纳米和微米ZnO对鲫鱼的毒性效应研究

以鲫鱼Carassius auratus为实验生物,采用电子顺磁共振等多种检测手段,比较研究了纳米和微米ZnO腹腔注射14d后,其在鲫鱼肝脏和脑部的分布情况以及毒性效应.研究发现,相同浓度的纳米和微米ZnO作用下,纳米ZnO处理组肝脏和脑部Zn含量高于微米ZnO处理组;纳米ZnO对肝脏羟基自由基,肝脏和脑部MDA及GSH的诱导率高于微米ZnO;纳米ZnO对肝脏和脑部SOD活性的抑制作用也高于微米ZnO.但不同浓度纳米ZnO对羟基自由基和MDA的诱导效应及对SOD活性的抑制作用并未随浓度的升高而线性增加.结果表明:相比于微米ZnO,纳米ZnO更易进入肝脏和脑部,进而产生更强的毒性效应.但纳米ZnO的毒性并没有随浓度升高而线性增加.

ZnO微米棒基质中铕离子的偏振敏感发光特性

针对基质晶格各向异性对稀土离子偏振发光特性的影响,采用水热法制备了ZnO微米棒及铕掺杂ZnO微米棒。对照研究发现,掺杂后的样品长径比增加,形貌由哑铃型转变为直微米棒。光学性质分析表明,385 nm处的束缚激子发光使得ZnO微米棒的紫外发光呈明显不对称线形,550 nm处观测到一个较弱的可见区发光。掺杂铕离子后,可见区域发光明显增强。对于Eu^(3+)离子掺杂ZnO微米棒,532 nm激发下可观测到窄半峰宽的Eu^(3+)离子特征发光峰。调节入射激发光的偏振方向时,Eu^(3+)离子发光峰强度随偏振光角度呈周期性变化,且发光偏振度随掺杂浓度的增加而增大。结果表明,借助ZnO微米棒基质晶格可获得对激发光偏振敏感的铕离子发光。掺杂ZnO微米棒能够将低维ZnO材料的紫外光吸收性能与稀土离子优异的可见发光特性进行整合,使其在偏振光谱探测等领域具有重要的应用价值。

Ag增强ZnO微米棒偏振发光

为了提高各向异性形貌的ZnO微米棒的偏振发光,通过水热法制备出了ZnO微米棒,再采用柠檬酸钠还原法制备出了ZnO/Ag微米棒。实验结果表明,制备出的微米棒呈哑铃型,横纵比约为6,ZnO微米棒中不含其它杂质。光致发光图表明,ZnO微米棒紫外发光峰峰形呈高斯对称,发光在380 nm左右,而在可见光区,在540 nm左右观测到一个较弱的宽发光峰。在与Ag复合后,ZnO微米棒的光致发光以及光吸收都获得提高。在325 nm He-Cd激光器激发下,通过计算ZnO微米棒的偏振度为0.31,ZnO/Ag微米棒的偏振度为0.44,表明与Ag复合后,ZnO微米棒的偏振获得提高,这使得其在紫外偏振探测等领域具有良好的应用前景。

ZnO／Ag微米球的合成与光催化性能

用微波辅助多元醇法对预先制备的ZnO微米球进行修饰,合成了载银氧化锌微米球(ZnO/Ag).利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可见双光束分光光度计和光致发光光谱仪等对样品的结构、形貌和光学性能进行了表征.在紫外光照射下,通过亚甲基蓝的降解反应研究了样品的光催化活性.结果表明,所制备的ZnO/Ag微米球是由面心立方的Ag纳米颗粒附着在纤锌矿结构的ZnO球表面形成;与ZnO相比,ZnO/Ag的紫外-可见光吸收光谱发生明显红移,在紫外和可见光范围均有较强的吸收;随着Ag含量的增加,ZnO/Ag荧光光谱强度先减弱后增强;与ZnO相比,ZnO/Ag的光催化活性明显提高,AgNO3浓度为0.05 mol/L时制得的ZnO/Ag光催化活性最高.

