氮化碳修饰的氧化锌纳米线阵列的制备及其光电催化应用

研究了氮化碳修饰的氧化锌纳米线阵列作为光阳极在光电化学(PEC)电池中的应用。首先采用水热法制备氧化锌纳米线阵列,用二氰二胺制备石墨状氮化碳(g-C_3N_4)和无定形氮化碳(a-C_3N_4)。然后用不同浓度的g-C_3N_4和a-C_3N_4悬浊液修饰氧化锌纳米线阵列。通过SEM、XRD、FT-IR、XPS、UV-Vis等方法表征样品的结构与成分,紫外-可见光吸收光谱表明氧化锌纳米线阵列在可见光区的光吸收强度随着氮化碳悬浊液浓度的增加而提高,并且在相同条件下,a-C_3N_4/ZnO比g-C_3N_4/ZnO在可见光区有更好的吸收。将一系列氮化碳修饰的氧化锌纳米线阵列制作成光阳极器件,并进行光电化学测试,氮化碳的修饰可以使氧化锌纳米线阵列的光电催化性能有显著提高,并且a-C_3N_4/ZnO比g-C_3N_4/ZnO在相同条件下能产生更大的光电流。这些结果表明,氮化碳修饰的氧化锌纳米线阵列有潜力应用于PEC电池领域。     

油酸修饰的纳米氧化锌的紫外屏蔽特性

通过简单的水热法和微波辅助法水热法制备了不同形貌的纳米氧化锌(ZnO),使用油酸对其进行了修饰。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、光致发光谱、红外光谱、紫外吸收谱等研究了油酸修饰的纳米ZnO的结构和特性。实验发现油酸修饰的纳米ZnO实现了由亲水疏油性到亲油疏水性性能的改变,当应用到凡士林保湿润肤霜中,达到了很好的屏蔽紫外线效果。     

表面羟基对Pd/ZnO复合材料光催化性能的影响

利用一锅水热法成功地制备了具有不同钯摩尔分数的Pd/ZnO复合物,采用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量色散能谱(EDX)及X射线光电子能谱(XPS)等手段对产物进行了表征。结果表明,所得产物为部分钯颗粒负载在氧化锌的表面,剩余的钯则掺杂到了氧化锌的晶格中。XPS测试表明不同钯摩尔分数修饰的Pd/ZnO复合物中表面羟基发生变化,结合Pd/ZnO复合物光催化性能认为,在反应体系中加入适量的氯化钯溶液,可增加氧化锌表面羟基的含量,也能促进光生电子-空穴的分离,从而提高了Pd/ZnO复合物光降解效率。     

ZnO纳米片薄膜的合成、表征及其光学性质

采用水热法在修饰有ZnO种子层的石英玻璃衬底上制备出ZnO纳米片薄膜。利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电镜和荧光光谱仪对样品的形貌、结构和光致发光性质进行表征和分析,探讨了其形成机理。结果表明,制备的ZnO纳米片为六方纤锌矿型单晶结构,具有沿<101ˉ0>方向的择优取向,其室温下的光致发光谱由尖锐的紫外发光峰(380 nm处)和较宽的可见发光带组成,其中可见光发射可以拟合为中心分别位于550、620和760 nm处的3个发光峰。     

沉积温度对氧化锌薄膜结构和光学性能的影响

采用射频磁控溅射方法在玻璃基板上制备了氧化锌(ZnO)薄膜样品,利用X射线衍射(XRD)表征和紫外-可见光透射光谱对其进行了表征,研究了沉积温度对ZnO薄膜结构和光学性能的影响.结果表明:所有ZnO样品都是c轴高度择优取向的多晶薄膜;沉积温度对ZnO样品晶体质量和光学性能都具有明显的影响;随着沉积温度的升高,ZnO薄膜(002)衍射峰的半高宽单调减小,而(002)晶面取向度、平均晶粒尺寸和可见光波段平均透过率则单调增大.当沉积温度为500°C时,ZnO薄膜样品具有最高的(002)晶面取向度(0.987)、最大的平均晶粒尺寸(22.1 nm)和最好的可见光波段平均透过率(82.3%).     

片状多孔球状结构氧化锌的水热合成及性质研究

采用水热方法合成了片层多孔球状氧化锌纳米材料,对其进行了表征,并研究了可能的生长机理.对其在紫外-可见光下的光电效应和可见光下催化降解甲基橙进行了研究,发现这种结构的氧化锌具有很好的光电效应和光催化活性.     

