聚乙二醇辅助电沉积ZnO纳米棒阵列的研究

以聚乙二醇（PEG-400）为添加剂,采用恒电位方法直接在ITO导电玻璃上制备了ZnO纳米棒阵列膜,用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等分析手段对ZnO纳米棒阵列的形貌和结构进行了表征。结果表明所得ZnO纳米棒为六方纤锌矿型单晶结构,沿着垂直于基底的c轴极性生长,呈现出均匀的六方棒状形貌;在电沉积初期,PEG-400通过其大分子链的空间位阻作用及包覆作用对ZnO成核粒子的形貌和分散性产生显著影响,进而可以有效调整进一步生长所得ZnO纳米棒阵列的密度和垂直度,当PEG-400在电沉积液中的体积分数为2%时,可以得到取向良好垂直度高的纳米棒阵列;光电性能测试表明,ZnO纳米棒阵列膜电极的光电流随着阵列规整度提高而增大。     

直流电沉积法制备单晶Ag纳米棒阵列

在较低温条件下,采用直流电沉积法在AAO模板中成功制备出了大面积生长均匀的单晶Ag蚋米棒阵列.利用扫描电子显微镜(SEM),能谱仪(EDS),透射电子显微镜(TEM),选区电子衍射(SAED)和XRD等分析手段对样品进行形貌表征及成分分析.结果表明,阵列中的Ag纳米棒尺寸均匀,保持着良好的平行度,直径接近200nm,与AAO模板的孔径大小相当,且可以通过控制沉积时间来实现对Ag纳米棒长度的控制.     

热蒸发法ZnO纳米棒阵列的研究

采用热蒸发的方法在ZnO薄膜缓冲层上成功制备了高密度的ZnO纳米棒阵列，其中ZnO薄膜缓冲层是通过PLD（Pulsed Laser Deposition）的方法制得。与已有的报道不同，该方法未使用任何金属催化剂。X射线衍射仪（XRD）以及场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）的结果表明，实验得到的ZnO纳米棒阵列整齐垂直排列在衬底上．此外，在常温下测量得到的光致发光（PL）谱和透射电子显微镜显示该ZnO纳米棒阵列结晶较好，无明显的缺陷,研究结果表明纳米棒阵列的形成主要归因于ZnO纳米棒和薄膜之间完美的晶格匹配。     

ZnO纳米棒阵列膜的制备及其光电化学性能研究

采用化学溶液沉积法,在ZnO纳米颗粒膜修饰的FTO导电玻璃基底上,制备了ZnO纳米棒阵列。用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）对样品进行表征。研究结果表明所制备的ZnO纳米棒为六方纤锌矿相单晶结构,沿c轴择优取向生长,平均直径约为40nm,长度约为900nm;ZnO纳米棒阵列生长致密,取向性较一致。以曙红Y敏化的ZnO纳米棒阵列膜为光阳极制作了染料敏化太阳能电池原型器件,在光照强度为100mW/cm2下,其开路电压为0.418V,短路电流为0.889mA/cm2,总的光电转换效率为0.133%。     

脉冲激光沉积制备ZnO纳米棒的研究进展

综述了脉冲激光沉积法制备ZnO纳米棒的研究进展.介绍了不同制备参数条件下ZnO纳米棒的形貌特征、性质及其生长机理,阐述了利用脉冲激光沉积制备高质量ZnO纳米棒及阵列的条件,为ZnO纳米棒的制备及性质的深入研究提供了有益的参考.     

Zn/纳米棒阵列ZnO/聚噻吩复合电极的制备及光电化学性质

使用简单的水热法在锌片上生长ZnO纳米棒阵列,并用电化学共聚制备了ZnO纳米棒阵列与聚噻吩(Zn/ZnO/PTH)复合膜。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对ZnO的结构和形貌进行表征,XRD结果表明产物为六方纤锌矿型ZnO。SEM结果表明,在垂直锌片方向生长了包括纳米棒、纳米片、纳米线的表面光滑的ZnO纳米阵列,其中以纳米棒为主,其直径为30～100nm,长度1μm。用光电流作用谱、光电流-电势图研究了Zn/ZnO/PTH电极的光电转换性质。结果表明,PTH修饰ZnO/Zn电极可使光电流产生波长发生明显红移,使其光电转换效率提高了4倍,填充因子FF=33%,光电转换效率η=1.25%。     

