电场和应力作用下氮钝化扶手型氧化锌纳米带的电子结构和磁特性

采用密度泛函理论(DFT)方法,在LDA+U水平下详细研究了电场和应力作用下氮钝化扶手型氧化锌纳米带(NA8-ZnONRs)的电子结构和磁特性。对体系的电子结构和磁性进行详细的计算,结果表明:本征扶手型氧化锌纳米带(A8-ZnONRs)是无磁性P型半导体。氮钝化后NA8-ZnONRs具有铁磁金属性,其磁性主要来源于N2p轨道(2.56μ_(B))和O2p轨道(0.69μ_(B))电子的自旋极化,总磁矩为3.21μB。NA8-ZnONRs体系对X方向电场有较强的响应,通过调节X方向电场的幅度,可以有效调节体系的磁矩。在X方向电场作用下体系仍具有铁磁金属性,磁性也主要来源于N2p和O2p轨道电子的自旋极化。施加X方向应力作用后,体系仍表现为铁磁金属性。与NA8-ZnONRs纳米带磁矩相比,体系的总磁矩均发生了较大幅度的增长,表明体系对应力作用具有较明显的相应。但随着应力幅度的调节,总磁矩的变化较平坦。表明施加应力可以有效调节体系的磁矩,但在较小应力范围内,体系对应力变化的相应不明显。

纳米氧化锌对钙钛矿薄膜本征性能和光谱性能的影响研究

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因其优异的光电特性、低廉的制备成本、高效的转换效率等优越特性,成为光伏领域的研究热点。电子传输层作为钙钛矿电池的核心层,主要起到提取和传输光生载流子的作用,且能够作为空穴阻挡层,抑制钙钛矿活性层中电荷复合,所以优异性能的电子传输层对钙钛矿太阳能电池的发展至关重要。可目前钙钛矿光伏器件常用的刚性电子传输层(介孔层或致密层)均需要高温烧结,这限制了其在柔性钙钛矿器件方面的应用。因此,开发一种可应用于钙钛矿光伏领域的柔性电子传输层成为当前亟待解决的问题之一。纳米ZnO具有合适的能级和较高的电子迁移率,且可以通过低温制备,被广泛应用在光伏器件中作为电子传输层。因此,通过旋涂法和静电纺丝法分别制备了刚性纳米ZnO和柔性纳米ZnO电子传输层,确定了静电纺丝法制备柔性纳米ZnO的最佳制备工艺。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外可见分光光度计和稳态/瞬态荧光光谱系统研究了刚性和柔性纳米ZnO对钙钛矿薄膜形貌、结构和光谱性能的影响。结果表明,钙钛矿薄膜的形貌对基底纳米ZnO的形貌依赖性很强。而基于刚性和柔性纳米ZnO的钙钛矿薄膜几乎呈现相同的结构和光谱吸收范围,荧光发射峰均在770 nm附近,且柔性纳米ZnO的荧光猝灭效率为82%,几乎和刚性纳米ZnO的荧光猝灭效率(85%)相媲美。进一步,根据瞬态荧光动力学数据计算获得刚性和柔性纳米ZnO的界面电荷分离效率分别为61%和41%,这表明通过静电纺丝法制备的柔性纳米ZnO具备一定的界面电荷分离能力,有望成为新型的柔性电子传输层。这对柔性基底钙钛矿太阳能电池的设计具有重要参考价值,对促进钙钛矿光伏应用具有现实意义。

四脚状纳米氧化锌的制备、表征及其在场致发射显示器中的应用

以H2O2陈化处理的锌粉为原料,采用高温气相反应法,在管式炉中制备四脚状氧化锌,并用扫描电镜和X射线能谱仪对产物进行了表征。通过场致发射性能测试和场致发射显示的实验,表明四脚状ZnO是一种良好的场致发射阴极材料。

真空法制备纳米四针状氧化锌晶须结构和形貌的研究

以金属锌为原料，研究了真空条件下纳米四针状氧化锌晶须（T-ZnOw）的制备，考察了反应条件对氧化锌结晶形貌的影响。表面能谱证实产物只含锌和氧原子，但氧原子数少于化学计量，表明T-ZnOw在缺氧环境中生长。XRD物相分析表明：产物为纯的六方晶系纤锌矿结构；SEM研究表明：分子筛用量、反应温度、体系压力对产物的形态影响很大。

高质量四脚状ZnO纳米结构的制备及其影响因素

采用汽相传输法制备高质量四脚状ZnO纳米结构(T-ZnO).以ZnO纳米晶为同质催 化剂,在锌源-衬底间添加蒸汽过滤器,研究过滤器和纳米晶对产物组成和形态的影响,以及 T-ZnO的结构特征.实验结果表明,T-ZnO为纤锌矿结构,分布均匀、尺寸一致,由四个柱 状纳米棒和一个球形核心组成.纳米棒直径约为60nm,沿<0001>晶向生长.过滤器的使用可 有效地去除产物中颗粒,而ZnO纳米晶的使用明显降低其尺寸,提高其均匀性.

