静电纺丝法制备La掺杂ZnO纳米纤维及其光学性能的研究

采用静电纺丝法制备了La掺杂ZnO纳米纤维,并对其进行SEM、XRD和紫外吸收光谱测试,对制备的样品进行结构和性能的表征,研究了不同浓度稀土元素La掺杂对其形貌、结构及光学性能的影响。SEM测试结果表明:静电纺丝法制备的La掺杂ZnO粉体具有良好的一维形貌,XRD测试结果表明:在掺杂浓度较低时,Zn_(1-x)La_xO(x=0.02,0.05)仍是六方纤锌矿结构的单相存在,紫外-可见吸收光谱测试结果表明:掺杂的浓度变大时,稀土元素La掺杂ZnO样品的吸收边向着长波方向移动,稀土元素La掺杂样品的光学带隙宽度Eg变窄,这主要是由于掺杂产生的电荷之间相互作用产生多体效应或杂质及缺陷带之间的重叠引起的。     

Ce掺杂ZnO的晶体结构、发光和光催化性能的不同机理

采用溶胶凝胶法合成了一系列Ce掺杂ZnO粉晶。采用XRD, UV-VIS, FT-IR, PL技术及以亚甲基蓝溶液脱色反应为模型,研究了Ce掺杂ZnO晶体结构、光学带隙、成键、光致发光及光催化性能产生的不同机理。结果表明:低含量Ce掺杂和高含量Ce掺杂对ZnO结构和性能产生的机理存在差异。低含量Ce掺杂时,ZnO晶格参数及Zn-O键长因原子半径大的Ce~(3+)替代原子半径小的Zn~(2+)而增加,光学带隙因Burstein-Moss效应而宽化,结晶性能因ZnO成核空间增加而提高,青蓝色发光峰因结晶性能提高而减弱。高含量Ce掺杂时,ZnO晶格参数及Zn-O键长因Ce~(3+)Ce~(4+)转化而减小,光学带隙因Ce~(3+)占据Zn~(2+)格位而减小,结晶性能因氧化铈包覆作用并降低结晶速率而提高,青蓝色发光峰随缺陷增加而增强。Ce掺杂ZnO光催化能力随光学带隙减小而提高。光催化性能最优Ce掺杂量为2%。FT-IR表明系列Ce掺杂ZnO均含有Zn-O和Ce-O-Zn等成键。     

Fe掺杂ZnO纳米纤维的制备及其乙炔气敏性能的研究

采用静电纺丝法制备了Fe掺杂ZnO纳米纤维,研究了不同浓度Fe掺杂对ZnO纳米纤维的形貌、晶体结构及乙炔气敏性能的影响。结果表明:Fe掺杂对其结构及形貌未产生影响,Fe掺杂明显提高了ZnO纳米纤维的气敏性能,Fe掺杂量为6%的ZnO纳米纤维对乙炔气体具有最佳的气敏特性,工作温度为300℃时,粉体对1000 ppm HCHO气体灵敏度达到74.61,随着乙炔气体浓度增大,Fe掺杂ZnO纳米纤维粉体的灵敏度呈上升趋势。这主要是由于Fe元素掺杂使ZnO的缺陷增多,为气敏反应提供更多的活化点,从而提高了气敏性能。     

Bi^3＋掺杂对纳米ZnO形貌及其光催化性能的影响

以硝酸锌为原料,尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀法分别制备了未掺杂的纯纳米ZnO粉体和Bi3+离子掺杂纳米ZnO粉体.XRD、TEM分析及光催化试验结果表明:本研究制备的纯相纳米ZnO粉体和Bi3+掺杂纳米ZnO粉体均为六方晶系纤锌矿结构,掺杂并未改变ZnO的晶系结构:但对其晶粒形貌产生了影响,除了球状形貌外,还产生了大量长短不一的棒状结构.与纯相纳米ZnO相比,Bi3+的掺杂降低了其光催化活性,在80min光照下MB的降解率已经由68-26%降低到10.02%,但随着Bi3+掺杂量的增加,其光催化活性有所改善,当掺杂量达到3%时,光催化降解率重又升高到46.98%.     

