Ag纳米颗粒对ZnO纳米棒阵列膜的光电响应和持续光电导的调控

通过两步法合成了表面修饰Ag纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列膜,并检测了该纳米棒阵列膜在波长为365 nm的紫外光照下的时域光电流曲线。与纯ZnO纳米棒阵列膜相比,Ag纳米颗粒修饰后ZnO纳米棒阵列膜在光电响应阶段有更大的响应值,最大达到7 490,约为纯ZnO纳米棒阵列膜响应值的50倍。而且,Ag纳米颗粒对ZnO纳米棒阵列膜弛豫阶段呈现的持续光电导(PPC)效应有很好的调控作用。相同恢复时间内,纯ZnO纳米棒阵列膜光电流恢复效率为25%,Ag纳米颗粒修饰后达到87%。Ag浓度越大,持续光电导(PPC)效应越不明显,这个现象使得通过简单改变表面Ag纳米颗粒的浓度来调控ZnO纳米棒阵列膜的PPC效应成为可能。     

PbS量子点/ZnO纳米片复合膜的制备及其光电化学性能

通过两步法合成PbS量子点(QDs)修饰ZnO纳米片复合膜. 首先利用电化学法在掺氟的SnO₂导电玻璃(FTO)上生长ZnO纳米片, 然后在ZnO纳米片上通过逐次化学浴法沉积PbS量子点形成PbS/ZnO复合膜. 利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)详细表征了样品的表面形貌和晶体结构, 并研究了PbS/ZnO复合膜作为量子点敏化太阳能电池光阳极的紫外-可见吸收谱、光电化学性能和表面光电压谱. 对比ZnO纳米片经PbS量子点修饰前后, 发现PbS量子点修饰后光阳极的光吸收和光伏响应均从紫外区拓宽到了可见光区, 同时光电化学性能有了显著提高, 短路电流密度从敏化前的0.1 mA/cm²增加到0.7 mA/cm², 效率由0.04%增加到0.57%. 与单一ZnO纳米片相比, PbS/ZnO复合膜的表面光伏响应强度明显增强, 说明PbS与ZnO之间形成了有利于光生电荷分离的异质结, 从而导致了PbS/ZnO复合膜光电性能的增加.     

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。     

ZnO纳米棒阵列膜的制备及其光电化学性能研究

采用化学溶液沉积法,在ZnO纳米颗粒膜修饰的FTO导电玻璃基底上,制备了ZnO纳米棒阵列。用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）对样品进行表征。研究结果表明所制备的ZnO纳米棒为六方纤锌矿相单晶结构,沿c轴择优取向生长,平均直径约为40nm,长度约为900nm;ZnO纳米棒阵列生长致密,取向性较一致。以曙红Y敏化的ZnO纳米棒阵列膜为光阳极制作了染料敏化太阳能电池原型器件,在光照强度为100mW/cm2下,其开路电压为0.418V,短路电流为0.889mA/cm2,总的光电转换效率为0.133%。     

RGO/ZnO纳米棒复合材料的合成及光催化性能

采用水热合成法制备ZnO纳米棒及RGO/ZnO纳米棒复合材料。研究不同含量的RGO对RGO/ZnO纳米棒复合材料光催化活性的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射电子显微镜(FESEM)、光电子能谱仪(XPS)及漫反射紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)检测手段对RGO/ZnO进行表征。结果显示:RGO与ZnO纳米棒成功复合。加入GO的含量不同,获得的RGO/ZnO样品在可见光区域的吸光度值不同。以甲基橙作为模拟污染物的光催化结果表明,RGO/ZnO复合材料具有高的紫外-可见光光降解效率,加入GO与ZnO的质量比为3%时,样品紫外-可见光光催化性能最佳,120min内甲基橙基本可以完全降解;且在波长大于400nm可见光照射下,RGO/ZnO具有一定的可见光活性,180min内其降解甲基橙效率最大可达26.2%。同时,RGO/ZnO具有较好的光稳定性。     

沉积纳米TiO2复合纳米纤维膜的制备及表征

以静电纺丝法和磁控溅射技术制备了负载TiO2纳米颗粒的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/蒙脱土(MMT)复合纳米纤维膜,通过光催化降解亚甲基蓝分析比较了不同溅射功率处理的纤维膜的光催化性能,应用电子显微镜(SEM)研究分析溅射功率对纤维形貌的影响以及光催化前后纤维表面形貌的变化.结果表明:经100W和120W功率处理的纤维...     

