Zn0.95Co0.05O纳米线和纳米管的电泳沉积法可控合成（英文）

以阳极氧化铝为模板通过电泳沉积法制备Zn0.95Co0.05O纳米线和纳米管,并对电泳沉积法制备纳米线(管)的机理进行研究。系统的结构表征表明所得的纳米管和纳米线是由8～15nm的纤锌矿纳米晶构成的多晶结构,Co2+离子以代位掺杂形式掺入晶格,取代了晶格中的Zn2+离子。磁性表征显示制备的纳米线和纳米管具有室温铁磁性。由于Co在纳米线(管)中表面择优分布,纳米管的磁性明显高于纳米线。     

电化学沉积法制备Co-ZnO薄膜及其室温铁磁性

摘 要:用电化学沉积方法,在锌片上成功制备出了Co掺杂ZnO稀磁半导体薄膜.XRD研究表明,Co-ZnO薄膜均为六方纤锌矿结构,没有出现与Co相关的杂质相.由XPS测量结果可知,钴离子在ZnO薄膜中以+2价的形式存在,替换了ZnO晶格中部分Zn2+.通过样品室温铁磁性测量结果进一步验证了Co2+取代了ZnO晶格中Zn2+的格位.     

化学沉积法制备铜纳米管与纳米线

以多孔氧化铝膜为模板,通过化学沉积法制备Cu纳米管与纳米线。分别用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）对制备的样品进行了形貌分析与结构表征。结果表明,成功组装出Cu纳米管与纳米线。研究发现,Cu纳米管与纳米线制备成功与否取决于前处理过程中的还原步骤。Cu纳米管的外径与Cu纳米线的直径可通过改变模板制备工艺,进而改变模板孔径来调节;Cu纳米管的内径可由沉积时间的变化来控制。     

Co_(0.8)Zn_(0.2)Fe_2O_4及其磁电复合薄膜的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备Zn2+取代钴铁氧体Co0.8Zn0.2Fe2O4及Co0.8Zn0.2Fe2O4/(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O3磁电复合薄膜(CZFO/BCZT)。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),拉曼光谱仪及振动样品磁强计(VSM)等对样品进行表征。研究表明,沉积在Pt(111)/Ti/SiO2/Si衬底上的CZFO薄膜为多晶结构,无明显择优取向,处于压应变状态。磁场平行于CZFO薄膜表面的饱和磁化强度和矫顽力分别为405emu/cm3和780×79.577A/m,其矫顽力高于CZFO粉体样品。制备的磁电复合薄膜结晶质量良好,多层纳米结构清晰完整。     

层状LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料的多元掺杂改性

采用共沉淀法制备锂离子电池掺杂型层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3-xMxO2(M=Mg、Al、Cr)正极材料。采用X射线衍射、扫描电镜、充放电实验和交流阻抗实验对LiNi1/3Co1/3Mn1/3-xMxO2正极材料的结构、形貌、电化学性能以及动力学参数进行表征。结果表明:当掺杂量x=0.05时,Mg2+、Al3+掺杂的正极材料在2.8～4.3V、0.1C下的首次放电比容量分别为139.2、151.6mA·h/g,20次循环后的容量保持率分别为98.8%和96.7%;掺杂Mg2+或Al3+均能提高LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的交换电流密度和锂离子扩散系数。结合实验结果和掺杂离子的离子半径和化学稳定性,解释了掺杂离子在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2晶格中的占位及其在充放电过程中的作用。     

Co~(2+)取代Ni~(2+)对MgNiCuZn铁氧体纳米微粒磁学性能的影响

通过化学共沉淀法制备了纳米级的Mg0.05CoxNi0.35-xCu0.2Zn0.4Fe2O4铁氧体超细粉末,采用X射线衍射仪和振动样品磁强计分析研究了Co2+取代Ni2+对铁氧体结构和饱和磁化强度的影响。结果表明,试样的晶格参数a和平均粒径Dx随Co2+取代量的增加而增大;饱和磁化强度Ms随Co2+取代量的增加单调增大。     

