ZnO花状微结构合成研究

在无表面活性剂的条件下,通过水热法在3种不同的基底上制备了由纳米棒组成的花状氧化锌微结构,其纳米棒沿c轴方向生长.通过X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对花状氧化锌微结构进行了表征.XRD测试结果表明ZnO为纤锌矿结构,扫描电镜照片表明ZnO微结构具有花状形貌.简单讨论了反应物浓度对花状ZnO纳米棒形成的影响及生长机理.     

低温下ZnO花状微结构的合成和性质

在无表面活性剂的条件下，通过水热法在三种不同的基底上制备了由纳米棒组成的花状氧化锌微结构，其纳米棒沿c轴方向生长。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对花状氧化锌微结构进行了表征。XRD测试结果表明ZnO为纤锌矿结构，扫描电镜照片表明ZnO微结构具有花状形貌。简单讨论了反应物浓度对花状ZnO纳米棒形成的影响及生长机理。     

海胆形氧化锌纳米结构的制备与光催化性能

以Zn(AC)2.2H2O为原料,NH3.H2O为络合剂,在NaBH4辅助下140℃水热反应2 h制备出ZnO纳米棒自组装的海胆形结构。采用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜对产物进行表征。结果表明,海胆形ZnO结构的直径约为3～17μm,它是由直径约为100 nm,长度约为500 nm～3μm范围的ZnO纳米棒自组装而成。提出了ZnO纳米棒自组装海胆形结构的可能生长机理。NaBH4与溶液中的少量H+结合生成H2气泡,ZnO纳米晶吸附在H2的气液界面形成了纳米颗粒自组装的微球,随着反应时间的延长,组装成微球的ZnO纳米颗粒沿[0001]方向取向生长成ZnO纳米棒,最终形成ZnO纳米棒自组装的海胆形颗粒。室温下以海胆形ZnO纳米结构和ZnO纳米棒为光催化剂,以偶氮染料甲基橙作为光催化研究对象,紫外光照70 min,对甲基橙的降解率分别为97%和67%。     

低温水浴法制备不同花状结构ZnO粉体及其发光性能研究

以二水合乙酸锌和尿素为原料,聚乙二醇-2000为改性剂,用氨水调节体系pH,采用水浴法在一定的工艺条件下制备了不同花状结构ZnO粉体。结果表明,添加聚乙二醇-2000时所制得的ZnO粉体呈现花状的结构,ZnO前驱体溶液中不同氨水量使得组成花状结构的ZnO微棒结构从六棱棒状结构向纺锤状结构转变。X射线衍射结果表明不同棒状结构组成的花状ZnO其峰(002)与峰(001)的相对强度比不同。透射电子显微镜表明六棱棒状结构的ZnO粉体呈现单晶结构,而纺锤状结构的ZnO粉体倾向于多晶结构。室温光致发光谱表明不同微棒组成的花状ZnO粉体均在约380nm存在近带边发射峰。     

基于氧化铝模板的有序ZnO纳米棒的合成及光学特性研究

利用高度有序的多孔氧化铝膜作为模板,使用简单的热蒸发Zn粉的方法,成功地制备出高度有序的ZnO纳米棒束,该方法克服了制备有序纳米结构通常需要的催化剂或复杂的合成过程.利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射研究了样品的形貌及其结构特性,其结果表明模板表面所制备的ZnO纳米棒具有更好的有序度和结晶质量,从而推断出模板表面有序ZnO纳米棒的形成应该同模板表面局域化负电荷的存在有关.同Si基片上所形成无序纳米棒的光致发光谱相比,模板表面所形成的有序ZnO纳米棒束具有更强的紫外峰,表明有序的ZnO纳米棒具有更好的结晶质量和光学特性.     