ZnO/ZnS异质结构纳米棒的制备及性能研究

本文利用低温二步水热法在ITO玻璃衬底上制备了ZnO/ZnS异质结构纳米棒,研究和比较了Zn O纳米棒和ZnO/ZnS异质结构纳米棒的形貌,结构和光学等特性。结果表明:未掺杂的ZnO纳米棒具有明显的六角结构表面,良好的晶体结构和c轴生长取向;ZnO/ZnS异质结构纳米棒的形貌和光学性质都发生了变化,纳米棒直径变化范围大,六角结构表面六边形不规则,且引入了较多的深能级缺陷。     

Cu掺杂ZnO的光学带隙和磁学性能关系

采用高压釜水热法制备了不同Cu掺杂摩尔配比组分的ZnO,Zn_(0.99)Cu_(0.01)O,Zn_(0.97)Cu_(0.03)O,Zn_(0.95)Cu_(0.05)O和Zn_(0.92)Cu_(0.08)O粉晶。利用SEM,XRD,UV-VIS和VSM研究了样品的颗粒尺寸、结构特性、光学带隙和饱和磁化强度间关系。XRD结果表明ZnO和Zn_(0.99)Cu_(0.01)O为纤锌矿结构ZnO,未发现杂质第二相。随着Cu掺杂含量增加,样品逐渐产生CuO杂质第二相,主相ZnO的结构参数和(002)晶面择优取向发生变化。SEM显示样品颗粒为纳米级别,其大小随Cu掺杂含量增加有所不同。择优取向、禁带宽度和饱和磁化强度存在密切关联。(002)择优取向越高,光学带隙越小,饱和磁化强度越大。Zn_(0.95)Cu_(0.05)O达到最大值,相比于纯ZnO,饱和磁化强度提高了57%。     

ZnO纳米棒水热法生长与表征

采用两步法在FTO导电玻璃衬底上制备ZnO纳米棒,首先利用浸渍-提拉法在FTO导电玻璃衬底上制备ZnO晶种层,然后把有ZnO晶种层的FTO衬底放入盛有生长溶液的反应釜中利用水热法制备ZnO纳米棒.研究了生长溶液的浓度、生长温度和生长时间对所制备的对ZnO纳米棒阵列的微结构和光致发光性能的影响,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)研究了ZnO样品的结构、形貌和光学性质.实验结果表明:所制备的ZnO纳米棒呈现六方纤锌矿结构,沿(002)晶面择优取向生长,纳米棒的平均直径约为100 nm,长度约为2.5 μm.所制备的ZnO纳米棒在390 nm附近具有很强的紫外发光峰和在550 nm附近有较弱的宽绿光发光峰.     

KH560@ZnO掺杂淀粉复合材料及抑菌特性

水热法制备纳米ZnO，通过熔融共混方式掺杂入淀粉基底，获得纳米ZnO淀粉复合材料，研究复合材料组成状况、微观形貌，分子构造、光电特性及相应作用规律，同时初步探索复合材料抑制大肠杆菌的效果。结果表明，纳米ZnO粉体形貌均一，具有较高的结晶度，平均粒径约85nm，KH560接枝改性纳米ZnO，接枝率5.26%~5.86%。进一步将改性纳米ZnO与淀粉基底键合连接，复合材料基本维持晶型构造，KH560对纳米ZnO的修饰提高了掺杂材料在淀粉基底的分散程度及稳定性。随着纳米ZnO含量的增加，复合材料光致发光强度、紫外屏蔽性能和抑制大肠杆菌的能力随之增大，但透光率呈下降趋势。纳米ZnO掺杂量10%时，复合材料对大肠杆菌的抑菌率约95%。     

Ce~(3+)掺杂介孔TiO_2纳米粉末的水热制备及其光催化性能

我们采用碱液水热法制备了介孔Ti O2纳米粉末,并通过掺杂稀土元素Ce对其进行了改性。采用X射线衍射(XRD)﹑EDS能谱分析﹑扫描电镜(SEM)﹑透射电镜(TEM)﹑UV紫外可见光光谱分析表征了所制备样品的晶型﹑元素含量﹑形貌及光催化性能。结果发现,水热法制备的介孔纳米粉末颗粒均一,介孔分布较均匀,掺铈后可以提高介孔Ti O2纳米粉末的降解率;实验中,在一定的掺铈浓度范围内,最佳掺铈浓度为0.01 mol/L。     

