Au修饰ZnO纳米带及其光催化性质研究

采用离子溅射方法在ZnO纳米带表面蒸镀Au层,经过500℃退火,在样品表面形成Au纳米颗粒,通过SEM、XRD对退火后样品进行结构表征,结果表明,随着蒸镀Au量的增加,在500℃退火后的Au颗粒尺寸逐渐减小,且分布均匀。Au颗粒与ZnO纳米带接触可以形成肖特基结,肖特基结能够有效地使电子与空穴分离并且快速导出电子,所以能够有效提高光催化活性。将以上产物作为光催化剂,在紫外光照射下降解甲基橙（Methyl Orange）,研究其光催化性能,与纯zn0相比,金修饰ZnO纳米带的光催化性能有明显的提高,且不同Au颗粒尺寸降解能力不同。     

Ag纳米粒子修饰ZnO纳米线特性研究

利用水溶液法制备ZnO纳米线,使用真空热蒸发方法用Ag对ZnO纳米线进行表面修饰。用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)仪、吸收谱仪分析它们的表面形貌、物相结构及光学性质,同时分析了其场发射性能。结果表明,随着Ag修饰量的增加,ZnO纳米线表面上的Ag纳米粒子分布会由稀疏逐步到致密,最后Ag的纳米粒子几乎连在一起。测量吸收谱线发现修饰后的ZnO纳米线的吸收能力变强,但存在一个临界值,当修饰量超过临界值后,ZnO纳米线的光吸收能力会减弱。对修饰后ZnO纳米线的场发射性能进行初步测试,结果表明适当量的Ag修饰可以有效降低ZnO纳米线的场发射开启电压。     

纳米Au团簇在氧化钛修饰的介孔分子筛MCM-41中的组装

以钛酸丁酯为ＴｉＯ_２前驱体,使ＴｉＯ_２均匀分散于纯硅介孔分子筛ＭＣＭ－４１的介孔孔道内表面,利用ＴｉＯ_２光学性质将ＡｕＣｌ－４还原为Ａｕ（０）并组装于氧化钛修饰的ＭＣＭ－４１孔道中．对所合成的Ａｕ负载的氧化钛修饰的ＭＣＭ－４１进行了ＸＲＤ,ＸＰＳ,Ｎ_２吸附－脱附曲线,及固体ＵＶ－Ｖｉｓ漫反射等多种结构表征．由ＸＰＳ谱和固体ＵＶ－Ｖｉｓ漫反射吸收光谱的ｐｌａｓｍｏｎ吸收峰证明Ａｕ团簇呈现０价的金属状态．     

Au修饰ZnO纳米棒的制备及紫外探测性能研究

采用磁控溅射技术和水热法制备金(Au)纳米颗粒修饰的氧化锌(ZnO)纳米棒材料。利用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和荧光光谱仪等测试设备对不同溅射功率下的Au纳米颗粒修饰的ZnO纳米棒进行了表征分析。实验结果表明,不同溅射功率下的ZnO纳米棒均呈六方纤锌矿结构,沿晶面(002)择优生长,具有较高的结晶度;修饰后ZnO纳米棒表面附着Au纳米颗粒,能有效增强其紫外光激发强度;当射频溅射功率为80 W时,ZnO纳米棒表现出最佳的紫外探测性能,相比于未修饰的ZnO纳米棒,Au纳米颗粒能抑制ZnO纳米棒的持续光电导(PPC)效应,其紫外探测的响应/恢复时间分别降低了6.05和4.54 s,光暗电流比由9.31提升至32.40,光响应度达到1.94A/W,显著增强了ZnO纳米棒紫外探测的能力。     

