ZnO纳米粒子的抑菌性能及其对不锈钢微生物腐蚀的影响

采用微生物培养与检测、电化学测试及表面分析等方法研究了ZnO纳米粒子对硫酸盐还原菌(SRB)的抑菌性能及对304不锈钢的微生物腐蚀行为影响。结果表明:ZnO纳米粒子能够通过接触杀菌作用和催化生成活性氧物质(ROS)从而抑制SRB的活性,抑菌率随ZnO纳米粒子含量的增加而增大,当ZnO纳米粒子质量浓度为100 mg·L^(-1)时,抑菌率达到89.3%;通过ZnO纳米粒子对SRB的抑菌作用,减少了SRB的代谢产物以及在不锈钢表面黏附而形成的微生物膜,降低了不锈钢的钝态电流密度,抑制了不锈钢的微生物腐蚀。

ZnO纳米粒子自建场的形成及对其光电特性的影响

The effect of built-in field on the surface photovoltage(SPV) response of ZnO nanoparticles was investigated by means of surface photovoltage spectroscopy(SPS). From the results of in situ SPS in atmosphere and in vacuum, we suggest that the built-in field should be a main condition for producing SPV response. By comparison of SPS with PL in vacuum as well as in atmosphere, we deduce that by changing the ambience of ZnO, its functional properties can be modulated.

紫外光表面处理对ZnO纳米粒子的晶体结构与光学性质的影响

利用溶胶凝胶法制备了ZnO纳米粒子,用紫外光照射对其进行表面处理.探讨了表面处理对ZnO纳米粒子晶体结构与光学性质的影响.结果显示:在晶体结构方面,紫外光照射会降低ZnO纳米粒子的团聚现象,缩短晶格常数,使其所受应力由压缩应力释放变为伸张应力,增大表面能,使能量最佳化并稳定而导致ZnO纳米粒子形成再构.在光学性质方面,紫外光照射会使ZnO纳米粒子表面产生较多的氧空位,而氧空位又会使其表面容易吸附羟基,使得ZnO纳米粒子变得更加亲水.

高能Zn离子注入CaF_2基质形成ZnO纳米粒子的机制、构型及电子结构

将高能Zn2+注入到CaF2介电基质中,在CaF2的表面下注入Zn2+浓度呈近似高斯分布,通过氧气氛后经热退火形成ZnO量子点.采用M aterials Stud io和Gaussian 98W程序,结合实验结果计算分析了CaF2基质中ZnO纳米粒子的电子结构和光学性质.选取由4个ZnO原胞组成的超晶胞模型计算了ZnO纳米粒子的吸收光谱,理论结果与实验结果相符.对ZnO纳米粒子电子结构的研究结果表明,ZnO纳米粒子与CaF2基质的相互作用主要是ZnO表面的O与基质中Ca之间的作用,这种作用使ZnO纳米晶体的Ferm i能级变窄,带隙相应减小;ZnO纳米粒子表面构型的变化对其本征吸收光谱没有影响,理论计算结果与实验值一致.

活性粒子吸附对ZnO纳米粒子表面光伏特性的影响

Surface photovoltage spectrum(SPS), field-induced surface photovoltage spectrum(FISPS) and gas probe techniques are used together to study surface photovoltage(SPV) property of ZnO nanoparticles. The SPS of ZnO nanoparticles consists of two parts, band-to-band transition(P1,P2) and surface states transition(P3). The result shows that the SPV response is mostly attributed to the built-in field formed by active adsorbates, most of which is O 2. Competitive adsorption of O 2 and H 2O exists on ZnO surface. They play different roles in the influence on SPS. The Adsorption of O 2 weakens P3, whereas H 2O enhances P3. And the velocity of adsorption and desorption of O 2 on the surface is significantly faster than H 2O. The adsorption and desorption of H 2O may be correlated with the adjustment of surface structure.

