沉淀法制备ZnS∶Cr纳米晶及其光学性能研究

以十二烷基苯磺酸钠和六偏磷酸钠作为分散剂,采用沉淀法制备了ZnS及不同掺杂浓度的ZnS∶Cr纳米晶。利用XRD和TEM对纳米晶物相和形貌进行了分析。结果表明,ZnS和ZnS∶Cr纳米晶均为立方闪锌矿结构,利用谢乐公式估算ZnS和ZnS∶Cr纳米晶平均粒径分别为2.1和2.2nm。TEM观察到纳米晶近似为球形,平均粒度为3nm左右,具有较好的单分散性且分布均匀。荧光光谱(PL)表明,纳米晶在420、440和495nm处有发射谱带,前两者被认为是S空位深陷阱发光,后者被认为是表面态或中心辐射复合发光。     

水热法制备ZnS∶Cu纳米晶及其光致发光性能

采用水热法制备了不同掺杂浓度的ZnS∶Cu(0~0.6%(原子分数))纳米晶。结果表明,ZnS∶Cu纳米晶为立方晶系闪锌矿结构,晶粒尺寸在3~4nm之间;相比未掺杂的ZnS纳米晶,掺杂ZnS∶Cu纳米晶在500nm处产生了发射光谱(PL)。这是由于发光中心位于446和468nm两个PL光谱与ZnS自身的缺陷有关,发光中心位于500nm的绿光为浅施主能级(S缺陷)与铜t2能级之间跃迁而产生。并且其发光强度随掺杂浓度显著增强,当浓度为0.4%(原子分数)时达到最大值,进而发生了浓度淬灭现象。     

ZnS∶La纳米晶的制备及其光学性质研究

采用醋酸锌、醋酸镧和硫代乙酰胺(TAA)为原料,水热合成法制备了粒度分散均匀的镧掺杂硫化锌纳米晶.粉末X-射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)测试结果表明合成的样品为立方闪锌矿结构;纳米晶为近球形的多晶粒子,平均粒径在25nm左右且分布较窄.从纳米晶紫外-可见(UV-vis)光谱数据计算的半导体带宽(Eg)相对于体相材料有较大的蓝移,表现出明显的量子尺寸效应.用荧光光谱(PL)研究了ZnS∶La纳米晶的光致发光能力,结果表明产物的荧光发射峰位于465nm左右,且具有良好的发光性能.此外,通过改变镧的掺杂量和反应的时间来研究发光强度的变化,随着掺杂量的提高和反应时间的延长,纳米晶的发光强度都呈现出先增强后减弱的趋势,并对具体原因进行了探讨.     

低温水热法制备氧化镁纳米晶

以MgCl2·6H2O和Na2C2O4为反应物在表面活性剂存在的条件下低温水热反应制得纳米级前驱体MgC2O4· 2H2O,经过热处理可制得MgO纳米晶.通过XRD研究了水热条件(时间、浓度等)以及灼烧条件(温度、时间)对产物的影响;通过TG-DTA、FTIR、TEM、SAEM和XRD表征,结果表明产物为粒径分布均匀、结晶良好、晶粒尺寸仅5nm左右的立方型 MgO纳米晶.     

Co2+掺杂水溶性ZnS量子点的制备及其光致发光性能

采用共沉淀法,以3-巯基丙酸为表面修饰剂,成功制备出Co2+掺杂水溶性ZnS量子点。采用X射线衍射仪、透射电子显微镜、原子发射光谱仪、紫外-可见吸收光谱仪和荧光分光光度计等,研究了Co2+掺杂剂及掺杂量对ZnS量子点的晶体结构、形貌和发光性能等的影响。结果表明:所得产物均为ZnS立方型闪锌矿结构,量子点呈不规则球形,粒径主要集中在5.2 nm左右;掺杂样品发红色荧光,发光性能明显增强,属于Co2+形成的杂质能级(4A1—4T1)与缺陷的复合发光。同时,利用红外吸收光谱对Co2+掺杂水溶性ZnS量子点的形成机理进行了初步探讨。     

