ZnO一维纳米材料的制备与表征

首先以乙醇为溶剂,乙酸锌为前驱体,油酸钠为表面修饰剂,采用溶液化学法,制得ZnO纳米粒子。以自制ZnO纳米粒子为基体,通过煅烧方法制备针状ZnO纳米线束。通过紫外-可见吸收光谱(UVVis)、荧光光谱(FL)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对合成的样品进行表征。结果表明,所合成ZnO纳米粒子样品UV-Vis吸收光谱在355nm给出ZnO纳米粒子的特征吸收峰,FL光谱显示在400和550nm处产生荧光发射。ZnO纳米粒子尺寸约为5nm且粒径分布较窄。自制ZnO纳米粒子样品经500℃煅烧后可得到针状ZnO纳米线束。纳米线为六方晶系纤锌矿结构ZnO单晶纳米线,长度约为10μm,直径约为100nm,长径比约为100,且具有良好的紫外发光性能。     

具有四角状棒-线结构纳米氧化锌的制备和性能

用气相氧化法合成出具有纳米棒-线结构的ZnO纳米材料.扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)观察和X射线衍射谱(XRD)的分析表明:四角状ZnO纳米材料具有六方纤锌矿晶体结构,在棒-线纳米结构中,每个角的长度为1～2 μm,纳米棒的直径为100～200 nm,纳米线的直径约为30 nm.用气-固(VS)生长机制解释了棒-线纳米结构的形成.与ZnO大块材料不同,四角状ZnO纳米棒-纳米线材料在室温下具有～380 nm波长的紫外发射和～520 nm波长的绿光发射,其机理是晶体中杂质与结构缺陷少,以及与其纳米尺度相联系的量子限域效应.     

低温化学法合成单晶氧化锌纳米带

用低温化学溶液法在100℃制备了非层状结构的单晶ZnO纳米带。在反应初期先形成层状结构的碱式醋酸锌(Zn(OH)_(2-x)(CH_3COO)_x nH_2O)前驱体,然后在水热条件下使其转化成单晶ZnO纳米带。用透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光光谱(PL)对ZnO纳米带的形态、结构和光学性质进行了表征.结果表明,在上述反应中醋酸根阴离子和弱有机碱六次甲基四胺(HMT)对前驱体和ZnO纳米带的形成起了关键作用。     

低温剥离法制备高性能石墨烯/ZnO复合材料

采用氧化石墨和七水合硫酸锌作为初始反应物, 在低温下(80℃)合成了氧化石墨/ZnO, 然后通过低温剥离法制备了高质量石墨烯/ZnO (GNS/ZnO)复合材料. 采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、热重分析仪(TG)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(RS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等分析手段对石墨烯/ZnO样品进行了表征. 结果表明: 氧化石墨还原彻底, 纳米ZnO成功地负载到了石墨烯上, 有效地减少了石墨烯片层间的团聚现象. 通过对ZnO和石墨烯/ZnO荧光性能测试, 结果表明: 石墨烯/ZnO发生了荧光淬灭现象, 在光电子领域拥有广阔的应用前景.     

ZnO单晶堆垒纳米棒的制备与表征

在Au点阵模板上磁控溅射ZnO薄膜,然后在O2气氛下1000℃退火制备了ZnO单晶堆垒纳米棒。采用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和傅立叶变换红外(FTIR)光谱对样品进行分析。结果表明,ZnO纳米棒是由诸多单晶堆垒而成,每个单晶均为六方纤锌矿结构,纳米棒直径在100nm左右。初步探讨了ZnO单晶堆垒纳米棒可能的生长机理。     

微流控技术制备ZnO纳米棒及生物荧光检测性能研究

本研究设计并制备了一种微流控芯片并在其中水热合成了氧化锌(ZnO)纳米棒。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了合成条件对ZnO纳米棒的形貌和晶体结构的影响。结果表明, 在微流控芯片中可制备得到致密的ZnO纳米棒, 其直径和长度随加热方式和制备时间的变化而改变。对比研究不同加热方式制备的ZnO纳米棒阵列检测异硫氰酸荧光素标记的羊抗牛IgG的性能, 发现局部加热方式制备的ZnO纳米棒检测荧光素标记蛋白的性能更佳, 在10 pg/mL~1 μg/mL范围内线性良好, 相关系数为0.99209。在此基础上, 用局部加热制备的ZnO纳米棒检测人甲胎蛋白(AFP), 其最低检测限可达1 pg/mL。这些结果表明, 微通道中合成的ZnO纳米棒适用于多通道荧光检测。     

纳米木质素诱导制备金盏花状纳米ZnO及光催化性能

以纳米木质素为形貌诱导剂,以硝酸锌和氨水为原料,采用水热合成法制备金盏花状的纳米ZnO。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的结晶特性及形貌进行了表征分析,并对其光催化性能进行了测定。研究结果表明,纳米木质素能诱导纳米ZnO在其表面沉积和生长,形成晶粒大小为42.3nm的金盏花状结构,该金盏花状纳米ZnO室温下2.5h内对孔雀石绿的紫外光降解效率为91.3%。     

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...     