基于ZnO纳米粒子的有机光伏器件设计与研究

有机光伏器件具有价廉、轻便、柔韧良好以及Roll to Roll制备等特点被受广泛关注与研究。基于有机材料制备的太阳能电池、晶体管、传感器等各个热门领域发挥着重要作用。本文针对有机材料的太阳能电池结构进行改进;合成的纳米粒子(Zn O)材料,并引入纳米粒子作为太阳能电池的电子传输层材料,并对器件性能及微观结构进行表征。结果表明,增加纳米粒子作为阴极传输层(空穴阻挡层),其对活性层表面进行了有效的修饰,并改变了空间电荷区光子数,从而改善了太阳能电池的性能。

离子注入及后退火方法制备SiO_2基质中镶嵌ZnO纳米粒子的结构和光学性质

利用离子注入及后退火方法在光学纯的石英基片中注入 3× 10 17cm-2 剂量的Zn离子 ,然后在不同的退火条件下制备了高质量的镶嵌在SiO2 基质中的ZnO纳米粒子。X射线衍射光谱的实验结果表明 :在氧气气氛、70 0℃退火温度和 2小时退火时间条件下 ,得到了 (0 0 2 )择优取向镶嵌在SiO2 基质中的ZnO纳米粒子 ;而在 70 0℃退火温度、N2 和O2 气氛下顺次退火 1小时 ,得到了比上述条件 (0 0 2 )择优取向更好的ZnO纳米粒子。室温下对用上述两种条件制备的镶嵌在SiO2 基质中的ZnO纳米粒子观察到了自由激子吸收峰。室温光致发光谱中观察到了ZnO纳米粒子位于 3 2 9eV处的强紫外发射 ,紫外发射强度与深能级发光强度之比为4 0 ,紫外发射峰的半高宽为 96meV ,晶体质量类似于分子束外延方法生长的ZnO。在低温 (77K)光致发光谱中 。

两种不同形貌的ZnO纳米粒子的制备和光学性质研究

以Zn(NO3)2.6H2O为原料,聚乙二醇(PEG)为结构导向剂,通过改变沉淀剂KOH的用量,制备了花瓣状和海胆状ZnO纳米粒子,用X射线衍射仪(XRD)、X射线能量扩散光谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨扫描电子显微镜(HRSEM)对样品进行表征,研究了样品的激光拉曼散射光谱(Raman)、光致发光(PL)性质.结果表明,两种不同形貌的ZnO纳米粒子具有不同的光学活性.

ZnO纳米粒子通过线粒体通路抑制小鼠光感受器细胞Na^＋/K^＋-ATP酶表达和活性的作用研究

氧化锌(ZnO)纳米粒子已被发现具有生物毒性,氧化应激被认为是最重要的因素之一。前期实验证实,ZnO纳米粒子能显著减少锰超氧化物歧化酶(Mn SOD)蛋白的表达,降低Mn SOD活性。本文通过检测乳酸脱氢酶(LDH)释放、线粒体活性氧(ROS)水平和膜电位(Δφm)、延迟整流钾电流变化和Na^+/K^+-ATP酶的表达及活性等变化,检测ZnO纳米粒子对小鼠光感受器细胞的细胞毒作用。结果表明,ZnO纳米粒子可显著增强小鼠光感受器细胞中LDH的释放、增加线粒体内ROS水平并下调Δφm、阻断延迟整流钾电流,同时降低Na^+/K^+-ATP酶的表达及活性,从而对小鼠视网膜光感受器细胞产生细胞毒作用,提示ZnO纳米粒子可通过线粒体通路引起氧化应激,从而抑制小鼠光感受器细胞Na^+/K^+-ATP酶表达和活性,产生细胞毒性,导致细胞死亡。本文的研究结果有助于理解ZnO纳米粒子引起细胞毒性的作用机理。

ZnO纳米粒子沉积MoS_2纳米片的组装及其光催化性能

通过室温搅拌混合过程,将前驱物ZnO纳米粒子悬浊液与MoS_2纳米片悬浊液按一定比例直接混合,制得ZnO纳米粒子沉积在MoS_2纳米片表面上的纳米复合材料。使用各种测试技术对这种复合材料进行了表征,结果表明,ZnO纳米粒子呈六方晶相,形貌由两部分构成,一部分呈纳米棒状,直径主要在2~9nm之间;另一部分呈近球形,粒径主要在3~10nm之间;MoS_2纳米片是2H型晶相,呈单层或少层。由于在光照下ZnO上的电子传递到MoS_2纳米片表面,ZnO在510nm附近的激子发光带强度明显减弱。对罗丹明B的光催化性能测试结果证实,在可见光照射下,复合材料的光催化活性与纯MoS_2纳米片基本相当;而在紫外光照射下,复合材料的光催化活性最高,在光照160min后,其光降解率可达92%。