Co掺杂ZnAl2O4纳米颗粒的制备与光学性质研究

以CTAB为表面活性剂,采用水热法成功制备了不同掺杂比例的Zn1-xCoxAl2O4（x=0,0.20,0.40和0.60）纳米晶。并对样品的晶体结构、形貌、化学成分、价态和光学性能进行表征。实验结果表明,本方法所制备的不同掺杂浓度的Zn1-xCoxAl2O4纳米颗粒为尖晶石结构,晶化程度良好。根据XRD数据计算了晶胞参数a、晶格间距dhkl、晶粒尺寸D,随着掺杂Co离子浓度的增加,均表现为减小趋势。XPS能谱显示大多数Co离子占据四面体中心位置,但有少量的Co离子占据八面体中心位置。随着掺杂Co离子浓度的增加,紫外吸收光的强度逐渐增加。     

一维Co-CdSe异质结纳米线的磁耦合及双功能性探究

利用多孔阳极氧化铝模板辅助法,在Co电解液和CdSe电解液的双槽体系中用直流电沉积法交替沉积合成一维多段Co-CdSe金属-半导体异质结纳米线。异质结纳米线的形貌、结构、磁学及光学特性分别用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)以及光致发光光谱仪(PL)进行表征。结果表明,Co-CdSe异质结纳米线分层明显,且同时以面心立方结构存在。Co-CdSe异质结纳米线拥有与单质金属Co纳米线相同的磁矫顽力,同时,异质结纳米线也表现优异的光学性能。     

溶剂热法制备Co、Ni共掺杂ZnO纳米棒及其性能研究

采用溶剂热法制备Co、Ni共掺杂ZnO的纳米材料。样品的XRD图谱表明,不同浓度的掺杂都没有改变ZnO的晶体结构,样品均为六方纤锌矿结构;XPS结果揭示了钴和镍均以+2价离子形式存在,进一步证明了Co2+、Ni2+是以替代部分Zn2+的形式存在于晶格中;高分辨图像显示,所得样品为纳米棒结构,纳米棒长度约150 nm,直径约15 nm;mapping图像及EDS显示出Co2+、Ni2+已经掺杂成功而且在纳米棒中均匀分布;PL测试表明,Co2+、Ni2+的掺杂导致锌空位浓度的变化,从而使得紫外发光峰右移。     

TiO2的制备及表面修饰工艺对其光电化学阴极保护性能的影响

采用连续离子层吸附反应法在TiO2表面沉积Co(OH)2,并将Co(OH)2热处理转化为CoOx的表面修饰方法制备高性能Co(OH)2/CoOx协同修饰TiO2纳米管光阳极材料。通过探讨Co(OH)2修饰次数、热处理温度以及保温时间,确定光阳极最佳性能的制备工艺条件,从光催化原理出发,阐明Co(OH)2/CoOx修饰提高光电性能机理。     

CO/Al2O3纳米线有序阵列的制备与磁性

用电化学法制备了高度有序的多孔氧化铝模板(AAO),用交流沉积法以硫酸盐为电解液在多孔氧化铝模板中还原生长了Co纳米线,制备了Co/Al2O3纳米线有序阵列.通过电化学脉冲剥离法去除了沉积在阵列表面的过剩金属钴和金属铝基底,提高了样品的磁垂直各向异性.分别用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)对多孔氧化铝模板和纳米线阵列的微观形貌和结构进行了分析,用振动样品磁强计(VSM)对样品的磁学性质进行了测试.分析了模板孔径、孔心距、长径比以及交流电化学沉积条件如pH值、温度等对纳米线结构和磁性能的影响.孔心距和长径比一定的条件下,孔径增大引起孔壁厚度降低会导致纵向矫顽力和剩磁比下降.纳米线中的晶粒在生长过程中(100),(002)择优取向.当外场垂直磁化时,磁滞回线有较高的矩形比(0.6～0.85)和矫顽力(80 000A/m～150 400A/m),具有明显的垂直膜面各向异性,矩形比和矫顽力都比一般的二维合金薄膜材料大得多.     