高质量ZnO微米棒的制备及其光学性质(英文)

利用水热法制备ZnO微米棒。醋酸镁[Mg(CH3COO)2.4H2O]、醋酸锌[Zn(CH3COO)2.2H2O]和六次甲基四胺(C6H12N4)以一定比例配置成反应溶液,把反应溶液加热到90℃,反应时间为24h,能够在硅衬底上生长高质量的ZnO微米棒。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪对ZnO微米棒的晶体结构和表面形貌进行了分析,结果表明,样品为细长条棒状结构,呈现六方纤锌矿结构,长径比可达10∶1,并且在[002]方向择优生长。在样品中并未发现镁离子,它有可能扮演着催化剂的角色。对ZnO微米棒的光致发光性能进行测量,由PL光谱分析可知,样品在384nm处有一个紫外发光峰,半峰全宽为13nm,紫外发光峰强度比可见发光峰强度大的多,样品的质量较好。

石墨烯对ZnO微米棒光学特性的影响

采用化学气相沉积(CVD)方法制备了具有良好结晶质量和(002)择优取向的ZnO微米棒。在此基础上,选取单根ZnO微米棒,将其部分搁置于单层石墨烯表面。光致发光(PL)谱结果表明,石墨烯不仅增强了ZnO微米棒的紫外发光强度,同时也对光场在ZnO微米棒中的分布有很大的限域作用。分析认为这是由于石墨烯的表面等离子效应引起了ZnO微米棒与石墨烯之间的光-物质相互作用导致的。在拉曼(Raman)光谱中,石墨烯对ZnO微米棒的E2(L)声子振动模和E2(H)声子振动模的强度具有明显的减弱效应,这进一步证明二者之间存在光子的传输和电荷的转移,从而导致其晶格振动受到抑制。

单根锑掺杂ZnO微米线热电发电机的制备及热电性能

采用化学气相沉积(CVD)方法,在无催化剂的条件下,生长出了锑掺杂的超长、大尺寸ZnO微米线。测试表明微米线的平均长度可达1~2.5 cm,微米线中锑元素的含量约为3.1%(n/n)。此外,将挑选出的单根锑掺杂ZnO微米线以银浆为电极制作成热电发电机,并研究了微米线长度和微米线直径对器件输出性能的影响。研究表明当器件两电极之间的温差为20 K且两电极间微米线的长度为1.6 cm时,器件能够输出的最大电压和最大输出功率分别约为36 m V和10.8 n W,微米线的赛贝克系数约为-1.80 m V·K-1。此外,热电器件的输出电压随着微米线长度的增加而增大,随微米线直径的增加而减小。

单根Sb掺杂ZnO微米线非平衡电桥式气敏传感器的制作与性能

通过使用化学气相沉积法,成功制备出超长、大尺寸的Sb掺杂ZnO微米线.基于非平衡电桥原理,利用单根Sb掺杂ZnO微米线作为非平衡电桥的一个桥臂,制作出了可以在室温环境下工作的气敏传感器原型器件.结果表明:室温下测得该传感器对20,50,100和200 ppm(1 ppm=10^-6)不同浓度的丙酮及乙醇气体的响应-恢复曲线均呈现为矩形形状,在空气及被测气体中均有稳定的电流值,并随着探测气体浓度的增大,器件的响应值也在逐渐增加.此外,还发现器件对丙酮气体具有更好的选择性,当丙酮气体浓度为200 ppm时,该传感器的响应时间为0.2 s,恢复时间为0.3 s,响应度高达243%.通过与普通电导式气敏传感器对比发现,采用这种非平衡电桥结构传感器可以明显地提高响应度,使响应和恢复时间更快.此外,还研究了器件的气体探测机理.

ZnO/PAN亚微米复合纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝技术,以聚丙烯腈(PAN)和醋酸锌[Zn(Ac)2]为前驱物,制备了Zn(Ac)2/PAN复合纤维。利用六亚甲基四胺[(CH2)6N4]辅助的水热合成法,成功制备了具有异质结构的ZnO/PAN亚微米复合纤维。利用扫描电镜(SEM)、X射线能量色散光谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱(Raman)等对产物的形貌和结构进行表征。结果表明,ZnO纳米粒子均匀地生长在PAN纤维表面,形成了ZnO/PAN亚微米复合纤维。以罗丹明B为目标降解物,对光催化性能进行评价,结果表明,ZnO/PAN亚微米复合纤维具有良好的光催化活性。

掺镓ZnO微米棒的制备和光学特性研究

利用化学气相沉积法(CVD)在Si(100)衬底上成功制备了掺镓ZnO微米棒.从场发射电子显微镜可看出具有六角棱柱形的棒长度约为70μm.能谱结果说明该样品中镓掺杂浓度较高.X射线衍射结果表明其具有六角纤锌矿结构.在背散射拉曼光谱中观测到由于镓掺杂而引起的63l cm^(-1)峰,同时没有发现与结构缺陷有关的E_1(LO)模,说明样品的晶体质量较高.利用变温光致发光研究了样品的光学性质,发现在室温时仍能观察到明显的中性施主束缚激子(D^0,X),表明Ga已经形成了稳定的施主能级.微米棒的生长遵循气-固原理.