二氧化钛表面修饰的氧化锌纳米棒膜的光催化性能

采用两步化学法制备了氧化锌纳米棒膜,再通过溶胶-凝胶法对氧化锌纳米棒膜进行二氧化钛表面修饰改性．通过XRD、SEM和模拟太阳光下的光催化降解实验等手段研究和分析了氧化锌纳米棒的生长行为及光催化活性．结果表明：两步化学法所制备氧化锌纳米棒主要为C-轴取向生长;二氧化钛表面修饰后可以明显改善氧化锌纳米棒膜的光催化活性和光催化稳定性．     

通过表面修饰提高ZnO纳米棒的气敏选择性与灵敏度

对化学水浴法制备的六方纤锌矿ZnO纳米棒,分别采用Ag、NiO以及CuO纳米颗粒进行了表面修饰处理,研究了表面修饰对ZnO纳米棒的气敏选择性、敏感性的作用.结果表明,经过表面修饰的ZnO纳米棒的气敏综合性能有了显著的改善,不仅材料的灵敏度得到了明显提高,而且,CuO修饰的ZnO纳米棒对硫化氢气体有很高的选择性.     

小体积电压输出型ZnO惠斯通电桥式紫外探测单元

针对传统ZnO紫外光探测器无法直接输出电压传感信号而难以与后端信号处理芯片集成的问题,提出并实现了一种小体积电压输出型ZnO惠斯通电桥式紫外探测单元。利用大功率射频磁控溅射SiO₂钝化层时高能粒子轰击ZnO薄膜表面的方法增加了ZnO薄膜表面的氧空位缺陷浓度,使ZnO光电导器件桥臂的紫外光响应电流获得近2个数量级的显著提升;在SiO₂钝化层上通过射频磁控溅射ZnO作为紫外线遮光层可大大减少ZnO光电导器件桥臂的暗场漏电流。遮光后ZnO光电导器件桥臂的紫外光响应电流显著降低至原先的1/10;所制备的ZnO电桥式紫外探测单元可将入射的紫外光信号直接转换为电压信号输出,且可对1μW～6 mW跨3个数量级强度范围的紫外光进行响应,响应度最高达9 mV/μW,紫外光可见光对比度为143.8,且整个单元体积小于1 mm³。实验结果表明,该ZnO电桥式紫外探测单元具有高响应度、宽响应范围、高紫外光可见光抑制比、可直接输出电压传感信号、体积小等优点,可用于实现具有高集成度的ZnO紫外感算一体芯片。     

KH550改性聚苯胺/氧化锌的制备及性能研究

直接沉淀法制备棒状和颗粒状纳米氧化锌,然后水热法制备改性氧化锌,通过乳液聚合的方法制备PANI/ZnO纳米复合材料,经过XRD、扫描电镜、透射电镜、红外光谱仪、荧光分光光度计、紫外可见分光光度计表征样品的结构和性能.XRD结果表明,改性聚苯胺/氧化锌的衍射峰均与氧化锌的衍射峰一致,而未改性的复合材料的XRD出现许多非氧化锌的衍射峰;透射电镜结果显示,改性聚苯胺/氧化锌结构中,聚苯胺已经成功包覆在氧化锌颗粒的表面,而未改性的复合材料中,聚苯胺则是以片状结构出现;红外结果显示,改性聚苯胺/氧化锌的结构中已经存在硅烷耦联剂的吸收峰;荧光结果表明,改性之后的聚苯胺/氧化锌的荧光发射强度弱于未改性的;紫外可见吸收光谱的结果显示,改性的聚苯胺/氧化锌不仅在可见光区的吸收有明显提升,在紫外光区的吸收也强于未改性的聚苯胺/氧化锌;光催化效果表明,改性聚苯胺/氧化锌在40 min时的降解率达到90%,降解效果甚至强于纯的氧化锌,而未改性的聚苯胺/氧化锌则最少需要60 min降解率才能达到90%.     

水热合成纳米ZnO及其光催化性能研究

以ZnSO4为原料,采用水热法在180 ℃,1 MPa以下合成出了纳米ZnO,并就反应温度、反应时间、反应物浓度及物料配比等条件对产物的影响进行了探讨.XRD物相分析,产物为六方晶系;TEM形貌观察,粒子基本为球形,平均粒径30 nm;利用紫外-可见分光光度计测试了光吸收性能,发现纳米ZnO对200～380 nm波长范围的光有很强的吸收性,在可见光范围内,也有较强的吸收.利用纳米ZnO作为光催化剂对有机染料溶液进行了降解实验,发现在日光照射70 min后,对酸性黑234的降解率可达100%.     

微波辅助溶胶-凝胶法一步合成纳米氧化锌及其催化降解性能研究

以乙酸锌和氢氧化锂为原料,以无水乙醇为溶剂,采用微波辅助溶胶-凝胶法一步制备了纳米ZnO,用X射线衍射、紫外-可见吸收光谱、电子显微镜和电子能谱对其进行了表征.用紫外光作为光源,一定浓度的活性艳蓝为光催化反应模型污染物,研究了在不同反应时间下微波辐射合成的ZnO光催化性能并与传统溶胶-凝胶法合成的纯氧化锌作比较.结果表明,采用微波法合成的ZnO吸收边蓝移,粒径变小,光催化活性提高;微波辐射30min合成的ZnO光催化性能最好,当催化剂用量为10mg,对质量浓度为20mg/L的活性艳蓝溶液100mL的降解率40min达到90%.     