ZnS:Cu纳米颗粒的制备及发光性质

采用水热法制备了Cu离子掺杂的ZnS(ZnS:Cu)纳米颗粒,研究了锌硫比和反应时间对ZnS:Cu纳米颗粒光致发光性质的影响.通过X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品的物相和形貌进行分析表征,发现该方法得到立方闪锌矿结构的球形ZnS: Cu纳米晶,粒径在1～6nm之间.室温下,用350nm波长的紫外光激发ZnS:Cu纳米粒子,可以得到归属于浅施主能级与铜￡z能级之间的跃迁产生的绿色发光,发光强度随锌硫比的增大和反应时间的延长先增强后减弱,发射峰位随锌硫比和反应时间的变化有一定移动.认为浅施主能级为与硫空位有关的能级,锌硫比和反应时间对硫空往的数量和能级位置有一定影响.     

ZnS：Mn纳米晶的制备与光学性质

用共沉淀法制备出ＺｎＳ及ＺｎＳ：Ｍｎ纳米晶粉末。由ＸＲＤ和ＩＲ研究样品的结构性能证明已制备出立方结构的ＺｎＳ：Ｍｎ纳米晶，利用荧光分光光谱仪测定样品的激发光谱和发射光谱，发现其光学性能明显不同于体材料的。     

水热法制备不同形貌纳米ZnO阵列及光学性能的研究

采用简单水热法制备得到棒状、铅笔状和塔状不同形貌的纳米ZnO阵列。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发射光谱对样品结构、形貌、光学性能和催化性能进行表征;结果表明,样品晶型比较完整,PL谱图表明样品在380nm左右都出现了强烈的紫外发射峰。同时,以甲基橙为模拟污染物,通过光催化测试表明,产品均具有良好的光催化性能,其中塔状纳米ZnO的光催化性能较高。     

核壳结构CdS：Mn/ZnS纳米晶的制备与光学性能研究

以3-巯基丙酸为稳定剂,采用共沉淀法在水相中合成了CdS∶Mn掺杂纳米晶,然后进一步将ZnS包覆于CdS∶Mn纳米晶表面,制备了CdS∶Mn/ZnS核壳结构纳米晶。利用X射线衍射（XRD）,透射电子显微镜（TEM）和紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）对纳米晶的结构、形貌和光学性质进行了表征,发现制备的纳米晶具有优秀的单分散性,确认合成了CdS∶Mn/ZnS核壳结构纳米晶。通过荧光光谱（PL）研究了纳米晶的发光性质和光稳定性,结果表明包覆壳层后纳米晶的发光强度显著提高,最高可达8倍,且Mn2＋离子的发光峰峰位置随着ZnS壳层数的增加而红移。此外,核壳纳米晶的光稳定性大大提高。     

水热法合成高发光强度ZnS:Cu,Al纳米荧光粉研究

采用水热法直接合成了高发光强度的ZnS:Cu,Al纳米荧光粉.XRD和TEM测试结果表明,合成纳米晶为纯立方相结构,球形纳米晶尺寸约15nm,尺寸分布窄,分散性好.首次系统地研究了不同[S2-]/[Zn2+]和[Al3+]/[Cu2+]比值对清洗样品和不清洗样品的光致发光(PL)光谱的影响.实验结果表明,激活剂浓度不变而改变[S2-]/[Zn2+]摩尔比时,发光强度显著变化,同时未清洗样品的PL强度均比清洗样品的强,且未清洗样品强度增强的比值在低的[S2+]/[Zn2+]时更显著.这说明其发光机理为紫外光激发材料表面的发光中心,即PL强度决定于纳米材料的表面态,此外掺杂的激活剂摩尔比同样对PL光谱有影响.在我们的实验中,用343nm紫外光激发时,n[S2-]:n[Zn2+]=3,n[Al3]:n[Cu2+]=2时未清洗样品的发光最强,此时于室内照明条件下可观察到明亮的绿光.     