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.

四角状和线状氧化锌纳米结构的制备及场发射特性

700℃下,利用热蒸发方法制得四角状和线状氧化锌纳米结构．实验中通过采用不同的反应源以及改变反应时氧气的相对含量来研究这些因素对氧化锌产物的影响．场发射测试展示并比较了这两种不同形貌和尺寸氧化锌的场发射特性．

四脚状纳米氧化锌阴极的场致发射显示研究

以高温气相氧化法制备的四脚状纳米氧化锌作为场致发射材料,采用简易的喷涂方法将其制备为场致发射阴极。将阴极与印刷有荧光粉的阳极板组装成二极结构场致发射显示屏,并进行了场致发射特性实验,实现了稳定的场致电子发射及全屏点亮。该二极结构的场致发射开启场强为1.5V/μm,当场强为7.5V/μm时,发射电流密度可达3.44μA/cm2。实验结果表明了氧化锌半导体纳米材料是一种很好的场致发射阴极材料。

四脚状氧化锌晶须及应用

四脚状氧化锌 (T -ZnO)晶须是晶须家族中目前发现的唯一具有规整三维结构的四脚状晶须 .本文简述了T -ZnO晶须的发展、结构和特性、制备方法和生长 .以及作为高分子基复合材料的增强体的应用 .

四脚状氧化锌晶须的生长习性及机理的研究

以锌粉为原料 ,白碳黑为催化剂 ,研究了四脚状氧化锌 (T -ZnO)晶须在高温气相氧化反应条件下的结晶习性和生长机理 .扫描电镜研究结果表明 :模板催化剂及气相反应体系的过饱和度对T -ZnO晶须形态有很大影响 .利用T -ZnO晶须生长习性温和的特点 ,制备了均一规整的T -ZnO晶须 .通过生长过程的观察 ,在一定生长环境中T -ZnO晶须为开裂晶须 ,表现为轴螺旋位错的VS生长机理 .

高品质四针状氧化锌晶须的结构及生长机理

用锌粉氧化的方法，通过控制反应器内的气相过饱和度，合成出纯度高、晶体结构完 整、尺度可控的四针状氧化锌晶须（Ｔ－ＺｎＯ晶须）．制备的Ｔ－ＺｎＯ晶须为长尾晶须，针长为５～３０ μｍ，针体的根部尺寸为１～２μｍ，尾部约１００ｎｍ．晶须的生长机理为气－固（ＶＳ）机理．控制反应器 内的反应气相过饱和度是制备高品质Ｔ－ＺｎＯ晶须的关键因素．

四脚状氧化锌晶须增强尼龙6复合材料的研究

制备了四脚状氧化锌 (T ZnO)晶须增强尼龙 6复合材料 ,详尽地研究了晶须的表面处理、晶须增强尼龙 6复合材料的力学性能、耐热性及尺寸稳定性 ,并用扫描电镜对复合材料的拉伸断口进行了观察。研究表明 :用KH 5 5 0作为该体系的偶联剂 ,其加入量以 0 5 %为宜 ;T ZnO晶须的加入可提高尼龙的拉伸强度 ,增加尺寸稳定性及耐热性。

纳米氧化铈微粒对锌镀层结构和耐蚀性能的影响

耐蚀性能试验结果表明 ,从含纳米氧化铈微粒的氯化钾镀锌溶液中 ,所得锌镀层的耐蚀能力比纯锌层的高 4 8%～ 6 0 % ;而从含微米氧化铈微粒的镀锌溶液中 ,所得锌镀层的耐蚀能力与纯锌层相比则没有明显差别。ICP测试的结果显示 ,对应镀层中纳米氧化铈的含量为 0 .2 2 % (质量分数 )左右 ,微米氧化铈的含量只有 0 .0 2 5 %。用 X射线衍射试验分别对含纳米氧化铈微粒的锌镀层和纯锌层的结构进行分析 ,结果表明纳米氧化铈微粒改变了锌镀层结构 ,使镀层晶面的择优取向程度增大。显然 ,锌镀层结构的这种变化是镀层耐蚀能力获得改善的根本原因。

氧化锌纳米结构的电化学控制制备及其光致发光性能

利用电化学沉积法,通过调节电解液浓度、时间、温度等因素,在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上制备了形貌不同的氧化锌(ZnO)纳米薄膜.通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、光致发光谱等测试手段对不同形貌的ZnO纳米薄膜进行了表征和研究.研究表明,在高于阈值电压的情况下氧化锌薄膜迅速生成,微观形貌主要受电解质溶液的浓度影响,随着电解质浓度的升高可分别获得胞芽状、棒状、片层状结构,结合晶体生长理论探讨了不同形貌ZnO薄膜的成因.室温光致发光谱显示片状的ZnO纳米薄膜在近带边有较强的宽化激发峰,而可见区的发光峰受到明显抑制,这一结构有望应用于光电器件、传感器等领域.

