应用于染料敏化太阳电池的ZnO与TiO_2纳米线(管)阵列的比较研究（英文）

首先通过水热法在透明导电基底上合成出垂直有序的ZnO纳米线阵列,再对这些ZnO纳米线进行表面处理以得到TiO2纳米管阵列。随后,这些纳米线(管)阵列被用作光阳极组装染料敏化太阳电池(DSSC),以探索它们的光电化学性能。通过研究发现,用TiO2纳米管阵列组装而成的DSSC具有0.81%的太阳能转换效率,高出ZnO纳米线阵列组装而成的DSSC 3倍以上。另外,还运用一个简单的二极管模型对这些DSSC的伏安特性(J-V)曲线进行分析。最终发现,造成DSSC性能大幅度提高的原因在于其内部并联电阻的增加以及泄漏电流的下降。     

ZnO纳米棒的制备及光催化性能研究

采用水热法制备ZnO纳米棒。利用X射线粉末衍射(XRD)仪和透射电镜(TEM)对其结构和形貌分别进行表征,并通过紫外-可见分光光度计分析ZnO纳米棒光降解甲基紫来研究其光催化活性。结果表明,以氢氧化钠和醋酸锌为原料,聚丙烯酰胺为表面活性剂制备得到直径约26nm,长度达400nm的单晶纤锌矿结构的ZnO纳米棒。添加ZnO纳米棒光催化剂时的光降解率为70%,未加ZnO纳米棒的光降解率为30%,表明ZnO纳米棒具有很好的光催化活性。     

A Comparable Study on the Arrays of Aligned ZnO Nanowires and TiO2 Nanotubes for Applications of Dye- sensitized Solar Cells

首先通过水热法在透明导电基底上合成出垂直有序的ZnO纳米线阵列,再对这些ZnO纳米线进行表面处理以得到TiO2纳米管阵列。随后,这些纳米线(管)阵列被用作光阳极组装染料敏化太阳电池(DSSC),以探索它们的光电化学性能。通过研究发现,用TiO2纳米管阵列组装而成的DSSC具有0.81%的太阳能转换效率,高出ZnO纳米线阵列组装而成的DSSC 3倍以上。另外,还运用一个简单的二极管模型对这些DSSC的伏安特性(J-V)曲线进行分析。最终发现,造成DSSC性能大幅度提高的原因在于其内部并联电阻的增加以及泄漏电流的下降。     

氧化锌纳米棒的水热法制备和抑菌性能的研究（英文）

采用水热法制备了ZnO纳米棒。采用琼脂稀释法研究商业纳米ZnO颗粒和水热法制备纳米ZnO棒对大肠杆菌抑菌作用的差异性。利用透射电镜、X射线衍射仪、比表面积测试仪、对大肠杆菌最小抑菌浓度进行表征。结果表明:ZnO纳米棒的粒径(约96 nm)比商业颗粒纳米ZnO(约185 nm)要小的多,ZnO纳米棒衍射峰宽值相对于商业ZnO纳米颗粒的要更宽,晶粒度更小(根据谢乐公式ZnO为98.203l nm,商业ZnO为189.3206,nm);.ZnO纳米棒(5.4759 m~2/m)的比表面积比商业ZnO纳米颗粒(3.6081 m~2/g)的更大,依据抗菌性原理,这两种指标皆表明ZnO纳米棒的抗菌性能相对较好,在最小抑菌浓度试验中,商业氧化锌纳米颗粒和水热法制备氧化锌纳米棒的最小抑菌浓度分别为0.22%和0.12%;ZnO纳米棒对大肠杆菌的抑制作用高于商业ZnO纳米颗粒对其的抑制作用。     

ZnO水热膜的形貌调控及光电性能

在硝酸锌/(NH_2)_6N_4(HMTA)溶液体系中加入浓氨水及氯化铜,采用水热法制备Cu掺杂的ZnO薄膜。研究发现,氨水和Cu~(2+)离子均可抑制ZnO纳米棒的横向生长,促进纳米棒沿c轴取向生长,增加长径比,但并未发现Cu进入ZnO晶格中。ZnO水热阵列膜的形貌可以通过同时掺杂Cu2+和加入浓氨水来改变。Cu~(2+)离子和氨水共掺杂容易导致ZnO纳米棒的弯曲及纳米棒端头的聚集,形成由纳米棒团簇组成的星星状薄膜表面。PL谱显示,该结构具有较大的氧空位缺陷浓度及比表面积,并具有一定的场发射特性,场增强因子β为5990。     

液相法制备超疏水ZnO微纳米阶层结构薄膜

利用简单的低温液相技术,通过氢氟酸(HF)调控反应溶液的pH值制备了具有微/纳米阶层结构的ZnO薄膜.对其接触角进行测量,结果表明该微纳米阶层结构不仅具有超疏水性,而且在真空紫外光照和暗窄保存的循环作用下具有超疏水/超亲水可逆转变的特征.对HF不同加入量的ZnO形貌观察表明,反应溶液中的H 和F-对ZnO的形貌均具有重要作用:H 主要抑制ZnO沿c轴方向生长,F-能够促使ZnO从"棒"状变为"花球"形,从而使ZnO具有微/纳米结构相结合的阶层结构.当HF的浓度比较低时,H 起主要作用;浓度比较高时,F-起主要作用.这种新颖的微纳米结构及其特异的润湿学特性,将有助于该薄膜在微流体器件上的应用.     