高频热等离子体制备Mn掺杂的棒状纳米氧化锌

以锌粉和MnCl2为反应物,在高频感应热等离子体中制备了Mn掺杂的ZnO纳米棒. 通过XRD, FESEM, TEM和HRTEM对产物的结构、形貌进行了分析. 随着Mn掺杂量的增加,ZnO的衍射峰向小角方向移动,证实掺杂的Mn原子进入了ZnO晶体的晶格,ZnO纳米棒的长径比逐渐减小,未掺杂的ZnO纳米棒直径约为30 nm,长度约为2 mm,当掺杂的Mn/Zn摩尔比为4%时,掺杂后的ZnO纳米棒直径约为100 nm,长度约为200 nm. Mn掺杂的ZnO纳米棒显示出了室温铁磁性特征,且随Mn掺杂含量提高而增强,当Mn掺杂量由0.25%增加到4%时,ZnO纳米棒的矫顽力从78 Oe上升到149 Oe.     

掺杂对纳米氧化锌光催化性能的影响

以纳米氧化锌为载体,采用离子掺杂的方法制得了银掺杂纳米氧化锌(Ag/ZnO)及稀土铈掺杂纳米氧化锌(Ce/ZnO)光催化剂。实验结果表明:制备的Ag/ZnO粒径在18nm左右,Ce/ZnO粒径在20nm左右,离子掺杂有效提高了纳米氧化锌的光催化性能,并且Ag/ZnO试样的效果要好于Ce/ZnO试样。     

水热法制备钐掺杂氧化锌及其对二甲胺气敏性能

采用水热法在不加任何助剂的情况下制备了六方纤锌矿ZnO及掺杂钐的ZnO (ZnO:Sm)粉体材料. 气敏测试结果显示,ZnO:Sm材料对二甲胺具有较高的灵敏度,随着二甲胺浓度增加,灵敏度呈现线性增加,当二甲胺气体的浓度为1.00′10-4时该气体传感器的检测灵敏度可达到63.97. 在三甲胺气氛中,ZnO:Sm对二甲胺具有优异的选择性,对二甲胺的响应时间为6 s,恢复时间为19 s.     

TiO_2/ZnO双层电子传输层的制备及光电化学性能

首先在氟掺杂的氧化锡导电玻璃(FTO)上水热生长一层TiO_2纳米棒阵列薄膜,然后通过旋涂法旋涂ZnO籽晶层后水热法生长ZnO纳米棒得到TiO_2/ZnO纳米棒阵列薄膜。通过XRD、SEM、PL、UV-Vis和电化学工作站等对单层TiO_2纳米棒和TiO_2/ZnO纳米棒的结构、表面形貌、荧光性能、光吸收强度以及光电化学性质进行表征。结果表明,随着水热生长ZnO时间的增长,ZnO纳米棒密度增加; ZnO纳米棒的生长时间不同使其荧光强度不同,TiO_2/Zn O纳米棒的荧光强度与单层TiO_2纳米棒相比有着微小的减弱,没有明显的衍射峰; TiO_2/ZnO纳米棒复合材料比单层TiO_2的光吸收强度高,提高其光学性能,但是吸光区域都在紫外光区域;在标准模拟太阳光照射下,TiO_2/Zn O纳米棒的光电流为0. 002 m A,单层TiO_2纳米棒的光电流为0. 006 m A,复合薄膜的电流有着明显的变化。     

稀土掺杂ZnO光催化降解偏二甲肼废水研究

利用水热法制备稀土掺杂ZnO/La3+、ZnO/Ce3+、ZnO/Y3+纳米颗粒,用于光催化降解偏二甲肼废水。结果表明,掺杂ZnO颗粒大小均匀,直径在100～200 nm,纯度高。2 h后,对30 mg/L偏二甲肼废水的最大降解率分别为80.4%,82.3%,67.8%,降解率较纳米复合ZnO平均提高80%以上。     