水热合成三维花状薄水铝石微观结构

在水溶液体系中,利用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）作为模板剂,水热合成了由纳米薄片自组装成的三维花状薄水铝石微观结构,采用XRD、SEM和TEM对其物相结构和形貌进行了分析,研究表明,该花状微观结构是由厚度50mm左右的纳米薄片自组装而成,形貌规则统一,分散均匀,平均直径为1．5μm,在其形成过程中,模板剂CTAB起到关键性的作用,并推断了纳米薄片自组装花状微观结构的形成机理。经过500℃焙烧得到的γ-Al2O3保持了该花状微观结构。     

ZnO纳米团簇与CdSe纳米棒复合膜的光电化学性能研究

用水热法合成了粒径均匀、分散良好的花状ZnO纳米团簇和CdSe纳米棒.讨论了ITO/ZnO/CdSe复合膜电极光电性能的影响因素,对比研究了ITO/ZnO纳米团簇及ITO/CdSe纳米棒膜电极的光电化学性能,实验表明:复合膜电极拓展了在长波方向的光吸收,提高了光电转换效率;当ZnO与CdSe复合摩尔比为1∶3时,ITO/ZnO/CdSe纳米复合膜电极在本实验中得到最高光电转换效率(IPCE)25.27%,远远高于单一ITO/ZnO花状纳米团簇膜电极和ITO/CdSe纳米棒膜电极.     

三维分级结构纳米ZnO光催化功能材料的研究进展

以三维分级结构纳米ZnO光催化材料为重点,综述了由低维度纳米ZnO组装的花状、核壳、阵列和微球等三维分级结构纳米ZnO的制备方法,总结了三维分级结构纳米ZnO在光催化降解有机污染物、抗菌以及制氢方面的应用。最后指出三维分级结构纳米ZnO在组装过程中亟需解决的问题,并对其在光催化领域中的未来发展方向进行了展望。     

不同衬底上氧化锌纳米结构的水热法制备研究

采用水热方法,以氯化锌和氨水为反应溶液,在铜和硅等不同基底上制备出不同特征的ZnO纳米棒和纳米管阵列.借助SEM和xRD等手段对其结构和形貌进行了分析研究.在常温下该样品表现出很好的光致发光性能.实验表明,在水热法中ZnO纳米材料的形貌、取向、排列等特征与衬底的选择有直接的关系.通过分析ZnO纳米管的形成过程,提出了一种新的由ZnO纳米棒在低温下溶解制得ZnO纳米管的生长机理.     

纳米ZnO阵列形貌对其光催化降解性能的影响

利用溶液法在不同形貌基片上制备了ZnO纳米棒阵列。通过聚苯乙烯球自组装阵列控制模板基片的形貌,制备出具有周期性结构的ZnO纳米花点阵;进而通过反应离子刻蚀聚苯乙烯球模板,实现了ZnO周期性点阵由纳米花向纳米环的结构转变。以亚甲基蓝水溶液为目标降解物,比较了不同ZnO纳米棒阵列的光降解能力,发现单位基片面积上ZnO纳米棒的有效受光面积是影响ZnO纳米棒阵列光降解能力的重要因素。     

ZnO纳米棒Al掺杂和A1,N共掺杂的制备技术与光致发光性能

采用水热法首先合成了Al掺杂ZnO(AZO)纳米棒,在此基础上通过550℃的氨气氛中退火制备了Al,N共掺杂ZnO(ANZ())纳米棒.运用X射线衍射(XRD),场发射扫描电镜(FESEM),透射电子显微镜(TEM),X射线能谱(EDS)和光致发光(PL)对样品进行了表征与分析.结果表明,制备的AZO和ANZ()纳米棒...     

低温水热法生长ZnO纳米棒阵列的电子结构及光学特性(英文)

使用低温水热法在Si衬底上生长ZnO纳米棒阵列.通过X射线衍射和扫描电子显微镜对ZnO纳米棒的结晶性和形貌进行观测.结果表明,六棱柱形ZnO纳米棒沿c轴方向的阵列性良好,且均匀致密的生长在衬底上.室温光致发光谱表明应用低温水热法可以得到光学性质良好的ZnO纳米棒阵列.使用同步辐射对ZnO纳米棒阵列的氧K带边进行X射线吸收近带边谱测量,研究了不同半径ZnO纳米棒阵列的局部电子结构及其半径对电子结构的影响.另外,对ZnO纳米棒及ZnO薄膜的局部电子结构进行了对比研究.     

