簇状氧化锌纳米棒的合成及其光催化性能研究

采用醋酸锌和氨水为原料、水作为溶剂,以水热法在80℃条件下反应20 h制备出了簇状氧化锌纳米棒,用XRD、SEM分别分析了制备产物的物相和形貌。以ZnO纳米棒为光催化剂对有机染料甲基橙进行了光催化降解实验,研究了甲基橙溶液初始浓度和催化剂添加量对光催化的影响。结果表明,合成的氧化锌纳米棒均为六方晶系铅锌矿结构;产物为从中心发散的簇状纳米棒结构,纳米棒直径分布均匀且分散性好,每个簇由几十个纳米棒组成,每个纳米棒平均直径约为150 nm,长度约为5μm。制备的ZnO有良好的光催化性能。     

ZnO纳米棒的制备及其光催化活性研究

以Zn(Ac)2·2H2O、NaI和N2H4·H2O为原料,在未使用任何表面活性剂的简单水热反应体系中制得了ZnO纳米棒.采用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对产物的晶体结构、形貌进行了表征分析,并对其光催化活性进行了探讨,以ZnO纳米棒为光催化剂对有机染料污染物甲基橙进行了光催化降解实验.实验结果表明,氧化锌纳米棒对甲基橙的光催化降解具有很好的催化作用,在紫外光照射120min后,对甲基橙的降解率接近完全.     

纳米ZnO的制备及气相光催化性能研究

为了验证ZnO光催化剂对电厂烟气中NO的氧化效果,对初始浓度300 ppm的NO气体进行了紫外光下负载型ZnO光催化实验。研究所采用的纳米ZnO光催化材料由水热合成法制备,并与商业ZnO的效果进行了对比。用SEM和XRD对其进行了表征。实验结果表明,特定条件下,NO的氧化率达到14%,说明ZnO应用到气相光催化时还需要一定改进。     

花状ZnO的水热合成与表征

以金属锌为原料,引入偶联表面活性剂作为晶体生长控制剂,在温和的水热条件(150℃)下一步合成了花状纳米结构的ZnO.使用XRD,TEM,SEM,SAED等测试手段,对产物的化学组成和形貌特征进行了分析和表征.结果表明,花状ZnO纳米结构由ZnO纳米棒组成,该ZnO纳米棒为六方晶系且表现为单晶性质.ZnO纳米棒纯度高、粒径较小、长直、光滑而且大多一端聚集而另一端向四周放射性分布,呈较完美的花状结构.初步探讨了ZnO单晶纳米棒和花状ZnO纳米结构的形成机理.分析表明,ZnO纳米棒及其花状结构的形成与偶联表面括性剂特殊的性质及分子结构有关.     

可控形貌纳米ZnO制备及光催化应用研究

采用醇辅助水热法,不添加任何表面活性剂,不经过特殊处理,通过优化无水乙醇与水的体积比分别为3∶1,1∶1,1∶19,控制纳米颗粒生成形貌,制备颗粒状、棒状和花状3种纳米ZnO颗粒。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)等手段对产物进行表征,分析生长机理。将3种不同形貌ZnO纳米粒子用于光催化降解低浓度偏二甲肼(UDMH)废水,结果表明,颗粒状纳米ZnO对偏二甲肼废水的降解效率最高可达46.8%。     

表面活性剂对氧化锌纳米棒形貌的影响与机理

分别以PEG400和PVA124为表面活性剂辅助水热法合成了氧化锌(ZnO)纳米棒.X射线衍射分析显示:产物为结晶良好的六角结构ZnO晶体,PEG400为表面活性剂制得的ZnO比PVA124为表面活性剂时的结晶性好.用透射电镜和选区电子衍射研究了不同表面活性剂对ZnO纳米棒形貌和结晶性的影响,解释了PEG400和PVA124对ZnO形貌影响的机理,并对ZnO的生长机制进行了初步探讨.     

纳米ZnO的制备及其光催化性能研究

本文以羟丙基纤维素（HPC）作为分散剂,运用沉淀法制备出了粒径均匀的ZnO颗粒.通过透射电子显微镜（TEM）,X射线衍射（XRD）,紫外可见光吸收光谱,光致发光谱（PL）对ZnO进行了性能表征,并探讨了其形成机理及制备中的影响因素.利用纳米ZnO作为光催化剂对有机染料罗丹明B进行了光降解实验,实验结果表明,此方法制备的ZnO具有良好的光催化性能,有望在治理环境污染等领域具有良好的应用.     

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.     

纳米ZnO的制备及其光催化降解酸性红B

以Zn（acac）2·H2O为单源前驱体,用水热法成功地制备了纳米ZnO,利用X-射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对样品进行了表征。对自制的纳米ZnO进行了光催化活性研究,结果表明：纳米ZnO对200～380nm波长范围的光和在可见光范围内都有较强的吸收作用。利用纳米ZnO作为光催化剂对有机染料溶液进行了降解实验,发现在太阳光照射3h后,对酸性红B的降解率可达到100%。     

Ce掺杂ZnO光催化氧化脱硫性能

以水热反应制备前体和随后高温煅烧的方法制得了稀土元素Ce掺杂的ZnO光催化剂。利用X射线衍射、紫外可见、扫描电镜和能谱仪（EDS）对样品进行了物理性质表征,考察了催化剂制备条件、催化剂中Ce、Zn掺杂比和实验条件对催化剂光催化氧化脱硫性能的影响。结果表明,Ce和Zn的摩尔比对Zn_（1-x）Ce_xO催化剂的光催化氧化脱硫性能有显著影响;最佳条件100℃水热反应4h、300℃煅烧2h,制得的Zn_0.89Ce_0.11O催化剂在模拟油200mL（含硫量300mg/L）、n（O）/n（S）为39（H₂O₂ 15mL）、催化剂0.3g和紫外光照射1.5h的条件下脱硫率高达98.9%,经过5次再生循环使用后脱硫率没有明显降低。     