Fe、Ni掺杂ZnO纳米材料的光学、磁性及光催化性能的研究

采用草酸-氨水两步共沉淀法制备了ZnO以及Fe、Ni掺杂的Zn_1-xM_xO(0.00≤x≤0.06)纳米材料,利用XRD、UV-Vis、PL和VSM对其结构、光学和磁学性质进行表征与分析,并以亚甲基蓝溶液为模拟污染物,评价了Zn_1-xM_xO材料的光催化降解性能,考察Fe、Ni掺杂对ZnO结构、光学、磁学性质和光催化降解性能的影响。结果表明,所有的Zn_1-xM_xO样品都具有六方纤锌矿结构;Fe、Ni掺杂提高了ZnO的可见光吸收,且随着掺杂浓度的增加,Zn_1-xM_xO样品的带隙宽度减小;ZnO和Zn_1-xM_xO材料的光致发光主要有蓝光发射和绿光发射;Fe、Ni掺杂后的Zn_1-xM_xO样品表现出明显的室温铁磁性,随着掺杂浓度的增加,Zn_1-xFe_xO的磁性增加,而Zn_1-x     

Al掺杂ZnO纳米棒在柔性衬底上的生长及其性能研究

利用水热法在PET-ITO柔性衬底上制备铝(Al)掺杂的ZnO纳米棒(ZnO∶Al)。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、I-V特性测试等分析了合成纳米材料的微观形貌、晶体结构、电学性能。结果表明,掺杂Al时对ZnO纳米棒生长有直接的影响。构建了添加Alq_3为绝缘层的PET-ITO/ZnO纳米棒/Alq_3/AgMIS(金属M-绝缘体I-半导体S)器件,并对其电学性能深入研究,实验表明该器件对整流特性有良好反应。     

ZnO纳米棒阵列的改进水热方法制备、银修饰及光催化活性研究

ZnO纳米棒阵列是近来研究较多的光催化剂,通过银等贵金属修饰可提高光催化活性。以硝酸锌和六亚甲基四胺为前驱物,通过优化水热合成参数（包括种子层和水热生长液浓度等）以及光化学还原沉积银制备高活性ZnO纳米棒阵列。利用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射以及紫外-可见漫反射光谱对样品进行表征。结果表明,种子层和水热反应液浓度均对ZnO纳米棒阵列的活性产生影响。银修饰后,光吸收增强,吸收带边从紫外光区拓展到可见光区。光催化降解甲基橙溶液结果表明,银修饰的ZnO纳米棒阵列较纯ZnO纳米棒阵列降解甲基橙的活性提高30%。     

ZnO纳米棒的制备及光学性能研究

采用水热合成法在覆盖有ZnO晶种层的硅片上制备了形貌可控的ZnO纳米棒,并利用XRD、扫描电镜、拉曼光谱和光致发光光谱等测试手段对其结构及光学特性进行了研究。结果表明,所制备的ZnO纳米棒具有较强的紫外发光和较弱的深能级发光,说明所制备的ZnO纳米棒结晶质量和光学性能均较好。     

锆掺杂氧化锌复合紫外屏蔽材料的制备及表征

以Zn(NO3)2,ZrOCl2和NaOH为主要原料,采用共沉淀-水热法制备了晶型规整的掺Zr纳米ZnO复合紫外屏蔽材料。研究了Zr的掺杂量、水热温度、水热时间和Zr的掺杂方式等对材料紫外屏蔽性能的影响,得到了制备掺Zr纳米ZnO紫外屏蔽材料较好的制备条件为:共沉淀掺杂,Zr掺杂量为3.5%,水热温度150℃,水热时间0.5 h。采用X射线衍射仪和透射电镜对样品进行了表征,结果表明,样品晶型好、尺寸均匀。     

不同水浴时间对纳米TiO2材料的影响

本文以钛酸丁酯Ti（OC4H9）4冰醋酸、去离子水和无水乙醇为原料,采用溶胶一凝胶法,制备了纳米二氧化钛胶体和粉体,并用旋转涂片法在玻璃衬底上沉积了不同层数的纳米Ti02薄膜。然后对纳米Ti（）2薄膜与粉体进行热处理。利用X射线衍射仪（XRD）、紫外可见光谱（UV／vis）、扫描电镜（sEM）对纳米二氧化钛粉体与薄膜进行表征。结果表明,500℃和600℃下,样品均产生锐钛矿结构。随着镀膜层数的增加,薄膜的透射率逐渐下降。相同镀膜层数,随着水浴时间的增加,透射率呈现增加的趋势。通过对光学带隙的计算,表明退火温度对光学带隙有影响。