Freezing a water droplet on an aligned Si nanorod array substrate

When a water droplet is dried on a vertically aligned Si nanorod array surface, the nanorods are bundled together. To understand how bundles are formed, a water droplet is frozen rapidly on a Si nanorod array surface observed under a cryo-SEM (scanning electron microscope). The nanorods in the precursor film form similar bundles as those dried in air. But the nanorods under the apparent frozen water droplet are only slightly deformed. We propose that the bundling of nanorods is caused by non-uniform water-nanorod interaction, which could happen either during the water spreading or drying process. Therefore, controlling the liquid-nanostructure interaction could minimize the bundling. In addition, the rapid freezing process does not preserve the water inside the nanochannels, and almost all the water forms ice on top of the nanorod surface, either as a planar interface or as particles, depending on the locations. The separated ice-nanorod interface will have potential applications in chemical separation and crystal growth.     

Efficient dye-sensitized solar cells based on the combination of ZnO nanorods and microflowers

Well-aligned ZnO nanorod films were grown onto transparent conducting substrates by using an aqueous solution route. The presence of some reflections in the X-ray diffraction pattern of the ZnO films indicates the vertical alignment of the nanorods along the c axis of the wurtzite hexagonal structure. Well-aligned ZnO nanorods were observed by scanning electron microscopy. The presence of top ZnO microflower layers over the ZnO nanorod film was observed for all growth times studied. The ZnO nanorods with ZnO microflower top layers were applied as photoelectrodes in dye-sensitized solar cells. Higher photocurrent densities and photovoltages were observed with longer nanorod growth times. The high performance of the dye-sensitized solar cells might be associated to the combination of ZnO nanorods and microflowers in the same photoelectrode.     

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%。     

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。     

ZnO:Cd纳米棒的制备及其光催化降解性能研究

采用水热法制备了ZnO和不同Cd掺杂浓度的ZnO:Cd纳米棒。通过x射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计和拉曼光谱对ZnO:Cd纳米棒的结构和光学特性进行了系统研究。结果显示,样品为一维纳米棒结构,Cd的掺杂可以减小ZnO纳米棒的晶粒尺寸和光学带隙。利用分光光度计检测ZnO:Cd纳米棒对偶氮结构染料(甲基橙溶液)的光催化降解效率,结果表明Cd掺杂可以改善ZnO的光催化性能,掺杂浓度为16%时ZnO:Cd纳米棒对甲基橙溶液的光催化降解效率最高。     

Performance of polymer/ZnO hybrid photovoltaic devices determined by reaction time for oriented ZnO nanorod growth

The performance of hybrid polymer/metal oxide photovoltaic devices based on poly(2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene) and oriented ZnO nanorods is studied. The ZnO nanorods on indium tin oxide-coated glass were prepared by hydrothermal method, where the length and the defect concentration of ZnO nanorods were controlled by the reaction time (T_r) for nanorod growth. Increasing T_r results in longer ZnO nanorods and higher defect concentration. Results show that both photocurrent and electron lifetime have strong dependence on the nanorod length (i.e., growth time) due to the exponential attenuation of incident light intensity in the device, offering a peak conversion efficiency of 0.337% under 1.5 AM illumination for T_r = 120 min. Combinational analyses of the data in this experiment and the previous data for the electrodeposited ZnO nanorods provide the insights into the dependence of the device performance on the intrinsic property of the ZnO nanorods.     

Hydrothermal synthesis and luminescence properties of multiform lanthanide ions doped YVO4 architectures

YVO4 flowerlike architectures with well-aligned microneedles and urchin-like architectures with nanorods have been synthesized using a facile hydrothermal method in the presence of disodium ethylenediamine tetraacetate (Na2H2L). The morphology of the YVO4 flowerlike architectures can be easily controlled by adjusting the pH value of the reaction system. Proper reaction temperature and the basic source ammonia are key requirements for the fabrication of the flowerlike architectures. The additive Na2H2L can coordinate with metal ions to form strong complexes and be absorbed on specific crystal surfaces of the initial colloidal precipitates, which serve as seeds for the anisotropic growth. The formation mechanism for the YVO4 assemblies has been discussed on the basis of time-dependent experiments. YVO4:Ln3+ (Ln = Eu, Dy and Sm) phosphors preserved the architecture morphologies show strong light emissions with different colors coming from different activated ions under ultraviolet excitation.