水热法制备氧化锌阵列及其形貌控制

低温条件下, 采用水热法, 通过控制前驱溶液的pH值, 在预先镀有ZnO纳米膜的导电玻璃衬底上制备了形貌各异的ZnO阵列, 用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和紫外-可见分光光度计等分析手段对ZnO纳米棒的结构和形貌进行了表征. 同时还对不同形貌阵列的形成机理进行探讨. 结果表明, 所制ZnO纳米棒为单晶, 沿c轴择优生长. 在pH值为10.5左右时, 能得到取向性好、直径均匀(d~nm)的ZnO纳米棒阵列. 光学测试表明, 在可见光区透光度超过80%, 禁带宽度约为3.25eV.     

水热法可控合成ZnO微纳米结构及其光致发光性能研究

以锌金属片作为源物,卤族元素的碱金属盐溶液作为添加剂,采用水热法合成了氧化锌(ZnO)的管簇状、片簇状、棱柱状和多足状等微纳米结构.采用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)表征了其形貌及晶体结构.详细研究了不同卤族元素离子对氧化锌形貌的影响,并研究了其生长机理.利用荧光光谱仪测试了不同形貌ZnO微纳米结构的光...     

Ce掺杂ZnO/膨润土复合光催化材料的制备及其性能

以膨润土为载体,硝酸锌、硝酸铈和氢氧化钠为原料,采用沉淀法制备了Ce掺杂ZnO/膨润土复合光催化材料.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附仪等对其进行表征,并通过对亚甲基蓝(MB)溶液脱色反应,考察紫外光照射下复合材料的光催化性能.结果表明,复合光催化材料中由于Ce掺杂ZnO的光催化作用与膨润土的吸附性相互协同,显示出优良的光催化活性和稳定性.当Ce的掺杂量为3.0%,同时复合光催化材料的加入量为20 mg/L,MB溶液的pH值为6时,复合光催化材料的性能最优,在紫外灯下照射2 h后,MB溶液的脱色率达到98.6%.     

溶剂热合成Sn掺杂的纳米ZnO光催化剂及其光催化性能

以苯甲醇为反应介质,Zn(OAC)2.2H2O和SnCl4.5H2O为原料,利用溶剂热的方法,在温和条件下制备了一系列不同Sn掺杂含量的纳米ZnO光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和光致发光(PL)谱技术对样品进行了表征,并在紫外光下对催化剂降解亚甲基蓝的光催化性能进行了评价.研究结果表明,合成的样品均具有较好的结晶性能.当Sn掺杂的质量分数为5%时得到分散性能最好且粒径分布均匀的20 nm左右的纳米粒子,但Sn含量的进一步增加导致样品分散性下降;PL的分析则表明,Sn的加入使荧光发射光谱主峰位置蓝移并对峰强度产生影响,当掺杂Sn的质量分数为5%时,由氧空位产生的荧光发射光谱谱峰的强度最弱.光催化降解亚甲基蓝测试表明,当Sn质量分数为5%时,活性最好,为纯ZnO的1.4倍左右,这主要是由于适量Sn的存在可以抑制光生电子与空穴的复合几率和改善催化剂的物理性能.     

ZnO纳米复合粒子的制备及紫夕吸收性能研究

利用乙醇辅助水热法制备出ZnO／TiO2和ZnO／SnO2两种纳米复合粒子,采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及x射线能谱（EDS）分析方法对其结构进行表征,并通过紫外-可见漫反射光谱（uvvis）分析探讨了其紫外可见吸收性能,研究结果表明,在紫外-可见漫反射吸收光谱图中,ZnO／TiO2和ZnO／SnO2纳米复合粒子的最大吸收峰较纯纳米ZnO蓝移。同时,在可见光波段也有较弱吸收,拓展了其紫外吸收光谱。     

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。     

氧化锌包覆纳米碳化硅的制备

为了解决纳米碳化硅的应用问题,采用溶胶-凝胶法制备出氧化锌包覆纳米碳化硅颗粒,并对其前驱物的煅烧工艺进行了研究．借助差热-热重分析仪（TG-DSC）、X射线衍射分析仪（XRD）、红外光谱（FT-IR）、高分辨透射电镜（HRTEM）和能谱仪（EDS）等测试手段,发现经500℃煅烧2h后,产物的包覆层从水合草酸锌被煅烧成为氧化锌;氧化锌峰形尖锐,结晶良好,被覆物SiC的峰相对变弱;包覆产物的红外谱图上出现了Zn-O特征吸收峰,煅烧生成的10—20nm氧化锌颗粒较好地包覆在大粒径的碳化硅颗粒周围．     