ZnO纳米晶的控制合成与表征

在苯乙烯-丙烯酸(酯)共聚物(PSA)乳胶粒上包覆1层碱式碳酸锌,形成PSA/Zn2(OH)2CO3核壳结构微球,以此核壳微球为前驱物,采用不同的焙烧方式制备出不同形貌的ZnO纳米晶.所得ZnO纳米晶的结构和形貌用XRD、TEM和SEM等技术进行了表征.     

微纳米银花状球结构的化学制备技术现状与展望

近年来,微纳米银花状球结构的化学制备技术备受人们关注。阐述了微纳米银花状球结构的化学还原沉淀制备技术,探讨化学化学还原沉淀制备花状球的形成机理。银花状球由纳米片或棒等其他纳米形貌构成,因此表现出独特的光、催化等性能,在催化、生物等方面具有巨大潜在应用。     

纳米氧化锌生长研究喜获进展

中科院力学所科研人员利用气相沉积的方法，成功合成了多种形貌的微纳米ZnO材料，比如纳米线、纳米棒、纳米锥、四足纳米ZnO等，还实现了纳米ZnO在碳纳米管上的直接生长，并制备出多种独特形貌的ZnO微纳米材料，通过这种方法合成出来的材料具有很强的发光性能和催化活性。     

一种性能优良的ZnO纳米线的水热法生长

以醋酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)和氢氧化钠(Na(OH)2)作为实验反应前驱物,聚乙二醇(HO(CH2CH2O)13H)作为表面活性剂,采用低温水热法在60 ℃条件下,合成了不同形貌的ZnO纳米线和纳米棒材料,并对样品结构和形貌进行了XRD、SEM等分析.结果显示,ZnO纳米结构都具有六方纤锌矿结构,主要是由单晶纳米棒状组成的"菊花状"ZnO纳米団簇,団簇中的单晶在不同反应条件下合成了线形、尖细、平面等不同形貌,但主要粒子基本为棒状和菊花状.合成方法可作为制备形貌可控的金属氧化物的参考.     

微波水热法自组装制备纳米TiO2微球

采用微波水热法,以TiCl3为前驱物,NaCl为矿化剂,添加CTAB作为表面活性剂,在170℃下反应2h,制备出了纳米TiO2微球,用X射线衍射和扫描电镜对微球的晶型与形貌进行研究.结果表明,微球为金红石型,直径为2～3μm,微球由纳米棒组装而成,纳米棒直径为50nm,长度为500 nm.     

基于氧化钛纳米管模板电沉积氧化锌纳米棒

研究了氧化锌纳米棒在用二次阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管模板表面的电沉积生长。与一次阳极氧化法对比,以二次阳极氧化法获得的氧化钛纳米管薄膜为模板,更有利于形貌均一、取向一致的ZnO纳米棒的电沉积生长,并且在电解质溶液中添加六次甲基四胺(HMT)、适当延长沉积时间均可提高ZnO纳米棒的结晶度和择优生长趋势。当沉积电压为1.0~1.5 V时,可获得形貌规则的ZnO纳米棒;而电压继续增大时,ZnO沿c轴择优生长趋势消失,电沉积产物氧化锌纳米棒由六边形氧化锌纳米片取代。     

化学溶液沉积法制备氧化锌纳米棒阵列

利用化学溶液沉积法,以Zn(CH3COO)2·2H2O、六次甲基四胺为原料制备了规整而有序的ZnO纳米棒阵列.用FESEM、XRD等考察种子液浓度、反应溶液浓度等对2nO纳米棒表面形貌、晶粒大小及晶体结构的影响.结果表明,制备的ZnO纳米棒的直径随反应溶液浓度增大而增大,纳米棒垂直于基底沿着(002)面生长.紫外可见吸收光谱表明,ZnO纳米棒对300～400nm波长范围的光有很强吸收性;在500～700nm有一个相对比较弱的吸收峰,光致发光谱图中在384 nm处有一个近紫外带边发射峰.     