溶胶凝胶法制备Co掺杂ZnO粉体及其磁性

Co掺杂ZnO(Zn1-xCoxO)是理论预测的具有室温铁磁性的少数稀磁半导体之一,在自旋电子器件领域有着重要应用前景。以醋酸锌和醋酸钴为原料,采用溶胶-凝胶法制备Zn0.95Co0.05O粉体,研究了煅烧温度对其物相组成、晶体结构和磁学性能的影响。结果表明:随着煅烧温度的升高,更多的Co2+进入ZnO晶格中,取代纤锌矿结构中的Zn2+进入四面体配位环境;煅烧温度为800℃时得到具有单一纤锌矿结构的Zn0.95Co0.05O粉体;所有的粉体均表现为顺磁性,随着煅烧温度的升高,顺磁性增强。     

Zn对锂电池材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2结构和电化学性能的影响

采用共沉淀法掺入少量Zn得到Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-xZnxO2材料。通过X射线衍射、光电子能谱(XPS)和电化学测试研究掺杂对其晶体结构、元素价态和电化学行为的影响。结果表明:掺入Zn增大晶格常数;在粉末颗粒表面的Zn含量是颗粒内部的数十倍;掺杂后Co、Mn依然保持+3、+4价,但是Ni由+2、+3混合价态组成;掺入少量Zn阻止电极在4.5V电位下的不可逆氧化反应;掺入Zn有效改善高截止电压下的循环容量保持能力,其作用与改变材料表面状态有关。     

中空Mn_(0.4-x)Mg_xZn_(0.6)Fe_2O_4(x=0.0,0.2)铁氧体纤维的制备和磁性能

以柠檬酸和金属盐为原料.采用有机凝胶-热分解法成功制备出了具有中空结构的Mn0.4-xMgxZn0.6Fe2O4(x=0.0,0.2)铁氧体纤维.通过 XRD、SEM和VSM对目标纤维进行了表征,并初步研究了纤维中空结构的形成机制以及Mg2+掺杂对Mn-Zn铁氧体纤维的结构、微观形貌和磁性能的影响.结果表明,所得纤维样品都为单一的立方尖晶石结构,直径在0.5-3 μm之间,长径比较大,纤维表面都较为光滑、致密.Mg2+掺杂改善了纤维的微观结构和磁性能,与未掺杂的Mn-Zn铁氧体相比.20 mol%Mg2+掺杂的Mn-Mg-Zn铁氧体纤维的晶格常数、晶粒尺寸、饱和磁化强度和矫顽力都有不同程度的提高.     

掺杂Co(OH)_2对超级电容器正极材料Ni(OH)_2性能的影响

采用电化学共沉积法在泡沫镍基体上制备了掺杂Co(OH)2的纳米级Ni(OH)2电极。采用XRD、SEM、EDS等分析表征了电极材料的晶体结构、成分和形貌;采用恒流充放电、循环伏安及交流阻抗等方法测试了其电化学性能。结果表明,电化学共沉积法可以制备定量掺杂Co(OH)2的α-Ni(OH)2,该电极材料具有三维纳米花状结构;适当掺杂Co(OH)2的α-Ni(OH)2可以显著提高电极的比容量和循环性能,还提高了放电电位和氧气析出过电位,同时提高了其质子扩散系数和降低了扩散阻抗。     

Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)纳米管阵列的制备与微结构表征

采用溶胶凝胶法,在孔径为200 nm的阳极氧化铝模板中制备了Bi_3.15Nd_0.85Ti_3O_(12)纳米管阵列.通过XRD、SEM、TEM、HRTEM、SAED和Raman光谱测试手段对纳米管阵列的物相、微结构和声子振动特性进行了表征.研究表明,所合成BNdT纳米管为钙钛矿相多晶结构,纳米管外径约为200 nm,管壁厚约10 nm,管径和长度与所用AAO模板尺寸一致.Raman光谱分析表明,Nd离子取代了类钙钛矿层中A位的Bi离子.     