一锅溶剂热法合成SnO2纳米球和纳米颗粒

用SnCl4·5H2O和乙二醇作为前驱体，采用一锅溶剂热法合成单分散SnO2纳米球和纳米颗粒，用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、傅立叶红外吸收光谱（VT—IR）和紫外吸收光谱等手段对产物的结构、形貌进行表征，考察了反应时间对SnO2的形貌特征的影响，XRD的结果表明，合成得到的SnO2为金红相的结构SnO2；SEM和TEM观察结果显示，SnO2的形貌随反应时间的改变而改变，随着反应时间的增加，SnO2最终从单分散纳米球变成纳米颗粒；在红外吸收光谱分析的基础上对溶剂热反应机理进行了讨论；紫外吸收光谱的谱图表明合成得到的SnO2有较好的光电性能。     

Mg-Al共掺杂ZnO薄膜的制备及其光学特性

采用溶胶-凝胶（sol—gel）旋涂法在载玻片上制备了不同A1掺杂量的Mg—Al共掺杂ZnO薄膜．在室温下利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和光致发光（PL）谱仪等手段分析了Mg—Al共掺杂Zn0薄膜的微结构、形貌和发光特性．XRD结果表明Mg．AI＆掺杂zn0薄膜具有六角纤锌矿结构;随着Al掺杂量的增加,共掺杂薄膜呈C轴取向生长．由SEM照片可知薄膜表面形貌随Al掺杂量的增加由颗粒状结构向纳米棒状结构转变．透射光谱表明共掺杂薄膜在可见光区内的透射率大于50％,紫外吸收边发生蓝移．在室温下的PL谱表明Mg—Al共掺杂zn0薄膜的紫外发射峰向短波长方向移动：Al掺杂摩尔分数为1％和3％的Mg—Al共掺杂ZnO薄膜的可见发射峰分别为596nm的黄光和565nm的绿光．黄光主要与氧间隙有关,而绿光主要与氧空位有关．     

温度对氧化锌磷掺杂机制的影响

以锌粉为原料,五氧化二磷为掺杂源,采用化学气相沉积法制备出磷掺杂的多角锥状纳米ZnO：P,分别用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射议（XRD）和拉曼光谱手段研究了不同制备温度下磷掺杂对于ZnO晶体生长、拉曼模式的影响,以及磷元素有效掺杂的机理,结果表明,掺入P改变了ZnO的择优生长,随着制备温度的升高,多角锥结构逐渐细化,磷元素更容易掺入ZnO,晶格畸变加剧,晶格缺陷增多;ZnO：P对温度具有选择性,高温下P取代Zn,温度升高有利于实现znO的p型掺杂。     

A simple one-step solvothermal synthesis of hierarchically structured ZnO hollow spheres for enhanced selective ethanol sensing properties

A simple one-step solvothermal method, using ethanolamine as solvent without any additives except zinc source, has been employed to synthesize hierarchically structured ZnO hollow spheres consisting of numerous orderly and radical nanorods with diameter of several tens nanometers and length of 2–3 μm. The ethanolamine and the solvothermal process play the critical role in the synthesis of the ZnO hollow spheres by the primary formation of ZnO crystal nucleus and subsequent transformation into nanorods, which self-assemble into hollow spheres. The morphology and structure of the spheres have been characterized by transmission electron microscopy, field emission scanning electron microscopy, X-ray powder diffraction, high-resolution transmission electron microscopy, and Brunauer–Emmett–Teller N₂ adsorption–desorption analyses. The results also indicate that the sensor based on the prepared ZnO hollow spheres exhibit good ethanol sensing performance, which can be attributed to its structural defects and high surface-to-volume ratio that significantly facilitate the absorption of oxygen species and diffusion of target gas. Besides, the sensor shows high selectivity to ethanol because ZnO as a basic oxide is favored for dehydrogenation of ethanol.     

ZnO含量对熔融法制备PbSe量子点玻璃的影响

采用高温熔融－退火法在钠硼铝硅酸盐（SiO2-B2O3-Na2O-Al2O3-ZnO-AIF3-Na2O）玻璃中生长了PbSe量子点,通过X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、光致荧光（PL）谱等研究了玻璃配料中不同ZnO含量对PbSe量子点尺寸和浓度的影响,结果表明,ZnO含量占总玻璃配料质量比约9．4％时,生成的量子点尺寸比较均匀,直径约为6．5nm,且浓度较高,PL谱强度最强,辐射峰位于1790nm,FWHM为296nm。玻璃配料中加入适量的ZnO有助于PbSe量子点的形成,减少Se元素的挥发,使玻璃中的量子点尺寸分布趋于均-化。