乳液溶胶-凝胶法制备莫来石纳米晶微球

以仲丁醇铝为铝源,正硅酸乙酯为硅源,利用乳液溶胶-凝胶法制备了氧化铝/二氧化硅复合凝胶微球,并通过热处理对复合凝胶微球进行了结晶化处理;采用扫描电镜(SEM)、差热/热重分析(DTA/TG)、X射线衍射(XRD)研究了仲丁醇铝与正硅酸乙酯的相对含量以及热处理温度对复合凝胶球微结构及结晶的影响。结果表明：过量的正硅酸乙酯会导致分散相凝胶不充分从而形成液滴融合状的微结构;所得氧化铝/二氧化硅凝胶球经过1000oC热处理后,球体内形成了莫来石纳米晶,经谢乐公式计算,微球体内的纳米晶平均尺寸为12 nm。     

硅基ZnO纳米棒阵列异质结太阳能电池的水热合成及其光伏性能

通过低温水热法,在图案化的p型硅衬底上合成氧化锌（ZnO）纳米棒阵列薄膜,制备出具有p-Si/n-ZnO纳米棒（NR）阵列结构的异质结太阳能电池（HSCs）。通过直流磁控溅射技术,分别在前后面板溅射沉积ITO和Al膜接触电极层。研究ZnO籽晶层的退火温度、ZnO纳米棒阵列水热合成的时间等因素对ZnO纳米棒阵列的晶体结构、表面形貌和光学性能的影响。p-Si/n-ZnO纳米棒阵列HSCs的最佳短路电流密度和总能量转换效率分别为11.475 mA·cm^-2和2.0%。相比p-Si/n-ZnO薄膜HSCs,p-Si/n-ZnO纳米棒阵列HSCs的光伏性能得到了有效提高。     

Ag作催化剂制备的SiC纳米材料的形貌及其发光性能

用化学气相沉积法(CVD)通过碳热还原反应在Si(100)衬底上以Ag纳米颗粒为催化剂制备了糖葫芦状的SiC纳米棒。硅源为溶胶凝胶制备的SiO_2,碳源为炭粉。采用X射线分析衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、荧光光谱(PL)对产物的组成、形貌、微观结构等进行了表征。结果表明,SiC纳米棒都其有周期性的凹凸,形状貌似糖葫芦状,长度范围为300~600 nm,而直径为30~50 nm。纳米结构生长机制为VLS生长模式,其中Ag催化剂对其形貌起到至关重要的影响。室温下SiC纳米棒的PL发光峰与块体SiC的发光特征峰相比有蓝移。     

TiO_2纳米棒复合材料的制备及生长过程研究

采用乙醇/水混合溶剂热法,制备以粉煤灰空心微球为基底的TiO_2纳米棒复合材料,研究了不同制备条件下纳米棒的形貌特点,分析其生长过程。结果表明:TiO_2纳米棒为金红石相,其形貌和尺寸与乙醇溶剂、钛源浓度、反应时间密切相关,适量的乙醇溶剂,使纳米棒结晶效果变好,四方棒状形貌明显,随着钛源浓度和反应时间的增加,TiO_2纳米棒尺寸增大;TiO_2纳米棒复合材料对罗丹明B具有较好的光催化降解效果。     

均相沉淀模板法制备纳米Y2O3空心球研究

以粒径约150 nm的碳球为模板,通过均相沉淀法制备出Y(OH)3/碳球复合微球,煅烧除去碳球模板,得到粒径约300 nm的纳米Y2O3空心球。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和热失重分析(TG)以及X射线光电子能谱(XPS)等测试手段表征复合微球和纳米Y2O3空心球的形貌和结构。结果表明:空心球由立方晶系纳米Y2O3构成,粒径约为300 nm,壳厚度约为20 nm。     

草莓状PS/SiO 2复合磨料的可控合成及其抛光性能

以经过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)进行表面修饰的聚苯乙烯(PS)微球为内核,在碱性条件下采用溶胶?凝胶法在PS微球直接包覆SiO 2,制备有机/无机PS/SiO 2复合微球,通过控制反应体系中正硅酸乙酯(TOES)的浓度来控制复合微球中氧化硅的质量分数,并借助原子力显微镜(AFM)考察了PS/SiO 2复合磨料对硅热氧化片的抛光特性,初步分析有机/无机复合磨料的非刚性力学特性对抛光质量的影响。透射电镜(TEM)结果显示：复合微球具有草莓状核壳包覆结构,其氧化硅壳层是由SiO 2纳米颗粒所组成;热失重分析(TGA)表明：样品中氧化硅含量为12%~69%(质量分数)。AFM测试结果表明：复合磨料中氧化硅的含量对抛光后晶片的微观形貌、粗糙度及表面轮廓具有明显的影响。     

电泳沉积的钛基菊花状纳米氧化锌阴极场发射特性（英文）

采用水热法制备出菊花状的ZnO纳米线簇,然后利用电泳法将之移植到金属Ti片上,形成均匀的、一定厚度的ZnO纳米薄膜,最后经真空热处理形成ZnO场发射阴极样品。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对沉积前后的ZnO纳米线簇做了特性鉴定和微结构的表征。对热处理后的阴极样品做了场发射特性测试,发现菊花状纳米ZnO呈现出较低的开启电场2.0 V/μm和较低的阈值电场5.5 V/μm,在场强达到7.5 V/μm时,场发射电流密度为200μA/cm~2,适当地增加涂层厚度可有效提高场发射电流密度及其稳定性,最后探讨了菊花状纳米ZnO的场发射机理。