两种不同衬底上ZnO纳米棒的合成与表征

采用脉冲激光沉积(PLD)和水热法相结合,在Si和氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底上制备了ZnO纳米棒,并用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、光致发光(PL)和拉曼(Raman)散射对所制备的ZnO纳米棒进行表征。FE-SEM结果显示在Si衬底上生长的ZnO纳米棒覆盖密度较高,垂直性较好。XRD结果表明(002)相是ZnO纳米棒的最佳生长方向。XRD及Raman结果都揭示了ZnO的六角铅锌矿结构。PL光谱表明两种衬底生长的ZnO纳米棒均呈现出较强的紫外发射性质,两个紫外发射峰之间的红移是由于晶粒尺寸的大小以及ZnO薄膜中的应力所致。     

Al掺杂浓度对氧化锌纳米棒结构和光学性能的影响

采用水热合成法以15min的溅射时间,0.7Pa的溅射压强制备的ZnO种子层玻璃片为衬底,制备出具有较好光致发光性能的Al掺杂ZnO纳米棒。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)谱表征了样品的晶体结构、表面形貌和光致发光性能。结果表明,不同的Al掺杂浓度对于ZnO纳米棒产生了一定的影响,适当的Al掺杂使ZnO纳米棒的c轴择优取向更好,改善了ZnO的近紫外发光和蓝色发光特性。其结晶质量随着Al掺杂量的增加而降低,而且纳米棒的顶端在逐渐变细。随着Al~(3+)浓度的增加,纳米棒的光学性能先变好后变差,在Zn~(2+)与Al~(3+)的浓度比为1∶0.02时,纳米棒的光学性能效果最佳,紫外发光峰强度最大,并且出现了蓝移。     

直流磁控溅射铝纳米颗粒膜的微结构及电学特性

采用直流磁控溅射法,以高纯铝(99.99%)为靶材,高纯氩气(99.999%)为起辉气体,在经机械抛光的单晶Si衬底上制备铝纳米颗粒薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、光学薄膜测厚仪、扫描电子显微镜(SEM)和四探针测试仪分别测试了铝纳米颗粒薄膜的晶相结构、薄膜厚度、表面形貌及电阻率。XRD衍射图谱表明此薄膜为面心立方的多晶结构,择优取向为Al(111)晶面。随溅射功率由30 W增至300 W,铝纳米颗粒薄膜的沉积速率由3.03 nm/min增加至20.03 nm/min;而随溅射压强由1 Pa增加至3 Pa,沉积速率由2.95 nm/min降低到1.66 nm/min。在溅射功率为150 W,溅射压强为1.0 Pa条件下制备的样品具有良好的晶粒分布。随溅射功率从80 W增大到160 W,样品电阻率由4.0×10-7Ω·m逐渐减小到1.9×10-7Ω·m;而随溅射压强从1 Pa增至3 Pa,样品电阻率由1.9×10-7Ω·m增加到7.1×10-7Ω·m。     

ZnO纳米棒阵列和薄膜的同步外延生长及其光电化学性能

使用化学气相沉积法在a面蓝宝石衬底上同步外延生长氧化锌(ZnO)竖直纳米棒阵列和薄膜,研究了阵列和薄膜的光电化学性能。结果表明,纳米结构中的竖直单晶纳米棒有六棱柱形和圆柱形,其底部ZnO薄膜使竖直纳米棒互相联通。与ZnO纳米薄膜的比较表明,这种纳米结构具有优异的光电化学性能,其入射光电流效率是ZnO纳米薄膜的2.4倍;光能转化效率是ZnO纳米薄膜的5倍。这种纳米结构优异的光电化学性能,可归因于其高表面积-体积比以及其底部薄膜提供的载流子传输通道。本文分析了这种纳米结构的生长过程,提出了协同生长机理：Au液化吸收气氛中的Zn原子生成合金,合金液滴过饱和后ZnO开始成核,随后在衬底表面生成了ZnO薄膜。同时,还发生了Zn自催化的气-固(VS)生长和Au催化的气-液-固(VLS)生长,分别生成六棱柱纳米棒和圆柱形纳米棒,制备出底部由薄膜连接的竖直纳米棒阵列。     