纳米Au/C催化剂的制备及催化应用研究

选择柠檬酸钠还原法制备尺寸可控的胶体Au纳米粒子溶液,用TEM和UV-Vis吸收光谱对Au纳米粒子的尺寸及形貌进行了表征。然后将Au纳米粒子负载于活性炭上制得了Au/C催化剂。将Au/C催化剂用于液相催化氧化葡萄糖和乙二醛反应,结果表明Au/C催化剂的催化活性较高,这一制备方法较为成功。并对催化反应机理进行了探讨。     

纳米Si3N4制备及光学特性研究

为了制备高纯度的非晶纳米氮化硅粉体,在传统的激光诱导化学气相沉积法反应装置的基础上,加入正交紫外光束以激励NH3分解,从而提高气相中n(N)/n(Si)比,减少产物中游离硅的摩尔浓度.利用TEM技术和光谱分析技术研究了粒子的形貌和特性.结果表明:在一定的工艺参数条件下,可制备出粒径超微(7～15 nm)、无团聚、理想化学剂量(n(N)/n(Si)=1.314)的非晶纳米氮化硅粉体;表面效应和量子尺寸效应导致粉体红外吸收光谱和拉曼光谱的"蓝移"和"宽化"现象;采用双光束激励的激光诱导化学气相沉积法是制备高纯度纳米氮化硅粉体的理想方法.     

Si基Au催化合成镁掺杂GaN纳米线

通过一种新奇的方法在硅衬底上成功地合成了掺杂镁的氮化镓纳米线,用金属镁粉末作为掺杂源,然后在900℃时于流动的氨气中进行氨化Ga2P3薄膜制备GaN纳米线.X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)和能量弥散X射线谱(EDX)的分析结果表明,采用此方法得到的GaN纳米线为六方纤锌矿结构,纳米线的直径大约在60～100nm之间,纳米线的长约十几个微米.EDX分析表明纳米线掺杂了镁.室温下以325nm波长的光激发样品表面,发现由于镬的掺杂使GaN的发光峰有较大的蓝移.最后,简单讨论了GaN纳米线的生长机制.     

Au纳米粒子表面等离子共振效应(SPR)增强Au/Bi2WO6异质纳米结构的光催化活性

采用水热-光还原法在三维Bi₂WO₆的二级结构纳米片表面原位沉积Au纳米粒子(Au NPs), 成功获得了具有可见光响应活性的Au/Bi₂WO₆异质光催化剂, 并借助XRD、FE-SEM、HR-TEM、XPS和 UV-Vis-DRS谱等手段对其物相组成、形貌和光吸收特性进行表征, 以罗丹明B(RhB)和苯酚为模型污染物对其光催化性能进行研究。实验结果表明, 与纯Bi₂WO₆相比, 所得Au/Bi₂WO₆异质纳米结构对染料降解具有较高的活性, 当Au负载量为1.5at%时, Au/Bi₂WO₆复合催化剂的催化活性最好, 其光催化降解RhB和苯酚的表观速率常数分别是纯Bi₂WO₆的1.5倍和2.2倍。自由基捕获实验表明, 光生空穴(h⁺)和∙O₂^-是RhB在Au/Bi₂WO₆催化材料上光催化降解的主要活性物种。机理分析表明, Au/Bi₂WO₆活性增强归因于光生电子从Bi₂WO₆的导带向AuNPs表面迁移, 降低光生电子-空穴对的复合率, 同时, Au NPs 的等离子共振效应(SPR)拓展了催化剂在可见光区的响应范围, 从而显著提高了Au/Bi₂WO₆异质光催化的剂活性。Au NPs修饰Bi₂WO₆异质催化剂光太阳能驱动在污水处理方面具有潜在应用。     

