纳米晶ZnO可见发射机制的研究

利用化学沉淀法制备了纳米ZnO粉体 ,室温下测量了样品的光致发光谱 (PL)、X射线衍射谱 (XRD) ,给出了样品的透射电子显微照片 (TEM ) X射线衍射 (XRD)的结果表明 :纳米晶ZnO具有六角纤锌矿晶体结构 ,颗粒呈球形或椭球形 观察到二个荧光发射带 ,中心波长分别位于 398nm的紫带和 5 10nm的绿光带 发现随退火温度升高 ,粒径增大 ,紫带的峰值减弱、绿带的峰值增强

Mn掺杂纳米晶ZnO的制备及其性质

采用固相热分解自组装方法制备Mn掺杂纳米晶ZnO样品,并利用X射线衍射(XRD)、能量散射光谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)和光致发光光谱(PL)等方法测试Mn掺杂ZnO样品的结构、形态及光学性质.结果表明:采用本文方法获得了具有ZnMn低O/ZnMn高O核壳结构的ZnMnO合金;在250℃和300℃制备样品时,表面存在大量的Mn对表面起钝化作用.

纳米晶ZnO的光吸收特性研究

利用化学沉淀法在常温下制备了纳米晶znO,测量了其光吸收谱,根据不同反应时间的纳米晶ZnO的吸收谱特征值,利用Brus有效质量近似方法,计算了颗粒平均尺寸与反应时间的关系。随颗粒的粒径增大,纳米晶znO的带隙相对变宽,吸收出现红移。

纳米晶ZnO:Er^(3+)的光致发光特性

为了探讨稀土Er3+与纳米ZnO基质之间的能量传递,利用化学沉淀法制备了纳米ZnO:Er3+粉体材料,测量了样品的X射线衍射谱(XRD)、光致发光谱(PL)和激发谱(PLE)。 X射线衍射结果表明: ZnO:Er3+具有六角纤锌矿晶体结构。室温下,在365 nm激发下,在纳米ZnO宽的可见发射背景上,观测到了 Er3+的激发态4S3／2(5-49 nm)、 2H11／2(522 nm)和4F5／2(456 nm)的特征发射, ZnO:Er3+的紫外近带边发射与未掺杂的纳米晶ZnO的近带边发射比较,强度明显减弱,绿光深能级发射略有增强。分析了稀土Er3+ 的4S3／2、2H11／2和4F5／2激发态发射,证实了纳米ZnO基质与稀土Er3+离子之间存在能量传递。

RF反应磁控溅射纳米晶ZnO薄膜的XRD和XPS研究

采用RF反应磁控溅射沉积ZnO薄膜,沉积完成后对薄膜进行氧气氛下的原位退火处理。薄膜的结晶状况和化学成分分别采用XRD和XPS进行分析。结果表明,该薄膜为结晶性能良好的纳米晶薄膜,具有高度的C轴取向性。薄膜的主要成分为ZnO,不存在金属态Zn。采用文中的工艺方法可获得较高质量的纳米晶ZnO薄膜。

沉淀法制备ZnO:Eu^(3+)纳米晶及其发光性能的研究

分别以尿素、氨水作为沉淀剂,与Zn(NO3)2和Eu(NO3)3混合物反应,制备出不同尺寸的纳米ZnO:Eu3+晶.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜及荧光分光光度计对所制备的ZnO:Eu3+进行了分析.结果表明,以尿素为沉淀剂可以得到颗粒均匀、尺寸较小并且发光性能优良的ZnO:Eu3+纳米晶,主发射峰位置在611 nm处;随着Eu3+掺杂浓度的提高,ZnO:Eu3+粒径逐渐减小;利用均匀沉淀法(尿素为沉淀剂)制备的ZnO:Eu3+其发光性能优于直接沉淀法(氨水为沉淀剂)制备的ZnO:Eu3+.