聚丙烯微孔发泡材料发泡助剂实验

讨论了发泡助剂纳米ZnO、普通ZnO、复合助剂对发泡剂分解及在聚丙烯基体中形成微孔的影响.通过TG技术讨论发泡剂、发泡剂加不同助剂在塑料中热分解的影响,扫描电镜观察助剂在塑料中的分散情况,复合助荆较好.并对不同助剂的PP发泡材料进行性能的比较和探索,冲击强度得到极大提高;筛选出了制备优质PP微孔发泡材料的理想发泡助剂.     

溶胶- 凝胶前体法制备纳米ZnO

分别采用硬脂酸、柠檬酸及草酸盐Sol-Gel 法合成了干凝胶前体粉末,并以其热分析结果为依据,在指定温度下热处理2 h得ZnO粉体. 经XRD和SEM分析表明,三种方法均可制得具有六方晶系结构的纳米ZnO, 其中第一种方法所得粉体的结晶度好,团聚较轻, 粒子大小均匀,外貌呈球形.     

纳米ZnO的表面改性研究

研究了纳米ZnO表面改性的影响因素，确定了最优改性剂和改性条件。通过正交实验以月桂酸钠为改性剂、用量为15％、pH值为6、改性时间为1．5h时，改性后的纳米ZnO的亲油化度达到79．2%，能较好地分散于甲醇和二甲苯中。     

纳米ZnO粉体的制备

以ZnCl2为原料,以HN4OH为沉淀剂,采用液相沉淀法,制备出纳米级ZnO粉体.制得的纳米粉体粒径30nm左右,粒径分窄、分散性较好.在摩尔浓度变化的情况下,探讨了制备纳米级ZnO粉体的条件.     

纳米ZnO粉体的制备

以ZnCl2 为原料 ,以HN4 OH为沉淀剂 ,采用液相沉淀法 ,制备出纳米级ZnO粉体 .制得的纳米粉体粒径 30nm左右 ,粒径分窄、分散性较好 .在摩尔浓度变化的情况下 ,探讨了制备纳米级ZnO粉体的条件 .     

低品位氧化锌矿湿法浸取制备纳米氧化锌

以低品位氧化锌矿为原料,通过酸浸、净化除杂得到纯净的硫酸锌溶液.以碳酸氢铵为沉淀剂,采用直接沉淀法制备纳米氧化锌粉体.考察了碳酸氢铵和硫酸锌的物质的量之比、反应温度、反应时间、前驱体碱式碳酸锌的热分解温度及时间对纳米氧化锌粒径大小及锌沉淀率或产品纯度的影响.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等对产品的粒径及晶型结构进行检测.结果表明,所得产品为六方晶系氧化锌,形貌为球状,平均粒径为40 nm,ZnO质量分数达到97.5%.所设计工艺可得到技术指标达到GB/T 19589-2004 国家标准中纳米氧化锌粉体要求,且操作简便易行,易于工业化生产.     

某些纳米氧化物的合成及抑烟性能研究

用金属盐和碳酸钠、氢氧化钠为原料，采用直接沉淀法合成得到纳米CuO、ZnO、MgO和Fe2O3。用XRD、TEM、IR测试手段对纳米级的粉体结构和形貌进行研究，比较了这些纳米级氧化物与微米级氧化物对聚氯乙烯（PVC）的抑烟性能。实验结果表明，相同添加量，各种纳米氧化物对聚氯乙烯的抑烟性能比微米级氧化物的要好得多。     

ZnO基稀磁半导体纳米薄膜材料的研究进展

目的 综述ZnO基稀磁半导体(DMS)纳米薄膜材料的研究进展概况,揭示本研究领域存在的某些问题,并在此基础上分析其发展前景.方法 参考58篇相关文献,对其结构和掺杂体系进行总结和比较.结果 从ZnO基DMS纳米薄膜材料的制备方法、掺杂其它元素两方面进行了综述,并指出了目前研究中存在的问题,即难以合成出高质量均匀掺杂的样品;磁性来源问题尚未形成统一的定论;探求影响磁学性质的本质的微观因素需要深入研究,以及制备样品的重复率不高.结论 具有室温铁磁性的DMS是自旋电子学应用的基础,它是利用载流子的自旋和电荷自由度构造将磁、电集于一体的半导体器件.其研究虽有长足发展,但是要制备出比较理想的ZnO基DMS纳米薄膜材料的技术目前看来还不够成熟,依然需要深入研究.