Au(Ru)-SiO2纳米-微米复合粒子的制备及精细结构研究

在制备出高性能的Au(Ru)-SiO2纳米-微米复合粒子的基础上，使用高分辨透射电镜、电子探针和X-射线衍射等现代手段，研究了该复合粒子的精细结构。研究结果表明：所制备的纳米-微米复合粒子在结构上呈现类似天体星云式的多层次结构，可区分为三级，其中一级结构是在微米尺度上，该层次上的SiO2微粒是整个复合粒子的承载骨架，其粒度均匀，分散性好，这在一定程度上大大降低了其所包含的功能金、钌纳米粒子的团聚问题；二级结构是在纳米尺度上，观察发现，金、钌纳米粒子相对均匀地镶嵌在第一结构层次的SiO2微粒中，它们是整个材料的性能载体，对材料性能起决定作用，研究指出进一步适度降低第一层次的SiO2微粒的粒径有望进一步降低甚至消除其中金、钌纳米粒子间的团聚；三级结构为金、钌纳米晶粒的高分辨晶格像，表明纳米晶表面原子点阵存在畸变。研究还指出，在该纳米-微米复合粒子中，金属金、钌的纳米粒子是以机械混合形式存在，不形成合金，也不形成固溶体。     

Si纳米线的生长机制及其研究进展

si纳米线及其阵列是近年内新发展起来的准一维半导体光电信息材料,在场效应器件、单电子存储器件、光探测器件、场发射器件、纳米传感器件和高效率发光器件以及集成技术中具有潜在的应用.本文以气-液-固(VLS)生长机制为主线,介绍与评论了近5年来Si纳米线在制备与合成技术方面所取得的一些最新进展.其主要内容包括Si纳米线的各种金属催化生长和氧化物辅助生长,最后指出了今后该研究的发展方向.     

Au纳米粒子的束缚能

利用从头计算法计算了一定粒径下Au纳米量子点的谐振子束缚能的大小。根据对波函数的分析发现，谐振子势是描述量子点的一个较好的势模型。     

Au纳米粒子/双层TiO2周期结构的制备及其对乙醇的电催化性质

利用二次阳极氧化法成功制备了双层TiO₂纳米管周期结构。通过改变氧化电压可以有效地调整双层TiO₂纳米管的管径, 从而控制样品的形貌。通过实验优化确定双层TiO₂周期结构的制备条件为一次氧化电压60 V, 二次氧化电压40 V。利用原位光还原法, 在TiO₂周期结构表面负载了Au纳米粒子并研究了前驱体溶液浓度与光照时间对样品的影响。在0.05 mmol/L HAuCl₄溶液中光照90 min后得到的Au纳米粒子具有最优的形貌与分布。这种绿色的原位光还原法因为避免使用保护剂与还原剂而有效提高了Au纳米粒子的催化活性。制备所得的Au/TiO₂周期异质结构可以直接作为工作电极用于乙醇的电催化氧化, 并表现出了良好的催化活性与稳定性。除了Au纳米粒子, 其他金属纳米粒子如Ag、Pd、Cu等均可通过该方法成功负载于双层TiO₂纳米管周期结构上。这种新型的异质结纳米结构作为燃料电池的阳极材料表现出了巨大的潜力。     

Au/(Si/SiO2)/p型Si结构的可见电致发光研究

Ｓｉ／ＳｉＯ２薄膜采用射频磁控溅射技术制备,当正向偏压大于５Ｖ时即可观测到来自不同Ｓｉ层厚度的Ａｕ／（Ｓｉ／ＳｉＯ２）／ｐ－Ｓｉ结构在室温下的可见电致发光,其发光谱峰位均位于６６０ｎｍ处,测得的各种储藏坟下的发光峰位不随正向偏压的升高而移动。突验结果表明光发射主要来自于ＳｉＯ２层中的发光中心上的复合发光。     

无机纳米粒子表面修饰

在讨论无机纳米粒子团聚机理的基础上综述了纳米粒子表面修饰研究进展。表面修饰包括物理和化学修饰,重点综述了表面聚合物修饰最新研究进展。介绍了以化学键在纳米粒子表面接枝聚合物,其主要方法包括在无机纳米粒子表面引入可聚合碳-碳双键合成大分子单体、此大分子单体与相应乙烯基单体共聚在表面生成聚合物;将引发剂"固定"在纳米粒子表面合成大分子引发剂,以此引发剂引发单体聚合物生成表面接枝聚合物;反应型聚合物链与粒子表面活性基团反应将聚合物链接枝到纳米粒子表面。     