酞菁染料ZnPc和Q-PbS复合敏化纳米晶ZnO薄膜电极的研究

利用溶胶-凝胶旋涂镀膜法结合热处理工艺在FTO玻璃上制备了ZnO薄膜,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子镜(SEM)对其晶相及表面形貌进行了表征;以酞菁染料ZnPc和窄禁带半导体PbS量子点(Q-PbS)为敏化剂,分别制备了FTO/ZnO/ZnPc电极、FTO/ZnO/Q-PbS电极和FTOZnO/Q-PbS/ZnPc电极,结果表明,ZnPc和Q-PbS对ZnO纳米颗粒膜产生了良好的敏化作用,且两者的复合敏化效果最好;制备了FTO/ZnO/Q-PbS/ZnPc为光阳极的染料敏化太阳能电池(DSSC),在模拟太阳光下,电池的开路电压为304mV,短路电流为1.42mA,光电转换效率为0.696%,填充因子为0.348。

Ag^+/ZnO纳米晶的制备及对亚甲基蓝的异相光催化行为

以水合碳酸锌为前驱体利用激光复合加热蒸发技术制得平均粒径在20nm左右的Ag+掺杂ZnO纳米晶半导体光催化剂系列.用XRD、UV-Vis、TEM、PL等手段对纳米晶进行了表征,结果表明掺杂Ag+有助于ZnO对可见光的吸收,ZnO纳米晶为四针形,而掺杂产物为球形.在悬浮Ag+掺杂ZnO纳米晶的悬浮水相体系中,通过脱色率、紫外-可见吸收光谱和COD值的测定证实了Ag+掺杂有效的改善了ZnO对亚甲基蓝(MB)的光催化降解性能.探讨了几种因素对MB降解率的影响,当pH为12.0、C0为30mg·L-1、催化剂为2.5mg·L-1时,30min其脱色率达98.98%,COD的去除率达85.10%.

Sn掺杂ZnO纳米晶的水热法制备及光学性能

以ZnCl2和NaOH为原料,用SnCl4·4H2O作掺杂剂,通过水热法合成了Sn掺杂ZnO纳米颗粒。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)及光致发光(PL)光谱等测试技术对样品的物相、形貌及光学性能进行了表征。结果表明:制得的Sn掺杂ZnO纳米粒子具有六角纤锌矿结构。随着锡掺杂浓度的增大,纳米晶的平均粒度增加,晶体形貌由短棒状向单锥和双锥状转变;提高前驱液的pH值,所得样品的形貌由长柱状向短柱状转变。室温下,观测到三个光致发光带,一个峰值在433nm处的强紫光发射峰,一个约在401nm处的近紫外发光峰及一个在466nm处的弱蓝光发光峰。在实验掺杂浓度范围内,Sn的掺杂只是改变纳米ZnO的发光强度,对发光峰位置影响不大。

Ce掺杂ZnO纳米晶的光催化性能研究

以Zn(NO3)3.6H2O、Ce(NO3)3.6H2O为原料,明胶为模板分散剂,采用凝胶模板燃烧法制备纯ZnO和Ce/ZnO纳米晶,利用XRD、TEM、BET、UV-Vis漫反射进行表征。以染料罗丹明B为目标降解物考察了样品的光催化活性。结果表明:产物粒子形状基本为球形,结晶良好,属六方晶系结构。相比纯ZnO,Ce/ZnO对光具有更高的吸收利用率,在紫外和可见光下对罗丹明B的降解能力均有明显提高;随Ce掺杂量的增加,样品的粒径减小,比表面积增大,罗丹明B的降解率相应增大,在紫外和可见光下降解率分别可达98.6%、78.3%,其原因在于Ce掺杂有利于在ZnO纳米粒子中心和表面之间产生电势差,实现光生电子-空穴对的有效分离。

Ag^+/ZnO纳米晶光催化降解苯酚溶液的研究

利用AFM ,XRD ,UV Vis等手段对Ag+ /ZnO掺杂体系的形貌、平均粒径、吸收光谱进行表征 .研究了苯酚的初始浓度对光催化的影响 .探讨了在紫外光和太阳光下对 4 0mg/L苯酚溶液的光催化降解性能 ,结果表明掺杂后能有效利用太阳能进行光催化降解 ,当Ag+ 掺杂摩尔含量为 2 .0 0 %时 ,反应常数Ksunlight/KUV=1 .78,与掺杂前相比Ksunlight和KUV分别提高 1 5倍和 1 1 .