四脚状氧化锌晶须增强MC尼龙复合材料的研究

制备了不同质量分数的四脚状氧化锌(T-ZnO)晶须增强浇注(MC)尼龙复合材料,对复合材料的力学性能、吸水率及耐热性进行了研究,并用扫描电镜对复合材料的拉伸断口进行了形态观察。研究表明,添加经KH—550处理的5％质量分数的T-ZnO晶须可提高MC尼龙的拉伸强度达45％,随晶须添加量增加,MC尼龙的吸水率下降,耐热性提高。

纳米载银抗菌剂与四针状氧化锌抗白色念珠菌的性能

背景:口腔修复材料室温固化甲基丙烯酸甲酯的表面结构疏松多孔,极易附着各种细菌、微生物导致患者义齿性口炎的发生,所以在甲基丙烯酸甲酯中加入抗菌剂成为国内外学者研究的热点。目的:比较加入纳米载银抗菌剂与四针状氧化锌抗菌剂后,室温固化甲基丙烯酸甲酯对白色念珠菌的抗菌活性。方法:采用对倍稀释法测定纳米载银抗菌剂与四针状氧化锌抗菌剂对白色念珠菌的最小杀菌浓度。将纳米磷酸锆载银抗菌粉体与四针状氧化锌抗菌剂分别以0%,1%,2%,3%的质量比加入到室温固化甲基丙烯酸甲酯粉剂中,检测各组试件对白色念珠菌的抗菌率。结果与结论:纳米载银抗菌剂对白色念珠菌的最小杀菌浓度为40g/L,四针状氧化锌抗菌剂对白色念珠菌的最小杀菌浓度为25g/L。未加入纳米载银抗菌剂或四针状氧化锌抗菌剂的甲基丙烯酸甲酯几乎无抗菌活性,加入两种抗菌剂后其抗菌活性明显增加,随着加入抗菌剂质量比的增加,抗菌活性逐渐增强;当抗菌剂质量比增加到3%时,加入纳米载银抗菌剂的甲基丙烯酸甲酯抗菌率为92.23%,加入四针状氧化锌抗菌剂的甲基丙烯酸甲酯抗菌率为98.23%。表明纳米载银抗菌剂与四针状氧化锌抗菌剂对白色念珠菌均有抗菌效果,且四针状氧化锌抗菌剂比纳米载银系抗菌剂抗菌效果好。

四针状氧化锌晶须结构与生成机理

采用锌蒸气高温直接氧化法制备T-ZnOw晶须,研究T-ZnOw的结构和氧化锌晶体结构,探索T-ZnOw的结晶长大机理。结果表明,锌蒸气高温直接氧化时只要具有合适的反应动力学条件就能形成一定大小的T-ZnOw。氧化锌晶须的针状体为六棱柱,在晶须的长大过程中,针状体沿长度方向的长大速度大于横向和晶核的长大速度。在T-ZnOw的结晶长大过程中,可能存在晶体结构由面心立方结构向六方结构转化的过程。

四脚状氧化锌晶须增强聚丙烯复合材料

研究了四脚状氧化锌晶须用量、表面处理剂对其聚丙烯复合材料的力学性能、流变行为、耐热性等影响.结果表明:晶须用量为10%,硅烷偶联剂KH-570用量为0.5%时,复合材料的拉伸强度提高到118.6%,弯曲强度提高到118.3%.红外光谱分析:经偶联剂处理后的晶须表面出现了羰基、C—O—C、Si—O等基团.SEM分析表明:复合材料的断裂界面明显得到改善.T-ZnO_w/PP复合材料的非牛顿指数大于纯PP而更趋于牛顿性流体,体系的流动性和加工性得到明显改善.

纳米氧化锌的结构形态及其在BR中的应用

研究了纳米氧化锌的结构形态及其在BR中的加工性能、硫化特性和分散性。与普通氧化锌相比,纳米氧化锌胶料的门尼粘度值下降,焦烧时间和正硫化时间缩短;开炼机混炼时纳米氧化锌吃粉容易,但有粘辊倾向,纳米氧化锌用量减半时其硫化特性与普通氧化锌相当。

熔融燃烧法制备四针状纳米氧化锌

将工业纯锌加热熔化后在氧乙炔火焰场中燃烧并冷凝制得四针状纳米ZnO。经XRD分析产物为ZnO无其它物相存在,场发射扫描电镜及透射电镜分析发现产物基本是四针状的纳米ZnO,针脚长度约100-150nm,直径为20-30nm。产物的形貌与收集条件有密切的关系,有水冷却的收集室壁的产物在针脚长度方向上形成台阶,而在燃烧室高温区停留时间过长则会导致产物尺寸长大。最后对用熔融燃烧法制备四针状纳米ZnO的生长过程和机理进行了分析。