水热法制备花簇形氧化锌纳米棒结构及其光催化性能

采用简单的水热法,以氯化锌(AR)和氢氧化钠(AR)为原料制备了花簇形氧化锌纳米棒.通过改变溶液的pH值、水热温度、水热时间等因素研究对样品结构和成貌的影响,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见光谱仪(UV)对氧化锌纳米棒的结构、形貌及光催化性能进行研究,结果表明在温度为80℃,反应时间为18h、锌碱比为1∶7.5时,氧化锌成貌最佳,且光催化性能较好.     

Growth of vertically aligned ZnO nanorods using textured ZnO films

A hydrothermal method to grow vertical-aligned ZnO nanorod arrays on ZnO films obtained by atomic layer deposition (ALD) is presented. The growth of ZnO nanorods is studied as function of the crystallographic orientation of the ZnO films deposited on silicon (100) substrates. Different thicknesses of ZnO films around 40 to 180 nm were obtained and characterized before carrying out the growth process by hydrothermal methods. A textured ZnO layer with preferential direction in the normal c-axes is formed on substrates by the decomposition of diethylzinc to provide nucleation sites for vertical nanorod growth. Crystallographic orientation of the ZnO nanorods and ZnO-ALD films was determined by X-ray diffraction analysis. Composition, morphologies, length, size, and diameter of the nanorods were studied using a scanning electron microscope and energy dispersed x-ray spectroscopy analyses. In this work, it is demonstrated that crystallinity of the ZnO-ALD films plays an important role in the vertical-aligned ZnO nanorod growth. The nanorod arrays synthesized in solution had a diameter, length, density, and orientation desirable for a potential application as photosensitive materials in the manufacture of semiconductor-polymer solar cells.

PACS

61.46.Hk, Nanocrystals; 61.46.Km, Structure of nanowires and nanorods; 81.07.Gf, Nanowires; 81.15.Gh, Chemical vapor deposition (including plasma-enhanced CVD, MOCVD, ALD, etc.)     

Synthesis and Photocatalytic Activity of N-doped ZnO

采用溶胶–凝胶法合成纳米 ZnO，用碳酸铵溶液浸渍的方法对其进行 N 掺杂。利用 X 射线衍射仪，透射电子显微镜，X 射线能谱仪，Fourier红外光谱仪，X 射线光电子能谱仪，紫外–可见光谱仪对产物结构进行了表征，通过可见光催化降解甲基橙对 N-ZnO 的光催化活性进行了考察。结果表明：合成的 ZnO 颗粒大小在 20～30 nm，N 的掺杂没有改变 ZnO 的晶型，N 在 ZnO 晶格中形成 N—Zn—O 键；N 掺杂拓宽了 ZnO 的可见光吸收范围。N-ZnO 作为光催化剂在可见光作用下能有效降解甲基橙，表现出较高的可见光催化活性。当（NH4）2CO3和 ZnO 的摩尔比为 0.20 时，N-ZnO 的光催化性能最好。     

晶种辅助化学水浴合成Al掺杂ZnO纳米棒阵列

采用直流磁控溅射法在玻璃基底上制备c轴取向的ZnO薄膜,以此作为晶种层,在硝酸锌(Zn(NO3)2.6H2O)与六亚甲基四胺(C6H12N4)等摩尔浓度反应溶液中添加不同摩尔分数的硝酸铝(Al(NO3)3.9H2O),用化学水浴法合成Al掺杂ZnO(ZAO)纳米棒阵列。X射线衍射结果表明,少量的Al掺杂并不影响ZnO晶体结构,ZAO具有六方纤锌矿型结构。利用扫描电子显微镜、荧光分光光度计、四探针测试仪研究了溶液中Zn源的初始浓度和Al的掺杂量对ZAO纳米形貌、结构和光电性能的影响。结果表明,Al掺杂提高了ZAO薄膜的导电性,当前驱体溶液中Zn源的初始浓度为0.03 mol/L时,制备的掺2%Al的ZAO薄膜沿c轴生长且结晶性好,具有电阻率小和最好的光致发光性能。     

氧化物纳米管的水热法制备及其形成机理

结合国内外研究现状论述了氧化物纳米管的用途,介绍了制备氧化物纳米管的方法,详细讨论了水热法制备纳米管的影响因素以及氧化物纳米管的形成机理.     

水热法制备氧化锌球状粒子及其红外发射性能

以二水合乙酸锌为前驱体,氢氧化钠为矿化剂,并以柠檬酸为改性剂通过水热法制备了氧化锌球状粒子.采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及粒度分析仪研究了水热处理前后所得粉体的物相组成、粒子形貌以及粒度分布.采用荧光光谱仪及红外辐射率测量仪测量表征了氧化锌粒子的光致发光（PL）性能及试样的远红外发射率.研究表明,水热前后所得粉体均为六方结构的氧化锌,而水热处理后所得粉体粒子形貌为球状粒子.水热处理前后粒子PL显示,水热处理有效改善了氧化锌晶体的完善性,使得粒子晶体缺陷得到改善.同时,红外发射率的结果表明,水热处理前后的粉体在8～14μm区域内的红外发射率区别不大,表明晶体缺陷对红外发射率的影响不大.