亲油性金纳米粒子的合成

利用相转移法成功地合成了粒径在2～7nm的硫醇表面修饰Au纳米粒子.采用透射电子显微镜、纳米粒度分布仪、红外光谱分析仪等现代测试技术对所合成的Au纳米粒子进行了表征.结果表明,表面为硫醇所修饰的Au纳米粒子,在有机溶剂中具有很好的分散性,表面修饰层的存在不仅有效地阻止Au纳米粒子的团聚,而且使得纳米粒子粒径分布窄,粒径可控.     

Ti－Si－Nd纳米复合材料的微观结构

加入６ｍｇ·ｇ（－１）Ｎｄ的非晶Ｔｉ＿（８０）Ｓｉ＿（２０）合金，在５５０—７００退火１ｈ后，可形成Ｔｉ＿３Ｓｉ基体相与弥散分布的α—Ｔｉ颗粒组成的纳米复合材料．Ｘ射线及电子衍射分析表明：在晶化过程中，初始析出相为小颗粒的α－Ｔｉ，随后析出主相Ｔｉ＿３Ｓｉ和少量Ｔｉ＿５Ｓｉ＿３，但未见稀土相形成．用高分辨电镜研究了Ｔｉ＿３Ｓｉ的亚晶结构．     

Au修饰SnO2复合纳米材料的制备和气敏性能

以氯金酸和乙酰丙酮氯化锡为主要材料,通过一步水热法制备了SnO₂和Au修饰的SnO₂（Au/SnO₂）纳米粒子.使用TEM、EDS、XRD和XPS等手段对样品的形貌、组成及结构进行表征,研究了两种材料对乙醇的气敏性能.结果表明,两种纳米颗粒的尺寸都比较均一,平均直径约为9-12 nm;SnO₂为四方金红石结构,Au为面心立方结构;在Au/SnO₂样品中,Au与SnO₂的重量比为2.6%,Au元素主要以Au⁰的价态存在并含有少量的Au³⁺价态;与纯SnO₂纳米粒子相比,Au修饰可显著提高气敏元件对乙醇响应的灵敏度和选择性。     

无机纳米粒子表面修饰技术研究进展

综述了近年来无机纳米粒子表面修饰的研究进展,包括表面引发的传统自由基聚合,活性自由基聚合,着重介绍了ATRP和RATRP技术。     

Si基片上Au膜真空紫外反射特性研究

对Si片上Au膜在真空紫外波段的反射特性进行了系统的研究.采用离子束溅射,选择不同的镀膜参数,在经不同前期清洗方法处理过的Si片上,镀制了各种厚度的Au膜.利用科大国家同步辐射实验室的反射率计,对Au膜在真空紫外较宽波长范围内的反射率进行了连续测量.测试结果表明Si片上Au膜厚度和辅助离子源的使用方式对Au膜反射率有重大影响,而镀前基片表面清洗工艺等对反射率影响不显著.采用辅助离子沉积或镀前离子清洗,可提高Au膜反射率;但离子清洗和辅助离子沉积同时使用会给反射率带来显著的不利影响.膜厚在30 nm左右,55°入射角时反射率最高,可高达40%.     

Mg2Si／Si异质结的制备

采用射频磁控溅射和低真空退火方法制备Mg2Si／Si异质结,首先在n型Si（111）衬底上沉积Mg膜,经低真空退火形成Mg2Si／Si异质结,Mg膜厚度约为484nm,退火后形成的Mg2Si薄膜厚度约400nto,利用xRD和sEM分别研究了Mg2Si薄膜的晶体结构和表面形貌,霍尔效应结果表明,制备的Mg2Si薄膜呈现n型导电特性。