AAO模板合成法制备金属Ni磁性纳米线阵列的研究

利用电化学沉积法,在AAO模板上制备了铁磁性金属Ni纳米线有序阵列.通过XRD、SEM等分析测试方法研究了制备工艺与Ni纳米线结构的关系,并在此基础上研究了结构对其磁性能的影响.在恒定沉积电压为-2 V时,适当的电流密度(2 mA/cm2)以及较长的沉积时间(9 h),有助于得到沿着[220]方向的高织构性纳米线.另外,相对于多晶结构,单晶或高织构性结构的Ni纳米线具有较高的矫顽力、剩磁及更显著的磁各向异性.     

离子取代镍基铁氧体的性能及吸波涂层优化设计

在同等实验条件下,以镍铁氧体为基体,通过溶胶-凝胶法,制备二元镍基复合铁氧体Ni0.5A0.5Fe2O4(A=Zn,Co,Mn,Cu)。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、振动样品磁强计和矢量网络分析仪对粉末的结构及电磁性能进行表征并对其吸波性能进行优化设计。结果表明:4种离子取代后均能形成在室温条件下具有超顺磁性的纯净镍基铁氧体粉末。离子取代使铁氧体样品的复介电常数实部ε′增大,虚部ε″在2~6 GHz和13~18 GHz变小,在6~13 GHz增大。Zn2+、Mn2+、Cu2+3种离子取代样品与未进行离子取代的NiFe2O4相比,其复磁导率实部μ′变化不大,而Co2+离子取代样品的μ′整体要大于其他几种离子取代样品及未取代样品的μ′;在2~11 GHz进行Zn2+、Co2+、Mn2+3种离子取代样品的虚部μ″变大,且以Ni0.5Zn0.5Fe2O4的最大,Cu2+取代样品的虚部μ″与未取代样品的虚部μ″相比变化不大。利用传输线理论优化设计时发现,Co2+取代后的复合铁氧体没有匹配点,Zn2+取代后的复合铁氧体匹配效果最好,在最佳匹配厚度为5.63 mm时,其最小反射率峰值为-36.26 dB,小于-10 dB的频宽可达4.7 GHz。     

紫外光辐照Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12)薄膜制备工艺

以Pt(111)/Ti/SiO_2/Si为基片,采用溶胶凝胶法,通过紫外光辐照钕掺杂钛酸铋(Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12), x=0.25, 0.75)胶体,分别采用电泳沉积和甩胶沉积制备薄膜,并对比了制备的薄膜质量.通过差热-热重分析(DSC-TG)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)等技术手段对Sol-Gel法制备的BNT薄膜进行了表征.研究结果表明,经紫外光辐照和电泳沉积制备的Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12) (x=0.25, 0.75) 薄膜于300 ℃煅烧有机物,500 ℃随炉热处理,可得到均匀致密且(117)择优取向的钙钛矿相BNT薄膜.     

金属及其氧化物磁性纳米线阵列的制备与操控

从磁性纳米线的制备、游离纳米线的操控、纳米线有序阵列的表征和应用几个方面综述了磁性纳米线的最新研究进展.详细地介绍了溶胶-凝胶模板法、热还原法等制备磁性纳米线的方法及其应用情况和发展方向.并且针对目前磁性纳米线在实际应用方面存在的问题,着重阐述了游离纳米线操控(包括微流体排列或搭接、自组装和磁场辅助组装、电场/磁场诱捕)的概念、原理、操作方法、表征手段等.在文中还介绍了磁性纳米线的特殊性质及其潜在的应用领域.