微波合成ZnO微米棒的研究

以纳米ZnO粉末为原料,采用微波加热法直接加热,制备出了表面光滑、端面为正六边形的ZnO微米棒,利用SEM研究了不同合成温度、合成时间等工艺参数下的合成产物的微观形貌.结果发现当合成温度控制在1 300℃、合成时间为50 min时得到的ZnO微米棒形貌最完整.

溶液法制备的ZnO微米棒的结构与光学性质

采用溶液法,以醋酸锌为原料,以六亚甲基四胺为催化剂,在93.5℃的水浴锅中加热5h,在硅衬底上生长了规则的ZnO微米棒,利用扫描电子显微镜观察了样品的结构形貌,利用X射线衍射分析了样品的结晶情况,利用荧光分光光度计测量了样品的光致发光谱,并分析了ZnO微米棒的形成机制和发光机理。

ZnO微米晶的激光制备装置及发光性能研究

ZnO是第三代半导体的代表之一,可作为紫外光致发光与多共振模式激光的载体,尤其以光学气化过饱和析出法(OVSP)制备的ZnO微米晶近年来在光催化、高效多彩光源、高效电致发光等方面显示出重要优势,但其制备成本较高、生产效率低下,阻碍了其大规模器件化的发展。针对上述问题,基于有限元分析的结果,设计并搭建了一套工作波长在1080nm,功率18%(@2500W)激光加热的微米晶生长装置。以ZnO为原料验证了所研制装置的可行性与实用性。结果表明,该装置制备产物与OVSP法制备产物在形貌、结构、发光性能上非常接近,生产效率得到极大提高(~500%)。利用研制的生长装置,成功制备出了具有完整六边形截面形貌的富受主型ZnO单晶微米棒,其直径约为3.8μm,长度达10~20μm。通过拉曼光谱发现,ZnO微米棒的拉曼峰清晰尖锐,位于437cm^(-1)处的拉曼峰对应E_(2)^(high)模式,所制备微米棒为结晶性较好的六方纤锌矿结构。通过对ZnO微米棒荧光光谱的分析,发现其与OVSP法所制备的ZnO微米管具有类似的紫外双峰结构,表明微米棒内存在大量与锌空位(V_(Zn))相关的受主缺陷。在80~280K范围内,随着温度升高,ZnO微米棒的荧光发光峰强度出现“热猝灭-负热猝灭-热猝灭”的反常行为。研究发现,在166~200K范围内出现的负热猝灭行为与导带底以下477meV处存在的中间态能级(陷阱中心)有关,在200~280K范围内出现的热猝灭现象与导带底以下600meV处非辐射复合中心有关。两者的出现与所制备的ZnO微米棒氧空位(V_(Zn))缺陷相关。所研制的激光生长装置具有较高的可行性与实用性,该制备方法为富受主型ZnO单晶微米棒的快速批量生长奠定了技术基础,同时对其在光电器件领域的应用也具有重要意义。

低压近场静电纺丝ZnO/PVDF复合微米纤维阵列的制备及压力传感性（英文）

利用低压近场静电纺丝技术制备了ZnO/PVDF(聚二偏氟乙烯)微米纤维平行阵列,通过光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散光谱(EDS)对ZnO/PVDF微米纤维进行了表征.该复合纤维的平均直径约为40μm.EDS分析测试证明ZnO纳米颗粒已经掺杂进入了平行微米纤维中.压电性能和电学性能测试结果表明,ZnO/PVDF微米纤维阵列的压电性能增强.研究结果表明,近场电纺丝ZnO/PVDF复合微米纤维阵列在压电型压力传感器和纳米发电机领域具有潜在的应用价值.