Optical properties of water-soluble Co:ZnS semiconductor nanocrystals synthesized by a hydrothermal process

Water-soluble ZnS:Co²⁺ nanocrystals (NCs) were synthesized by a low temperature hydrothermal process using 3-mercaptopropionic acid (MPA) as capping agent and the influence of doping on the optical properties of ZnS:Co²⁺ NCs was investigated. It was found that the ZnS:Co²⁺ NCs are highly crystalline and show zinc blende structure with an average particle size of about 7 nm. The lattice constant of the ZnS:Co²⁺ NCs decreases slightly by the introduction of Co²⁺. The Co dopants were well doped into the ZnS:Co²⁺ NCs, as confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and the ⁴A₂(F) → ⁴T₁(P) transition of Co²⁺ was detected from the UV-vis absorption spectra. The absorption edge of the ZnS:Co²⁺ NCs is blue-shifted as compared with that of bulk ZnS, indicating the quantum confinement effect. The PL intensity of the NCs shows the maximum value when the Fe-doping concentration is 0.5 at.%.     

溶剂热制备花状ZnO纳米晶及光性能表征

利用溶剂热法,以乙酸锌（Zn（CH3COO）2·2H2O）和氢氧化钠（NaOH）为源,在乙二醇和水的混合溶剂中制备出了花状氧化锌纳米晶体,用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和选区电子衍射（SAED）测试分析,发现样品为六方纤锌矿结构的ZnO单晶,花状晶体的大小约为600nm,单个花瓣的长、宽分别约为300nm、100nm。对比实验发现,产物形貌对NaOH浓度的依赖性很大。紫外可见吸收光谱（UV—vis spectra）显示,产物除了本征吸收外,在长波方向（600nm处）也有一宽化的、较强的吸收峰。室温荧光光谱（PL spectra）显示,产物在400—480nm有一明显的发光带,且在405nm和472nm处有两个较强的发光峰。     

水热法合成陶瓷LaPO4的微波介电性能

通过水热法和固相反应法制备了LaPO₄粉体, 分别在1030~1340℃和1300~1460℃范围内对粉体进行了烧结, 得到了LaPO₄陶瓷, 研究对比了两种方法得到的陶瓷的烧结行为和微波介电性能。结果表明: 和固相法相比, 水热法得到的陶瓷由于粉体粒径小更易于烧结, 微波介电性能更优;在1260℃条件下烧结2 h得到的水热法陶瓷具有最好的微波介电性能: 介电常数为10.2, Q×f值为129704 GHz (f = 10.2 GHz), 谐振频率温度系数值为-58.6 ppm/℃;水热法陶瓷的Q×f值为固相法的2.47倍, 烧结温度比固相法低140℃。     

水溶性ZnS量子点的共沉淀法制备、 表征及其光学性能

以硫化钠和乙酸锌为反应物,3-巯基丙酸为表面包覆剂,利用共沉淀法制备了水溶性ZnS量子点。并采用X射线衍射仪、透射电子显微镜和荧光分光光度计等对样品的结构、形貌、粒径和光学性能进行了表征。结果表明:所得样品为ZnS立方型闪锌矿结构,量子点的形状呈不规则球形,粒径主要集中在4.8nm左右;样品在585～590nm之间出现了黄色荧光发射波峰。同时,利用红外光谱对ZnS量子点的合成机理进行了初步分析。     

水热法制备ITO薄膜的研究

以铟锡氯化物为原料,采用水热法在玻璃基片上制备了氧化铟锡(ITO)薄膜,并利用X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对薄膜的相结构、化学组成及形貌进行了表征,研究了水热温度和时间等条件对ITO薄膜光吸收特性的影响.结果表明,水热法制备的ITO薄膜呈体心立方多晶结构且均匀、致密.薄膜在可见光区透射比可达98.2%,具备低成本大规模制备ITO薄膜的潜力.     