Ni掺杂ZnO纳米棒阵列膜的增强紫外光电响应

研究以醋酸镍为Ni源,通过水热方法合成不同浓度Ni掺杂的ZnO纳米棒阵列膜,采用XRD、PL以及XPS等测试方法对掺杂的ZnO纳米棒阵列膜进行结构表征,通过自制的光电性能平台进行光电导性能的测试。研究结果表明,Ni的掺杂改变了ZnO晶格常数的大小。掺杂后的ZnO纳米棒阵列膜的光响应度很高,其中醋酸镍浓度为0.05 mol/L的ZnO纳米棒阵列膜的光响应度最高,可以达到3 112.1,是纯ZnO纳米棒阵列膜的光响应度的38倍。Ni的掺杂使得ZnO纳米棒的耗尽层宽度拓宽,降低了暗电导,从而使得光响应度增大。     

Au改性BaTiO_3纳米颗粒在模拟太阳光照射下的光催化降解性能

用聚丙烯酰胺凝胶法制备BaTiO_3纳米颗粒,然后用光还原法在其表面沉积Au颗粒,制备出Au/BaTiO_3复合光催化剂。使用X射线粉末衍射技术(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis DRS)和荧光光谱(PL)等手段对样品进行了表征。结果表明:Au修饰没有改变BaTiO_3的晶体结构;粒径分布在5~20 nm的Au纳米颗粒,附着在BaTiO_3颗粒表面(平均粒径约为55 nm);Au纳米颗粒的表面等离子体共振吸收效应(SPR)使Au/BaTiO_3对~560 nm处的可见光产生较强的吸收;与BaTiO_3单体相比,Au/BaTiO_3中光生电子和空穴的复合几率明显降低。同时,提出了Au纳米颗粒在BaTiO_3表面的形成机制。以偶氮染料亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,在模拟太阳光的照射下研究了产物的光催化活性和光催化稳定性。结果表明:适量的Au修饰明显提高了BaTiO_3的光催化降解活性,且使Au/BaTiO_3具有良好的光催化稳定性。探讨了Au纳米颗粒改善BaTiO_3模拟太阳光光催化性能的机理。     

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。     

微波辅助一步合成ZnO纳米棒及其气敏性能

以Zn(NO_3)_2为锌源、CTAB为表面活性剂,在微波辐照下90℃反应30min即可一步合成ZnO纳米棒,利用TG-DTA、XRD、SEM对合成材料的相组成及微观结构进行表征,并测试了纯ZnO及Pd修饰ZnO纳米棒的气敏特性。结果表明,微波辅助一步合成的ZnO纳米棒属于纤锌矿型六方晶系,直径为100～800nm、长度约2～3μm;对H_2S气体有较高的响应,但选择性不佳;利用贵金属增敏剂Pd(0.5wt%)来修饰ZnO纳米棒可显著提高其对H_2S气体的响应和选择性,并降低其工作温度,使其有望用于开发低温型高灵敏度的实用H_2S气体传感器。     

ZnO单晶纳米棒阵列的水热法合成及光催化性能

采用水热法在各种衬底上低温、一步合成出一维有序ZnO单晶纳米棒阵列。以透明导电玻璃(ITO)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及铜作为衬底时,必须预先沉积一层ZnO薄膜作为形核层才能获得ZnO纳米棒阵列。然而,以黄铜作为衬底时,无需形核层也能获得纳米棒阵列。采用SEM、XRD、紫外吸收光谱等方法对纳米棒的结构以及形貌等进行了表征。此外还发现ZnO纳米棒阵列具有很好的紫外光催化活性,3h内对亚甲基蓝的降解率达到53%。尽管修饰CdSe层有助于提高ZnO纳米棒阵列在可见光波段的吸收,但其紫外光催化活性反而降低。并具体讨论了ZnO纳米棒阵列的合成与光催化性能。     