一维ZnO纳米/微米棒的制备及光学性能研究

采用溶胶-凝胶法,以六水硝酸锌和乙二醇单甲醚为主要原料,在SiO2玻璃衬底上旋涂一层致密的ZnO籽晶,用水热法,通过对ZnO籽晶层面朝下和朝上分别制备了ZnO纳米棒和微米棒。研究了不同生长液浓度对ZnO纳米/微米棒的形貌和光学性能的影响。结果表明,ZnO纳米棒直径约在Φ(60~90)nm之间,长度约为1 600nm,微米棒直径约Φ(1~4)μm,长度约8~14μm;随着生长液浓度的增加,ZnO纳米棒越致密,而ZnO微米梭生长成ZnO微米棒;ZnO纳米/微米棒的光致发光(PL)

空心ZnO微米花材料富集-分光光度法测定Pb(Ⅱ)方法研究

建立了空心ZnO微米花材料富集-分光光度法测定Pb(Ⅱ)的新方法。在溶液的pH=6.0时,用空心ZnO微米花吸附Pb(Ⅱ),吸附15 min,其吸附率可达到95.44%。用5.0 mL 0.01 mol·L-1NaOH溶液从空心ZnO微米花上洗脱Pb(Ⅱ),其回收率可达到95.34%,即能被定量洗脱。以二甲酚橙为显色剂,用分光光度法测定分离富集后的Pb(Ⅱ),线性范围为0.1~3 000μg·L-1,相关系数R2=0.9989,方法的检出限为0.005μg·L-1。该方法用于环境水样中Pb(Ⅱ)的分析简单快捷。

Au表面等离激元增强ZnO微米碟紫外发光研究

利用简单气相传输法制备ZnO微米碟,通过在其表面溅射一层Au纳米粒子,构建Au与ZnO的复合结构,详细探讨ZnO微米碟的紫外发光增强性能及Au表面等离激元与ZnO激子的耦合过程和耦合机制.研究结果表明,溅射Au纳米颗粒使室温下生长的ZnO微米碟的紫外发光增强了近10倍;Au与ZnO的复合结构中存在ZnO近带边发光增强和缺陷发光被抑制的2个物理过程;在Au与ZnO的耦合过程中,能量耦合与电子转移共同存在.

ZnO辐射微米球和微米带梳的特征及生长机理

采用化学气相沉积法成功制备出具有特殊形貌的ZnO辐射微米球以及微米带梳,并对其生长机理进行了研究。合成的ZnO样品是六方纤锌矿结构,其中,ZnO辐射微米球通过两步生长,先成核,后生长纳米线,通过实验发现辐射球状结构的形成关键步骤是在通入氧气之前形成Zn液滴。而微米带梳的生长是通过VS机制先形成微米带,一侧的纳米带阵列通过自催化生长平行于(0001)极性面形成。通过光致荧光谱测试,本文发现室温光致发光峰位于~390 nm和~495 nm处,分别对应紫外和绿光发射峰。

ZnO微米棒制备及其偏振光学特性分析

通过水热法成功制备出ZnO微米棒,对其基本物性进行了表征,并给出了其偏振发光特性。扫描电镜结果表明所获得的ZnO微米棒形貌较为均一,长10μm左右,直径约0.3μm。X射线衍射结果表明ZnO微米棒具有良好的结晶质量。以此为基础,搭建光路对偏振发光特性进行测试,发现圆偏光激发下ZnO微米棒的发光具有明显的各向异性,发光偏振度约0.43,表明ZnO微米棒在紫外偏振探测领域具有良好的应用前景。

基于钼掺杂氧化锌微米花的高灵敏和快响应丙酮气体传感器研究

丙酮是一种无色高挥发性的有毒溶剂,易致毒,严重威胁人类生命健康,因此研究灵敏度高和响应迅速丙酮传感器具有重要的现实意义。通过沉淀法和煅烧法制备了纯相和不同钼(Mo)掺杂浓度的氧化锌(ZnO)微米花结构,并将Mo-ZnO作为敏感材料制作成丙酮气体传感器。气敏结果显示,Mo掺杂的ZnO对丙酮气体的检测性能较纯ZnO大幅提升,尤其Mo_(3)-ZnO气体传感器在225℃对100×10^(-6)丙酮气体的响应为纯ZnO的3倍,并且具有快速的响应恢复时间(5 s/5 s)以及良好的线性度和低的检测下限。这些优异的传感性能归因于Mo-ZnO微米花结构由许多带有小孔的纳米薄片组成,其中开放的3D空间提供了更大的比表面积,可以吸附更多的气体分子并产生高响应。