不同氧流量条件下ZnO纳米棒阵列的形成及机理分析

采用脉冲激光沉积结合化学气相沉积方法在p-Si(111)衬底上制备了呈直立生长的ZnO纳米棒阵列,并且研究了氧流量对ZnO纳米棒尺寸、结晶特性等性质的影响。研究结果表明,在没有氧气的环境下无法生长ZnO纳米棒;随氧流量减小,不同晶面上ZnO生长速率的不同导致ZnO纳米棒长度减小、直径变粗、结晶质量变差、纳米棒面密度减小。氧流量的减小使得ZnO纳米棒中的氧空位缺陷含量增加,导致位于约520nm处的绿光峰增强。     

ZnO纳米棒阵列和薄膜的同步外延生长及其光电化学性能

使用化学气相沉积法在a面蓝宝石衬底上同步外延生长氧化锌(ZnO)竖直纳米棒阵列和薄膜,研究了阵列和薄膜的光电化学性能。结果表明,纳米结构中的竖直单晶纳米棒有六棱柱形和圆柱形,其底部ZnO薄膜使竖直纳米棒互相联通。与ZnO纳米薄膜的比较表明,这种纳米结构具有优异的光电化学性能,其入射光电流效率是ZnO纳米薄膜的2.4倍;光能转化效率是ZnO纳米薄膜的5倍。这种纳米结构优异的光电化学性能,可归因于其高表面积-体积比以及其底部薄膜提供的载流子传输通道。本文分析了这种纳米结构的生长过程,提出了协同生长机理：Au液化吸收气氛中的Zn原子生成合金,合金液滴过饱和后ZnO开始成核,随后在衬底表面生成了ZnO薄膜。同时,还发生了Zn自催化的气-固(VS)生长和Au催化的气-液-固(VLS)生长,分别生成六棱柱纳米棒和圆柱形纳米棒,制备出底部由薄膜连接的竖直纳米棒阵列。     

ZnO纳米棒水热法制备及其发光性能

采用水热法在玻璃基底上成功制备出了ZnO纳米棒.用x射线衍射仪(xRD)和扫描电子显微镜(SEM)对ZnO纳米棒的晶体结构和表面形貌进行了表征,初步探讨了ZnO纳米棒的生长机理;同时对ZnO纳米棒的光致发光性能进行测量,分析了水热温度和反应时间对ZnO纳米棒光致发光性能的影响.结果表明:ZnO纳米棒呈现六方纤锌矿结构,具有沿(002)晶面择优生长特征;随着水热反应温度的升高,ZnO纳米棒的发光强度逐渐增强;随着反应时间的延长,ZnO纳米棒发光强度在1～3 h内增强,而在3～10 h反而减弱.     

ZnO纳米棒阵列、纳米片及其发光和光催化特性

首先通过溶胶-凝胶法在Si片基底上制备1层ZnO纳米薄膜,作为纳米棒的晶种层,然后利用金属浴沉积法在ZnO纳米薄膜基础上制备择优取向的ZnO纳米棒阵列,最后通过水热法二次成核结晶形成纳米片。研究证明,ZnO纳米棒阵列和纳米片均沿着c轴取向。在Cu2+抑制极性面生长的作用下,形成的ZnO纳米片结构均匀,分布面积广,单片ZnO纳米片的厚度约为8 nm,面积呈平方微米级,较大的有40μm2左右。ZnO纳米结构的生长取向对其物理化学性能具有重要影响。高度沿c轴取向的ZnO纳米棒有利于紫外光发射和激光器的发展,但极性面的缩小不利于光催化反应。     

Facile Synthesis of SnO2 Nanotube Arrays by Using ZnO Nanorod Arrays as Sacrificial Templates

SnO2 nanotube arrays have been synthesized by means of a simple and low-cost method. The ZnO nanorod arrays prepared by aqueous chemical growth method were used as templates. By liquid phase deposition, SnO2 nanotubes were obtained with proper deposition time. Scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and X-ray diffraction were used to characterize the morphologies and structures of the products, and the formation mechanism was discussed according to the experimental results.     

Controllable Synthesis of Well-aligned ZnO Nanorod Arrays on Varying Substrates via Rapid Electrodeposition

A facile and rapid electrodeposition route was developed to controllably synthesize well-aligned ZnO nanorod arrays on diverse substrates, such as seed-layer pre-formed, pristine indium tin oxide （ITO） and Si, using Zn（NO3）2·6H2O and hexamethylenetetramine （HMT） as the precursors. X-ray diffraction （XRD） and transmission electron microscopy （TEM） results indicated that seed-layer pre-modified of ZnO nanorod arrays （ZNRs） possessed single crystalline, a wurtzite crystal structure with preferential growth orientation along [0001] direction. The ZNRs on pre-modified ZnO seed-layer （ZSL） had diameters of 30-50 nm, and aligned vertically to the substrates. ZNRs on ZSL/ITO substrate exhibited a high transmittance （above 80%） in visible wavelength range and the red-shift of band gap energy. An electrochemical reaction model was proposed to explain the growth process of ZnO nanorods. Importantly, the rapid synthesis of ZNRs provided the feasibility of preparation of SERS （surface enhanced Raman scattering） nanocomposite within shorter time by a subsequent electrochemical etching.     

