金属取代CHA型硅铝酸盐分子筛的水热合成

采用水热合成法,以异丙醇铝为铝源,磷酸为磷源,正硅酸乙酯为硅源,三乙胺为模板剂,合成出一种具有CHA拓扑结构的硅铝酸盐分子筛SAPO-34。通过掺杂过渡金属(Co和Ti),研究了金属的种类及其含量等反应条件对分子筛晶体合成和晶貌的影响。采用XRD、SEM和TG-DTA等表征手段对合成的分子筛进行表征。结果表明,掺杂金属Co元素有利于目标产物的生成,使结晶度提高且晶体尺寸减小,改变掺杂Co的量对分子筛的形貌也有影响;掺杂少量金属Ti利于目标产物的生成。     

氧化铜掺杂氧化锌气敏材料的制备及气敏性能研究

本文利用水热法制备氧化铜掺杂的碱式碳酸锌,并经过高温得到尺寸均匀的多孔氧化铜掺杂氧化锌纳米材料.用XRD、SEM等测试手段对材料的结构和形貌进行表征,并研究了掺杂前后多孔纳米材料对硫化氢的气敏性能.结果表明,氧化铜掺杂可以提升材料对硫化氢气体响应的灵敏度、选择性和稳定性,材料对H2S的最佳响应温度降低至180℃,对10 mg/L硫化氢的灵敏度可以达到60,对其他气体响应相对较弱,说明材料具有非常好的选择性.该氧化铜掺杂多孔氧化锌可适用于硫化氢气敏传感器.     

CeO_2掺杂对染料敏化太阳能电池光电性能的影响

采用水热法制备不同浓度CeO_2掺杂TiO_2薄膜,并以其为光阳极组装染料敏化太阳能电池(DSSCs),同时考察不同CeO_2掺杂浓度对TiO_2光阳极的光电转换效率的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等测试手段、紫外可见漫反射谱(UV-Vis DRS),对制得的光阳极薄膜进行晶体结构、表面形貌、微观结构、元素价态以及光学特性的表征,并对组装的DSSCs进行光电性能测试。结果表明:适量浓度的CeO_2掺杂可提高太阳能电池中的短路电流与光电转换效率;与纯TiO_2光阳极相比,0.015mol·L~(-1) Ce(NO_3)_3修饰的CeO_2/TiO_2光阳极的光电转换效率从2.44%提高到5.91%。     

ZnO和Ce/ZnO微米材料的制备及其光催化性能研究

由2-甲基咪唑和硝酸锌来构筑ZIF-8金属有机框架,通过高温热解方法制备氧化锌微米材料(ZnO-A)。以硝酸锌、硝酸铈和脱脂棉为原料,采用模板法制备出氧化锌中空材料(ZnO-B)及掺杂了铈的氧化锌中空材料(Ce/ZnO-B)。利用热重分析(TG)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、能量色散X射线荧光光谱(EDX)和X-射线粉末衍射(XRD)对所制备的材料进行表征。通过自然光催化降解亚甲基蓝脱色实验研究,比较不同催化剂的光催化降解性能,并且探究制备方法和Ce掺杂对催化性能的影响。研究结果表明,采用模板法和掺杂铈可以提高ZnO的光催化性能。     

纳米氧化锌/硫化镉复合材料的制备及光学性能研究

利用溶胶-凝胶法与水热法制备了氧化锌/硫化镉复合结构材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)﹑红外光谱(FTIR)及荧光发射光谱(PL)对材料的物相、表面形貌与光学性能进行分析,研究了复合材料的微观结构及光学性能。研究表明:该复合结构材料具有氧化锌和硫化镉两种物相结构,两种物相之间具有稳定的界面;在氧化锌/硫化镉复合材料PL谱图中发现了红移现象,这为新型氧化锌基材料结构设计与光学性能改进提供了依据。     

铑掺杂多孔纳米氧化锌的制备及其气敏性能

采用水热合成法制备出了多孔氧化锌(ZnO)纳米片和铑(Rh)掺杂纳米氧化锌。并且通过XRD、SEM、TEM和BET表征分析得到其粒径大小在30~60 nm范围内,结构为分层纳米片堆叠花状,比表面积为38.3 m2/g的氧化锌纳米材料。将制得的气敏材料制成旁热式气敏传感器,采用河南炜盛WS-30A装置以及静态配气法测试其气敏性能。实验测试发现,铑掺杂纳米氧化锌相对于纯的纳米氧化锌有更高的灵敏度和更低的工作温度以及更快的响应恢复特性。并且对100 ppm的正丁醇灵敏度达到了2 049,而纯的氧化锌对100 ppm正丁醇的灵敏度只有105。铑掺杂氧化锌气敏元器件对乙醇、氢气、正丁醇和甲苯的最佳工作温度分别为340℃、300℃、340℃、260℃,响应恢复时间都在10 s左右,而纯的氧化锌气敏元器件对这些检测气体的最佳工作温度都在400℃以上,响应恢复时间基本上都在15 s以上。     

