZnO纳米线生长过程中反应液浓度、生长时间、反应压力、退火条件等实验参数对ZnO纳米线阵列的形貌、微结构及光电特性的影响,讨论了纳米线生长的成核机制及生长机理.研究结果对制备高质量一维ZnO半导体纳米线阵列并将其应用于微纳及光电子器件领域都有一定的参考价值.     

柱状和蝌蚪状ZnO纳米结构的制备方法研究

本研究中采用直接蒸发锌粉的方法,在硅基底上制备了ZnO纳米结构。实验结果表明,温度条件分别为550℃和n600℃时可以得到ZnO纳米柱和ZnO纳米蝌蚪。Raman光谱分析知,所得的两种ZnO结构均为六角纤锌矿结构。实验中制备的纳米结构的纯度很低,缺陷很少。     

铝片衬底上氧化锌纳米结构的水热合成

以氯化锌溶液和氨水为原料,采用水热合成方法,在铝片衬底上制备出多种氧化锌纳米结构.X射线衍射和扫描电镜分析结果表明:铝衬底上的氧化锌为纤锌矿结构,所得氧化锌结构包括六边形片状结构叠合而成的花形、棒状、管状结构等.随着反应时间的增加,产物中会同时出现大量棒状及管状氧化锌;pH值对氧化锌纳米结构的尺寸、形貌有较大的影响.     

ZnO材料的化学溶液法制备及其微结构和光学性质研究

以等摩尔浓度的乙酸锌和六次甲基四胺溶液为生长液,采用化学溶液法,在70℃生长4h,在硅片上制备了不同形貌的氧化锌纳米结构。运用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和室温光致发光谱（PL）研究了样品的结构、形貌和光学性质。结果表明,氧化锌的生长分为种子层的制备和溶液法生长两步。所有的样品都具有相似的光谱,在380nm附近有一个明显的紫外自由激子发射峰。     

特殊形貌纳米氧化锌的吸波性能研究

纳米ZnO作为一种新型吸波材料受到广泛关注,但对非c轴生长的ZnO纳米结构材料的吸波性能还缺乏系统研究.为了探讨ZnO纳米晶体的形貌对其吸波性能的影响,在熔盐、类离子液体等强极性介质中,合成了枝晶状、片状、锥状等非c轴生长的ZnO纳米结构材料,用XRD、SEM、TEM等对其物相、形貌进行了表征,对不同形貌的ZnO纳米结构材料的电磁性能与吸波性能进行了系统的分析,并与商品ZnO微粉的吸波性能进行了比较.结果表明,ZnO纳米片的吸波效果较好.复合了磁性材料后,ZnO的吸波性能有明显提高.