ZnO纳米粒子光催化降解失效农药草甘膦的研究

采用Zn(NO3)2.6H2O和CF3COONa为原料制备ZnO纳米材料,运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)测定等技术对其进行表征。ZnO纳米粒子在波长为200～400nm的紫外光范围内具有强吸收,以高压汞灯为光源,利用ZnO纳米催化剂对失效农药草甘膦(FGP)进行光降解实验。研究表明,在经900℃煅烧的ZnO纳米粒子浓度为0.5g.L-1,FGP试液初始pH=2.2的条件下,光催化降解90min后FGP去除率达91.8%;光催化体系中,引入Fe3+有利于提升ZnO纳米粒子催化活性。光谱分析显示,经ZnO纳米粒子光催化,失效农药草甘膦基本降解。

ZnO纳米粒子涂布纸张的制备、表征及其抗菌活性的研究

ZnO由于具有很好的电学性能、光学特性和化学性能，而在半导体、光学装置、压电装置、声表面波器件、传感器、透射电极、太阳能电池、抗菌材料等方面有着广泛的应用。近十年来，有很多研究报道了用物理及湿部化学法合成ZnO纳米粒子，以及从应用的角度来控制其表面形态及性能。

ZnO纳米粒子的制备与表征及其光催化活性

采用一种新方法-接枝羧基淀粉(ISC)吸附金属离子前驱物(ISC-Zn)热解法,制备了粒度分布均匀、分散性好的氧化锌纳米颗粒。本方法分为三步:ISC的合成;ISC-Zn的制备;ISC-Zn的分解及ZnO纳米颗粒形成。利用差热、热重(DTA-TG)研究了前驱物的分解过程;通过X射线衍射(XRD)数据分析了ZnO纳米颗粒的晶相;借助透射电镜(TEM)观察了ZnO粒子的形状和尺寸分布。并用亚甲基蓝溶液研究了在此条件下制备的ZnO纳米粒子的光催化活性。

模板法合成ZnO中空介孔纳米粒子及其负载抗癌药物的应用研究

无机纳米材料因制备条件较为温和、具有独特的理化性质及良好的生物相容性常被应用于生物领域,尤其在药物运输方面有着极大的优势,然而,低载药量和药物无效释放是限制无机纳米粒子用作药物运输载体的两大重要因素。本文,我们构建出一种简便的合成方法,以聚丙烯酸钠纳米粒子为模板,通过引入锌盐,成功合成出具备较好分散性和稳定性的ZnO中空介孔纳米粒子,分别考察了其载药、药物释放和生物相容性等方面的性质。载药实验结果显示合成的ZnO中空介孔纳米粒子对抗癌药物盐酸阿霉素的负载量和负载效率分别高达49%和98%。药物缓释实验证明该纳米粒子具有pH响应药物缓释性能,与中性环境相比,该载药体系在类肿瘤的弱酸性环境中有着更高的药物释放量和释放速率。细胞毒性实验证实该纳米粒子具有极低的毒性和良好的生物相容性。

SiO_2/ZnO复合纳米粒子的制备及表征

采用双注控制沉积法(ControlledDouble-JetPrecipitation,CDJP)将反应物添加到含有SiO2的溶液中,通过直接的表面反应来制备单分散的SiO2/ZnO复合纳米粒子,并对其进行了表征。透射电镜(TEM)观察表明,SiO2表面有一层ZnO纳米颗粒或薄层。对复合纳米粒子SiO2/ZnO进行X射线衍射(XRD)分析,复合颗粒的衍射峰与单独的氧化锌的衍射峰完全一致。能量弥散X射线法(EDX)分析表明,复合颗粒中含有Zn、Si、O元素。荧光光谱表明有ZnO的吸收峰。

偶联剂对纳米ZnO粒子在聚丙烯中的分散性影响

纳米粒子共混法是制备聚合物纳米复合材料的方法之一 ,由于纳米粒子的比表面积大 ,其表面活性高 ,易团聚。本文通过对纳米 Zn O粒子的表面改性处理 ,利用透射电子显微镜观察了其在聚丙烯中的分散情况 ,分析了纳米粒子分散的影响因素 ,并讨论了改进纳米粒子分散效果的方法。试验表明 ,溶液的 p H值对 Zn O纳米粒子的分散和团聚影响最大 ;溶剂的选择及溶液的浓度直接影响了 Zn O纳米粒子的分散效果和分散效率 ;搅拌速度和分散温度决定了偶联剂在 Zn O纳米粒子表面成膜的质量。