6-PGME模板法制备纳米ZnO/6-PGME紫外遮蔽剂

以非离子型表面活性剂六聚甘油单硬脂酸酯(6-PGME)为基质,二水乙酸锌为锌源,通过原位生成法制备了纳米ZnO/6-PGME复合材料。对产物进行了SEM、XRD、EDS表征和UV性能测试。结果表明,产物以6-PGME在适当条件下自组装的层状结构为模板,在层状结构的空间限域作用下可控地合成了纳米尺寸氧化锌粒子(ZnO/6-PGME)。该复合材料在紫外光区仍具有良好的光学吸收性能,对可见光具有较高的透光性。     

溶胶-凝胶法制备纳米级ZnO:Eu,Li红色荧光材料

以乙酸锌为主要原料，探讨了用溶胶-凝胶法合成纳米级ZnO：Eu，Li红色荧光材料的制备工艺；同时用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光粒度仪、荧光光度计对合成产物的结构和发光性质进行了研究。结果表明：在掺杂元素铕和锂的摩尔比为4：1、乙酸锌与柠檬酸三铵的摩尔比为1：2、煅烧温度为600℃的条件下，可以合成出ZnO：Eu，Li红色荧光粉体，其粒径在70nm左右，发射峰值波长为620nm，掺杂元素Eu和Li均已进入到ZnO晶格中，形成了以Eu^3 为发光中心的六方晶形结构。     

三维立体石墨烯/多孔黑色TiO2复合材料的制备及其光催化性能

采用水热还原法制备黑色多孔TiO_2(PBT)。以PBT和氧化石墨烯为原料,经一步水热合成三维立体石墨烯(RGO)/PBT。通过XRD、SEM、TEM、BET以及DRS等对复合材料的物相、颗粒粒径、形貌及比表面积进行了表征,研究了该复合材料在可见光下对罗丹明B(RhB)的光催化降解活性。结果表明,Ti~(3+)的存在大大提高了可见光的吸收;所制备的RGO/PBT复合材料的可见光催化活性均高于PBT;当RGO掺杂量为1%时制备的催化剂具有最高的光催化性能。     

表面活性剂对氧化锌微纳米晶形貌及光致发光性能的影响

以硝酸锌、氢氧化钠为原料,采用水热法制备出氧化锌微纳米晶,并研究了表面活性剂对氧化锌微纳米晶形貌的影响,探讨了不同形貌氧化锌微纳米晶的生长机理。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及光致发光谱(PL)等测试手段对产物的结构、形貌和光学性能进行了表征。结果表明,借助表面活性剂CTAB、SDBS、PVPK90可分别制得片状、棒状和花状纤锌矿型氧化锌微纳米晶,3种形貌的氧化锌微纳米晶均具有光致发光特性,尤其片状ZnO微纳米晶的光致发光峰最强。     

蒲公英状ZnO纳米结构的水热自组装及表征

以柠檬酸为络合剂，在250℃成功地制备出新颖的蒲公英状氧化锌纳米结构。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和紫外可见光谱（UV-vis）等手段对产物晶体结构、形貌、光学和电学性能进行了表征，结果表明产物是由无数的氧化锌纳米薄片围绕某中心自组装而成的蒲公英状纳米结构，禁带宽度（E6）约为3．61eV，并对该纳米结构的自组装机理做了初步探讨。     

锡酸镧(La2Sn2O7)花状纳米结构的水热合成及表征

采用简单、中性的水热法成功地制备了锡酸镧（La2Sn2O7）花状纳米结构,并采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和漫反射光谱（DRS）等手段对产物的晶体结构、形貌和光学性能进行了分析。结果表明：所得产物为单相烧绿石结构的锡酸镧,并呈现由纳米杆组成的花状纳米结构,纳米杆的直径和长度分别约为20 nm和150nm。由分析DRS光谱可得,锡酸镧花状纳米结构的禁带宽度约为3.85 eV,并对该花状纳米结构的形成机理进行了初步探讨。     

气相法控制生长四脚状氧化锌纳米针的研究

以H2O2陈化处理的锌粉为原料,采用化学气相沉积法通过控制载气中氧的含量、反应时间、沉积温度等参数条件,实现了四角状氧化锌纳米针的控制生长．借助于扫描电镜、X线衍射和X线能谱仪对不同实验条件下制备的样品进行形貌和结构的细致表征．实验结果表明,在高温气相反应中,锌蒸气的超饱和是控制四角氧化锌纳米结构初始形核孕育和形貌尺寸长大的关键因素．在此基础上,对氧化锌纳米结构的生长机理进行了探讨．     

Fabrication, Structures and Properties of Quasi One-dimensional ZnO Toothed- nanostructures

Uniform ZnO toothed-nanobelts and nanocombs were fabricated respectively through pure zinc powder evaporation without catalyst at temperature of 600-650℃. Scanning electron microscopy （SEM） and high-resolution transmission electron microscopy （HRTEM） observations show that such ZnO nanostructures have several types in morphology, and all of them are single crystalline. The experimental results reveal that the growth of the ZnO nanostructures was controlled by vapor-solid mechanism. Room temperature photoluminescence spectra of the toothed-nanobelts show a UV emission at - 390 nm and a broad green emission with 4 subordinate peaks at 455-495 nm.     