Zn/纳米棒阵列ZnO/聚噻吩复合电极的制备及光电化学性质

使用简单的水热法在锌片上生长ZnO纳米棒阵列,并用电化学共聚制备了ZnO纳米棒阵列与聚噻吩(Zn/ZnO/PTH)复合膜。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对ZnO的结构和形貌进行表征,XRD结果表明产物为六方纤锌矿型ZnO。SEM结果表明,在垂直锌片方向生长了包括纳米棒、纳米片、纳米线的表面光滑的ZnO纳米阵列,其中以纳米棒为主,其直径为30～100nm,长度1μm。用光电流作用谱、光电流-电势图研究了Zn/ZnO/PTH电极的光电转换性质。结果表明,PTH修饰ZnO/Zn电极可使光电流产生波长发生明显红移,使其光电转换效率提高了4倍,填充因子FF=33%,光电转换效率η=1.25%。     

聚醋酸乙烯酯/纳米ZnO颗粒复合材料的等离子聚合及其光学性能

采用等离子镀膜方法在纳米ZnO颗粒表面沉积一层有机薄膜,制备出聚合物/ZnO复合材料.用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、光致发光光谱(PL)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vi8)对其形貌、结构和性能进行表征,研究了聚合物/ZnO复合材料的光学性能以及聚合物与纳米ZnO颗粒的结合强度.结...     

自供能ZnO/ZnS异质结紫外探测器的性能研究

用化学浴法在ZnO纳米棒表面沉积ZnS制备出ZnO/ZnS核壳纳米棒阵列,使用SEM、XRD和XPS等手段表征了样品的形貌、结构和成分。结果表明,ZnO/ZnS核壳纳米棒阵列表面粗糙,生长致密、分布均匀,其平均直径约为150 nm。以Pt为对电极组装的自供能ZnO/ZnS异质结紫外探测器,对紫外光具有很好的探测性能,能循环工作且性能稳定。这种探测器对微弱的紫外光也有较强的响应和较高的光敏性,且随着光强度的提高光电流密度线性增大。与自供能ZnO纳米棒紫外探测器相比,ZnO/ZnS异质结紫外探测器具有更高的响应速度,上升时间和下降时间分别提高到0.02 s和0.03 s。     

ZnO/CdS/Ag复合光催化剂的制备及其催化和抗菌性能

先用水热反应合成六方晶相CdS多层级花状微球并在其表面生长ZnO纳米棒形成均匀的ZnO/CdS复合结构,然后用光还原法将Ag纳米颗粒负载于ZnO纳米棒制备出ZnO/CdS/Ag三元半导体光催化剂,对其进行扫描电镜和透射电镜观察、光电性能测试、活性基团捕获实验以及光催化降解和抗菌性能测试,研究其对亚甲基蓝(MB)的降解和抗菌性能。结果表明：ZnO纳米棒均匀生长在CdS微球表面,CdS晶体没有明显裸露,Ag纳米粒子负载在ZnO纳米棒的表面;ZnO/CdS/Ag三元复合光催化剂有良好的可见光响应、较低的阻抗和较高的光电流密度;ZnO/CdS/Ag复合光催化剂能同时产生羟基和超氧自由基等活性氧基团;ZnO/CdS/Ag三元复合光催化剂对亚甲基蓝(MB)的30 min降解率高于90%;0.25 mg/mL的ZnO/CdS/Ag对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)的灭菌率高于96%,对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)能完全灭除。     

ZnO:Cd纳米棒的制备及其光催化降解性能研究

采用水热法制备了ZnO和不同Cd掺杂浓度的ZnO:Cd纳米棒。通过x射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计和拉曼光谱对ZnO:Cd纳米棒的结构和光学特性进行了系统研究。结果显示,样品为一维纳米棒结构,Cd的掺杂可以减小ZnO纳米棒的晶粒尺寸和光学带隙。利用分光光度计检测ZnO:Cd纳米棒对偶氮结构染料(甲基橙溶液)的光催化降解效率,结果表明Cd掺杂可以改善ZnO的光催化性能,掺杂浓度为16%时ZnO:Cd纳米棒对甲基橙溶液的光催化降解效率最高。