W掺杂二氧化钒的水热晶化机理及其相变性能

以硫酸氧钒为钒源,采用沉淀-胶溶法制备VO_2溶胶。然后向溶胶中加入偏钒酸铵,利用溶胶水热晶化制备出W掺杂二氧化钒(W-VO_2,M相)粉体。通过XRD,FESEM和DSC对合成产物的物相组成、形貌和相变性能进行研究。结果表明:在280℃条件下水热处理4~48h,VO_2溶胶经过水热晶化生成长约1~2μm、直径约100~200nm棒状W-VO_2(B)晶体,伴随着B相向M相晶型转变,W-VO_2(B)逐渐消溶,而W-VO_2(M)逐渐长大,形貌由棒状转变为片状或雪花状;W-VO_2(M)相变温度随着W掺杂量增加而降低,当名义掺杂量为6.0%(原子分数)时,相变温度降低到28℃。根据水热晶化和形貌演变过程,提出了W-VO_2(M)可能的"形核-生长-转化-熟化"形成机理。     

Optical properties of Mn-doped ZnS semiconductor nanoclusters synthesized by a hydrothermal process

Undoped and Mn-doped ZnS nanoclusters have been synthesized by a hydrothermal approach. Various samples of the ZnS:Mn with 0.5, 1, 3, 10 and 20 at.% Mn dopant have been prepared and characterized using X-ray diffraction, energy-dispersive analysis of X-ray, high resolution electron microscopy, UV-vis diffusion reflection, photoluminescence (PL) and photoluminescence excitation (PLE) measurements. All the prepared ZnS nanoclusters possess cubic sphalerite crystal structure with lattice constant a = 5.408 ± 0.011 ?. The PL spectra of Mn-doped ZnS nanoclusters at room temperature exhibit both the 495 nm blue defect-related emission and the 587 nm orange Mn²⁺ emission. Furthermore, the blue emission is dominant at low temperatures; meanwhile the orange emission is dominant at room temperature. The Mn²⁺ ion-related PL can be excited both at energies near the band-edge of ZnS host (the UV region) and at energies corresponding to the Mn²⁺ ion own excited states (the visible region). An energy schema for the Mn-doped ZnS nanoclusters is proposed to interpret the photoluminescence behaviour.     

油页岩渣水热法合成沸石及其性能表征

以油页岩渣为原料,采用NaOH熔融水热合成法和NaOH溶液水热合成法合成了沸石.利用X射线图谱、FT-IR图谱和Cr6+吸附实验探讨了样品的结构及吸附性能.结果表明,NaOH熔融水热合成法合成的为Na-A型和SOD型沸石混合物,NaOH溶液水热合成法合成的为Na-P型和SOD型沸石混合物;2种合成方法对Cr6+的吸附率相差不大,考虑到合成的成本,选用NaOH溶液水热合成法;随着NaOH溶液浓度的增加,产品对Cr6+的吸附率增大,当NaOH溶液浓度为8mol/L时,吸附率可达到89.1%.     

Sn2+掺杂硫化铜的制备及其性能

以硫脲(NH2CS)、氯化铜(CuCl2)、氯化亚锡(SnCl2)为原材料采用直接沉淀法制备掺杂Sn^2+的纳米CuS近红外光吸收材料,并对样品的光学性能和物相结构进行了表征,分析部分合成条件对其光吸收性能的影响。结果表明,所制备产物为纯相Sn^2+掺杂的CuS晶体,制备工艺条件将对产物的光吸收性能及光热转换性能产生直接影响,在反应体系铜与硫的物质量之比为1∶17,NaOH加入量0.008mol,Sn^2+掺杂量5%时,反应4h可得到光吸收性能较优的样品,样品光热转换效率为23.02%,与纯相未掺杂CuS样品相比,光热转换效率提高了80.97%。