稀磁半导体Zn1-xNixO的室温铁磁性

利用溶胶-凝胶方法制备不同成分的Zn1?xNixO(x=0.05,0.10,0.15)稀磁半导体材料,产物由直径约70 nm的六边形颗粒组成。利用振动样品磁强计测量了样品的磁学性能,发现在室温条件下存在明显的铁磁性,且随着镍浓度的增加,样品的饱和磁化强度增加,但样品的单个镍原子的磁矩是逐渐下降的。X射线衍射分析结果表明,样品中不存在镍及镍的氧化物,且晶格常数随镍含量的增加而略有增大,并利用M—T曲线测量Zn0.9Ni0.1O居里温度为575 K左右,表明其磁性来源于稀磁半导体。     

氧分压对Zn1-xCoxO1-δ磁性半导体磁特性的调控作用

利用电子显微分析技术对高Co含量的室温铁磁性半导体Zn1-xCoxO1-δ进行了微观表征,证明了氧含量是决定Zn1-xCoxO1-δ薄膜微观结构和磁性能的重要因素.在缺氧环境下,薄膜由含有大量氧缺位的纤锌矿结构的Zn1-xCoxO1-δ纳米晶(直径约5 nm)和填充其间的Zn-Co-O非晶相组成,两相对薄膜宏观磁性均有贡献;在富氧的环境下,非晶Zn-Co-O相消失,出现了CoO反铁磁相,纤锌矿结构Zn1-xCoxO1-δ中的氧缺位大量减少,晶粒长大到10-20 nm,室温铁磁性逐渐减弱,直至消失.     

ZnO纳米棒的制备及光催化性能研究

采用水热法制备ZnO纳米棒。利用X射线粉末衍射(XRD)仪和透射电镜(TEM)对其结构和形貌分别进行表征,并通过紫外-可见分光光度计分析ZnO纳米棒光降解甲基紫来研究其光催化活性。结果表明,以氢氧化钠和醋酸锌为原料,聚丙烯酰胺为表面活性剂制备得到直径约26nm,长度达400nm的单晶纤锌矿结构的ZnO纳米棒。添加ZnO纳米棒光催化剂时的光降解率为70%,未加ZnO纳米棒的光降解率为30%,表明ZnO纳米棒具有很好的光催化活性。     

Mn 掺杂 SiC 基稀磁半导体薄膜的结构和磁性研究

目的从原子水平探究Mn掺杂SiC薄膜的磁性起源。方法采用射频磁控溅射技术制备不同掺杂浓度的Mn掺杂SiC薄膜,并采用X射线衍射技术、X光电子能谱、同步辐射X射线近边吸收精细结构技术、物理性质测试系统对薄膜的结构、组分和磁性能进行研究。结果晶体结构和成分分析表明,1200℃退火后的薄膜形成了3C-SiC晶体结构,且随着Mn掺杂浓度的增加,3C-SiC晶体的特征峰向低角度移动。在Mn掺杂浓度(以原子数分数计)为3%,5%,7%的薄膜中,掺杂的Mn原子以Mn2+的形式存在;而在9%Mn掺杂的SiC薄膜中,则有第二相化合物Mn4Si7形成。局域结构分析表明,薄膜中均不存在Mn金属团簇和氧化物,在3%,5%和7%Mn掺杂的薄膜中,掺杂的Mn原子主要以代替C位的形式进入3C-SiC晶格中,而在9%Mn掺杂的薄膜中,掺杂的Mn原子以C替位形式和Mn4Si7共存。磁性测试表明,制备的Mn掺杂SiC薄膜具有室温铁磁性,且饱和磁化强度随着Mn掺杂浓度的提高而增加。结论薄膜的室温铁磁性是本征的,磁性来源与掺杂的Mn原子以Mn2+取代SiC晶格中C位后导致的缺陷有关,符合缺陷导致的束缚磁极子机制。     

Zn、Si共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

采用水热法,以Ti（SO4）2作为前驱体制备出锌、硅单掺杂和共掺杂的二氧化钛纳米晶。分析结果显示锌、硅共掺杂二氧化钛纳米晶的光催化活性高于纯二氧化钛纳米晶和单掺杂的二氧化钛纳米晶;在锌的掺杂量为0.8%、硅的掺杂量为6%时,所获得的二氧化钛纳米晶的光催化活性最佳;锌硅共掺杂二氧化钛纳米晶相对于纯二氧化钛纳米晶和单掺杂的二氧化钛纳米晶,其粒径减小,表面积增加。     

纳米二氧化钛光催化性能与应用

传统的催化科学为人类做出了极为重要的贡献．在面向对世纪的过程中，光催化可能是处理各类废水最有希望的新技术之一．光催化降解技术的优点是工艺简单、成本低廉，在常温常压下就可氧化分解结构稳定的有机物，利用太阳光作为光源，无二次污染．尤其是80年代末同世的纳米TiO2，粒径介于1nm～100nm之间的光催化剂具有无毒、无味、无刺激性，耐热性好、不分解、不挥发、来源容易等特点，是最理想的光催化剂之一，有着诱人的应用前景．1纳米TiO2的光催化氢化理论基础”[1，2]光催化氧化法是以N型半导体的能带理论为基础，以N型半导体作敏化…     