可见光诱导TiO2光催化及其机理研究进展

简述了二氧化钛的光催化机理。针对其禁带宽度较大,只能被小于387nm的紫外光所激发的缺点,综述了近年来国内外针对纳米TiO2可见光催化的改性方法和改性机理研究进展,包括离子掺杂、半导体复合、表面光敏化等方法。最后展望了提高纳米TiO2可见光光催化活性研究的前景。     

镍纳米管阵列的电沉积合成及其磁学性能表征

以氧化铝膜为模板、金属汞为电阴极,采用简单的直流电沉积方法制备出高度有序的镍纳米管阵列。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、选区电子衍射、能谱仪、X射线粉末衍射和样品振动磁强计对样品进行形貌表征、成分及磁性能分析。结果表明,阵列中的镍纳米管彼此平行,尺寸均匀,纳米管外径为260～360nm;镍纳米管阵列表现出良好的磁各向异性,其易磁化方向垂直于镍纳米管阵列。以金属汞为电阴极是易形成纳米管的关键条件。     

氧化钛纳米管阵列阳极氧化法的制备及形成机理研究

采用阳极氧化法在氢氟酸、冰醋酸、聚乙二醇水溶液恒压处理钛箔,制备了结构规整有序的高密度TiO2纳米管阵列.利用电子扫描电镜(SEM)对纳米管的形貌进行了表征,详细考察了氧化时间对纳米管阵列形貌和尺寸的影响,绘制并分析了电流-时间曲线.对纳米管阵列的形成机理进行了研究,认为纳米管的形成经历了4个关键阶段,分别是致密膜的生成、微孔的出现、纳米管的融合和管长稳定生长至最长.     

ZnO单晶纳米棒阵列的水热法合成及光催化性能

采用水热法在各种衬底上低温、一步合成出一维有序ZnO单晶纳米棒阵列。以透明导电玻璃(ITO)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及铜作为衬底时,必须预先沉积一层ZnO薄膜作为形核层才能获得ZnO纳米棒阵列。然而,以黄铜作为衬底时,无需形核层也能获得纳米棒阵列。采用SEM、XRD、紫外吸收光谱等方法对纳米棒的结构以及形貌等进行了表征。此外还发现ZnO纳米棒阵列具有很好的紫外光催化活性,3h内对亚甲基蓝的降解率达到53%。尽管修饰CdSe层有助于提高ZnO纳米棒阵列在可见光波段的吸收,但其紫外光催化活性反而降低。并具体讨论了ZnO纳米棒阵列的合成与光催化性能。     

水热法制备氧化锌阵列及其形貌控制

低温条件下, 采用水热法, 通过控制前驱溶液的pH值, 在预先镀有ZnO纳米膜的导电玻璃衬底上制备了形貌各异的ZnO阵列, 用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和紫外-可见分光光度计等分析手段对ZnO纳米棒的结构和形貌进行了表征. 同时还对不同形貌阵列的形成机理进行探讨. 结果表明, 所制ZnO纳米棒为单晶, 沿c轴择优生长. 在pH值为10.5左右时, 能得到取向性好、直径均匀(d~nm)的ZnO纳米棒阵列. 光学测试表明, 在可见光区透光度超过80%, 禁带宽度约为3.25eV.     

Mg掺杂ZnO纳米棒阵列的场发射性能研究

采用水热法在硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)与硝酸镁(Mg(NO3)2·6H2O)的生长液中制备了Mg掺杂的Mg/ZnO(MZO)纳米棒,其中生长液中Mg2+的物质的量浓度c(Mg2+)分别为0.05 mol/L、0.10 mol/L、0.25 mol/L和0.50 mol/L.利用场发射电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、光致发光谱(PL)测试及场发射测试对所制备的MZO纳米棒的表面形貌、成分、晶体结构、光学性能及场发射性能进行了研究.结果表明:随着生长液中c(Mg2+)的增加,MZO纳米棒的直径逐渐减小、缺陷逐渐增加;且掺入的Mg含量与c(Mg2+)并不成正比关系;当生长液中的c(Mg2+)为0.10 mol/L时,所制备的MZO纳米棒的场发射性能最好,其开启场强为2.85 V/μm.