ZnO一维纳米结构在金属基底上的原位生长和表征

以Cu—Zn合金片为基底并提供Zn源,在含氧气氛中通过调控反应温度和氧偏压,采用热氧化法直接在Cu-Zn合金片上大面积可控地合成了多种形貌的ZnO一雏纳米材料薄膜（包括纳米带、纳米片、纳米梳和纳米线等）,采用多种分析方法对产物的形貌、结构进行了详细的表征,并对其相应的生长模型进行了讨论。结果表明,反应温度和氧偏压对ZnO纳米结构的生长至关重要,随着反应温度升高或氧含量的减少,气相Zn／O物种的偏压比增加,ZnO纳米结构尺寸变小。     

等离子束辅助沉积制备ZnO薄膜的特性研究

采用等离子束辅助沉积的方法在n-Si(001)衬底上制备出ZnO薄膜。X射线衍射谱显示，所制备的ZnO薄膜有较强的(002)晶面衍射峰，表明ZnO薄膜为c轴择优取向生长的，并且随着退火温度升高，晶粒逐渐增大，衍射峰逐渐增强。光致发光谱测量发现，样品分别在3．28eV和2．48eV存在紫外发射和深能级发射两个较强的发射峰，并且随着退火温度升高，深能级发射逐渐减弱，紫外发射峰得到进一步改善。四探针测试电阻率结果表明，随着退火温度的升高，ZnO薄膜的电阻率呈线性增加。     

Effect of pre-heating temperature on structural and optical properties of sol-gel derived Zn<Subscript>0.8</Subscript>Cd<Subscript>0.2</Subscript>O thin films

Zn_0.8Cd_0.2O thin films prepared using the spin-coating method were investigated. X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and UV-Vis spectrophotometry were employed to illustrate the effects of the pre-heating temperature on the crystalline structure, surface morphology and transmission spectra of Zn_0.8Cd_0.2O thin films. When the thin films were pre-heated at 150 °C, polycrystalline ZnO thin films were obtained. When the thin films were pre-heated at temperatures of 200 °C or higher, preferential growth of ZnO nanocrystals along the c-axis was observed. Transmission spectra showed that thin films with high transmission in the visible light range were prepared and effective bandgap energies of these thin films decreased from 3.19 eV to 3.08 eV when the pre-heating temperature increased from 150 °C to 300 °C.     

Mn掺杂ZnO纳米晶粉体的结构及磁性研究

为探寻ZnO稀磁半导体材料的室温铁磁性来源,采用溶胶凝胶法制备掺Mn量为0、1%、2%和3%的ZnO粉体,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪以及振动样品磁强计,研究粉体的形貌特征、物相、电子结构以及室温磁性能。结果表明:掺Mn可使粉体粒度减小;Mn以离子形式取代Zn的位置,保持了本征ZnO的六方纤锌矿结构,无第二相形成;掺Mn形成的Zn—Mn键和Mn—O—Mn键改变了本征ZnO的缺陷结构,从而导致磁性变化;样品中的氧空位浓度决定ZnO的室温铁磁性;掺Mn量为1%时为最优掺入量,具有最大的饱和磁矩22.599×10?2 emu/g。     

基于离子液体辅助下微波加热快速合成花状氧化锌纳米粒子

以二水合醋酸锌（Zn（AcO）2·2H2O）和氢氧化钠（NaOH）为原料,采用微波辅助加热,以离子液体作为微波吸附剂和表面活性剂,制备花状纳米氧化锌。用X射线衍射（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,荧光光谱仪（PL）对产物的晶相,微观形貌和发光特性进行表征。结果表明,产物是纤锌矿结构ZnO,呈花状,分散性好,光致发光光谱显示样品在421nm处显示出紫色发光峰,在542nm处显示出绿色发光峰。     

Low temperature doping of ZnO nanostructures

Doping of ZnO nanostructures was investigated by using a low temperature electrochemical process. Various dopant materials have been studied, including transition metals, group I, and group VII elements. The structure, composition, and optical properties of the doped ZnO nanostructures were analyzed by scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, photoluminescence, and x-ray diffraction. It was demonstrated that dopant elements were incorporated into the ZnO structures. The effects of dopant incorporation on the structure and properties of ZnO were also investigated. This low temperature approach is compatible with current micro-fabrication techniques and promising for large-scale production of doped ZnO nanostructures for optical and electronic applications.