水热法制备Co掺杂SnO_2纳米棒的室温铁磁性

采用水热法制备了Co掺杂的SnO_2纳米棒.随着Co掺杂浓度的增加,样品的室温铁磁性先增加后降低,当Co掺杂浓度为4%时,样品的饱和磁化强度达到最大值.纳米棒呈花簇状生长,单根纳米棒长度约300 nm,为单晶金红石型SnO_2相.X射线光电子能谱和X射线近边结构谱分析表明,Co在SnO_2样品中以+2价态存在,替代了Sn~(4+)离子的位置,并未与其它元素形成杂质相,从而证明室温铁磁性为Sn_(1-x)Co_xO_2纳米棒的本征性能.同时,采用自旋分裂杂质带模型,解释了Co掺杂浓度对样品室温铁磁性的调节作用.     

磁性纳米光催化剂的制备及其光催化性能

以Fe3O4为载体,制备了易于固液分离回收的磁性复合纳米光催化剂,采用SEM,元素分析,XRD等方法表征催化剂的表面形貌,晶体结构,结果表明,二氧化钛包裹在Fe3O4的表面,其包裹量越大,粒径越大,锐钛矿峰越强,利用光催化降解甲基橙的效果来考察磁性复合光催化剂的活性,直接包裹在Fe2O4表面的TiO2活性低于纯TiO2的,而在Fe3O4与TiO2之间包裹SiO2,可以有效地提高其光催化活性,其活性与纯TiO2接近。     

合成氟锌共掺杂纳米TiO2及其光催化活性

以CF3COOH和Zn(NO3)2为掺杂剂,采用溶胶凝胶法合成了纳米F/Zn2 /TiO2粉体,以次甲基蓝的光催化降解为探针反应,评价了其光催化活性,并利用XRD、FT-IR、EDS、BET、TEM等手段对样品进行测试和表征.测试表明F和Zn2 已经掺杂在纳米Ti02中,设计掺n(F)/n(Ti)-2%、n(Zn)/n(Ti)-3%的样品催化活性最高,可以将未掺杂TiO2光催化次甲基蓝1 h的降解率由73.2%提高到86.2%.     

掺杂Y^3＋的纳米TiO2微粒的制备及其光催化性能

在Sol-Gel法制备纳米TiO2微粒的最佳制备条件的基础上，制备了掺杂稀土离子钇(Y^3 )的纳米TiO2复合粒子，并对这二者进行了XRD，TEM和DRS表征及光催化活性检验。结果表明，未经掺杂的TiO2与掺杂稀土Y^3 的TiO2均为锐钛和金红石的混合晶型，锐钛和金红石的比例约为3：1；掺杂抑制了TiO2晶粒的生长，使得TiO2粒径明显变小，其颗粒大小为10nm左右。用DRS表征微粒的光吸收能力和光吸收带边移动情况，发现掺杂导致了TiO2光吸收能力增强及吸收带边红移。通过对苯酚的光催化氧化降解研究，发现当Y^3 掺杂量(按质量)为1．5％时，TiO2光催化活性最高，与未掺杂的TiO2相比，其光催化活性提高约20％。     

OXYGEN PARTIAL PRESSURE MODULATION EFFECT OF THE FERROMAGNETISM IN Zn1-xCoxO1-δ MAGNETIC SEMICONDUCTOR

利用电子显微分析技术对高Co含量的室温铁磁性半导体Zn　1-x　Co　x　O　1-δ 进行了微观表征.证明了氧含量是决定Zn　1-x　Co　x　O　1-δ薄膜微观结构和磁性能的重要因素. 在缺氧环境下, 薄膜由含有大量氧缺位的纤锌矿结构的Zn　1-x　Co　x　O　1-δ纳米晶(直径约5 nm)和填充其间的Zn-Co-O非晶相组成, 两相对薄膜宏观磁性均有贡献; 在富氧的环境下, 非晶Zn-Co-O相消失, 出现了CoO反铁磁相, 纤锌矿结构Zn　1-x　Co　x　O　1-δ中的氧缺位大量减少, 晶粒长大到10-20 nm, 室温铁磁性逐渐减弱, 直至消失.     