激光蒸凝法工艺参数对Zn／ZnO纳米粒子性能的影响及临界粒子半径r＊的研究

采用激光蒸凝法 ,以 1 50WCWCO2 激光器为光源 ,金属Zn为靶材 ,成功地制备出了Zn和ZnO纳米粒子。较详细地研究了实验参数对纳米粒子性能的影响 ,并应用经典成核理论对粒子的形成过程进行了研究。实验结果表明 ,制备工艺条件对形成的纳米粒子有一定的影响 ,反应压力和载气流量影响纳米粒子的形貌。不同的反应气氛制备的产物不同 ,在惰性气氛下产品纳米粒子是Zn和ZnO的混合物 ,在氧气气氛下 ,所得的纳米粒子是纯ZnO ;在氢气气氛中得到较纯的Zn纳米粒子。通过对临界粒子半径r 的回归分析 ,说明Zn纳米粒子的粒径主要由反应压力控制 。

ZnO/CdS复合纳米粒子的热分解合成及发光性能

设计了简单的化学反应路线,在表面活性剂PEG400存在下通过简单的前驱体热分解反应合成了ZnO/CdS复合纳米粒子,其直径在4-10nm之间。前驱体则通过室温固相反应获得。用X射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜（TEM））对产物的结构和形貌进行了表征。同时,对产物的光致发光性能（PL）作了测试。结果表明：ZnO/CdS复合纳米粒子在380 nm处有一个较弱的归因于近带隙发射的发光峰,550 nm处较强的发射峰来自于由氧空位形成的深浅表面态所捕获的电子-空穴对的复合。另外,对它们的形成机理进行了简单的探讨。

氧化锌纳米粒子与叶绿素a相互作用机制

通过测量叶绿素a苯溶液中加入溶胶-凝胶法制备的氧化锌纳米粒子后的紫外-可见吸收光谱、荧光光谱的变化,研究得出两者通过静电作用相结合,而且由于氧化锌的导带顶低于叶绿素a的第一激发态能级,所以能够产生界面电荷转移,表现在叶绿素a溶液的特征吸收峰在加入纳米粒子后峰位向长波方向移动。用355nm波长的光激发该样品得到的荧光光谱在654nm处出现一个等发射点,并且随着氧化锌量的增多叶绿素a溶液的发光被猝灭且峰位向长波方向移动,当用433nm波长的光激发时(氧化锌在此波长下没有吸收),没有等发射点但仍有猝灭和峰位移动现象,其中猝灭现象根据Stern-Volmer关系可归结为静态猝灭。另外,向离心后得到的氧化锌纳米粒子粉末中滴加叶绿素a,发现在滴加前后其红外光谱中Zn—O键的振动峰发生变化,说明氧化锌纳米颗粒与叶绿素a分子之间存在一定的相互作用,并且可能对叶绿素光合作用产生一定负面影响。

ZnO-聚丙烯腈基复合碳纳米纤维修饰电极测定Pb^(2+)

以ZnO与聚丙烯腈(PAN)的混合液为前驱液,利用静电纺丝技术制备ZnOPAN纳米纤维,经预氧化和碳化处理得到ZnO纳米粒子负载碳复合纳米纤维(ZnOCNF)。扫描电镜(SEM)表征结果显示,ZnO纳米粒子在CNF表面分散均匀,且随着ZnO含量增加,纤维变细而粗糙。ZnO-PAN的比例为5∶6时,仍能得到纤维丝。接触角测试表明随着ZnO含量提高,纤维表面的水润湿性逐渐提高。同时,成功制备了ZnO-CNF复合纳米纤维修饰玻碳电极(ZnO-CNF/GCE),循环伏安(CV)法及电化学阻抗结果证明复合物膜成功修饰。方波溶出伏安(SWV)法结果表明,该修饰电极对重金属离子Pb^(2+)有灵敏的响应。在优化条件下,Pb^(2+)的溶出峰电流与其浓度在4.8×10-10~4.8×10-7 mol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限(S/N=3)为2.4×10-10 mol/L,电极抗干扰性强、稳定性好。利用该方法测定了实际水样中Pb^(2+),并与电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)进行对比,结果一致。