MWCNTs/Zn0.96Co0.04O复合纳米纤维的电纺制备及其红外/雷达兼容隐身性能研究

混酸纯化多壁碳纳米管（MWCNTs）,采用静电纺丝技术制备了MWCNTs /Zn0.96Co0.04O复合纳米纤维。采用TGA、XRD、FT-IR、SEM和TEM等手段对产物进行了表征;利用矢量网络分析仪和等IR-2红外发射率测试仪分别测试了产物的电磁参数和红外发射率,研究了MWCNTs的复合量对产物吸波性能和红外发射率的影响。结果表明:经600℃煅烧后得到的MWCNTs /Zn0.96Co0.04O复合纳米纤维直径约为160nm。当MWCNTs的质量分数为6%时,产物具有最低红外发射率为0.61;当匹配厚度为1.5mm时,产物在13.8GHz处最低反射损耗值为-26.4dB,小于-10 dB的吸收频段为11.8～15.8 GHz,有效吸收带宽为4.0GHz。这使得多壁碳纳米管/Zn0.96Co0.04O复合纳米纤维有望成为一种极具应用前景的红外/雷达兼容隐身材料。     

Self-assembled flower-like microstructure in Zn1-xCdxO nanoparticles

The structural and optical characterization of cadmium-doped zinc oxide nanoparticles synthesized by precipitation method was studied. X-ray diffraction study confirmed the substitution of cadmium dopant without disturbing the basic wurtzite structure of zinc oxide. The average crystalline size, lattice constants and unit cell volume also increased up to 4% of cadmium doping. Energy gaps of the samples were determined from the ultraviolet-visible absorption spectrum as well as Tauc's plot which infers that the energy gap decreases with the increase of cadmium content. Fourier transformation infrared spectrum confirms the cadmium dopant through peak shifting from 485 to 563 cm^?1. Photoluminescence spectrum also defines the cadmium dopant by intensity increase. The broad Raman peak at 437 cm^?1 indicates that the wurtzite structure of zinc oxide is weakened by 5% cadmium doping. Field emission scanning electron microscope study also confirms the existence of particles in nanometer size and it indentifies the microstructure transformation from nanoparticles to jasmine flower-like structure on 5% cadmium doping.     

Ag-TiO2纳米棒阵列的抗菌性和光催化性能研究

目的：制备一种高抗菌性和高光催化活性的Ag掺杂TiO2（Ag-TiO2）纳米棒阵列。方法通过磁控溅射与水热复合处理法,在钛箔片表面制备出Ag掺杂TiO2（Ag-TiO2）纳米棒阵列,酸化处理过的试样在500℃下煅烧2 h。采用X射线衍射（XRD）进行物相分析,利用场发射扫描电子显微镜（SEM）、场发射透射电子显微镜（TEM）、能量分散谱仪(EDS)观察试样的表面、截面形貌、微观结构和组成,并探究其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌性能和对亚甲基蓝的光催化降解能力。结果该工艺下制备的 Ag-TiO2纳米棒大小均匀,取向明显,主要由锐钛矿型 TiO2相组成。Ag-TiO2纳米棒对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有优异的杀菌效果,杀菌率几乎达到100%。Ag-TiO2纳米棒能有效地提高亚甲基蓝的降解率。结论磁控溅射与水热复合处理法在钛箔片表面成功制备出Ag-TiO2纳米棒阵列,此阵列具有优异的杀菌能力、高抗菌和光催化降解性能。     

氮掺杂SrTiO_3/TiO_2纳米管阵列的可见光催化性能研究

利用N掺杂和构建异质结结构改善Ti O2基光催化剂的可见光催化性能。通过水热反应法在氢氧化锶溶液中将阳极氧化Ti O2纳米管阵列转化为Sr Ti O3/Ti O2复合纳米管阵列结构,并随后在NH3中退火对Sr Ti O3/Ti O2进行N掺杂。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、紫外可见吸收(UV-vis)和X射线光电子能谱(XPS)分析了样品的形貌、结构、成分、光谱吸收范围和元素组成。样品的可见光催化降解实验表明,N-Sr Ti O3/Ti O2表现出最佳的可见光催化活性。     

电化学沉积Mn掺杂纳米ZnO的结构和光学性质的研究

在Si衬底上用电化学沉积方法制备了Mn掺杂ZnO纳米晶X射线衍射（XRD）的研究表明,Mn离子取代Zn离子进入到 ZnO晶格中。场发射扫描电子显微镜（SEM）图像显示,ZnO纳米晶形貌的是柱状的。从光致发光谱可以看出,由于掺杂效应导致了可见发射带扩大, PL谱从122.8k到302.2k范围的拟合结果表明,Mn掺杂导致的激子结合能的降低。     

无机阴离子掺杂对TiO2薄膜光催化性能的影响

采用溶胶，凝胶法在玻璃基片上制备掺杂钼酸根离子（MoO4^2-）、高锰酸根离子（MnO4^2-）、钨酸根离子（WO4^2-）和锡酸根离子（SnO3^2＋）等复杂无机阴离子的二氧化钛光催化薄膜。光催化实验表明钼酸根离子、高锰酸根离子和钨酸根离子的掺杂都在不同程度上降低了薄膜的光催化性能，掺杂浓度不同对薄膜光催化性能的影响略有不同，而掺杂浓度为0.006mol．L^-1的锡酸根离子可以提高薄膜的光催化活性。利用傅立叶红外光谱研究了掺杂复杂无机阴离子对纳米二氧化钛表面结构的影响，结果表明SnO3^2-掺杂后TiO2的晶格振动峰出现明显的宽化，分析认为SnO3^2-通过热分解产生SnO2，抑制TiO2粒子在热处理过程中生长，有利于形成更细小的晶体，从而提高其光催化活性。