H_2O_2增效Ag^+掺杂ZnO纳米晶光催化体系降解亚甲基蓝

以水合碳酸锌为前驱体,利用激光复合加热蒸发技术,制得粒径分布均匀,平均粒径在30 nm左右的Ag+掺杂ZnO纳米晶半导体光催化剂.利用UV-Vis,TEM,AFM和XRD等进行了表征.对光催化体系降解亚甲基蓝(MB)的研究表明:悬浮Ag+掺杂ZnO纳米晶的悬浮水相体系中,Ag+的掺杂能有效地改善ZnO对亚甲基蓝的光催化降解性能.此外,H2O2能有效增强Ag+掺杂ZnO纳米晶对MB的降解效率,H2O2浓度为0.05 mol/L时可以使Ag+掺杂ZnO纳米晶的光催化效率提高近1倍.降解产物光谱分析表明:H2O2的存在优先使MB的苯环开环降解,并使其降解更彻底.

ZnO纳米晶的拉曼光谱

通过溶胶-凝胶法制备了5-31 nm氧化锌纳米晶,测量了它们的拉曼光谱,结果表明二级拉曼模随粒径减小相对强度增大,归因于尺寸效应.新出现的938 cm^-1模指认为来自表面氧空位.

ZnO纳米晶/巯基乙酸复合膜的荧光特性

用自组装方法将巯基乙酸(MPA)与ZnO纳米晶薄膜(ZDF)通过共价键偶联到一起,形成纳米晶/巯基乙酸复合膜(ZDF/MPA)。采用发光光谱和XPS电子能谱技术,研究了ZDF/MPA的荧光特性以及它们之间的能量传递机制。研究发现ZDF/MPA中ZnO自由激子发光和束缚激子发光强度随着巯基乙酸的浓度增大而分别呈现不同的非线性减弱关系,当巯基乙酸达到一定的浓度量时,ZnO荧光完全消失。研究表明:ZnO纳米薄膜与MPA之间能够发生成键作用,并且在成键之后发生了能量传递。

Ag掺杂ZnO纳米晶的发光特性

以Zn(NO3)3.6 H2O,AgNO3为原料,明胶为模板分散剂,采用凝胶模板燃烧法制备纯ZnO和ZnO∶Ag纳米晶,利用XRD,SEM,TEM和PL谱对样品的结构和性能进行了研究.结果表明∶掺杂前后产物粒子形状均为球形,结晶良好,属六方晶系结构且无杂相;Ag占据部分Zn格位或填隙位进入ZnO晶格,掺入量约为1%(摩尔分数);纯ZnO平均粒径约为40 nm,掺杂样品的平均粒径约为45 nm,Ag掺杂轻微地影响ZnO晶粒生长.PL谱显示Ag掺杂能够调整ZnO纳米晶的能带结构?提高表面态含量,进而使得ZnO:Ag纳米晶的可见发光能力显著增强.

Ce掺杂ZnO纳米晶的光致发光特性

以Zn(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O为原料,明胶为模板分散剂,采用凝胶模板燃烧法制备纯ZnO和ZnO:Ce纳米晶,利用XRD、TEM和PL谱研究样品的结构和性能。结果表明:产物粒子形状基本为球形,结晶良好,属六方晶系结构;随着掺杂量的增加,粒子尺寸逐渐减小,说明Ce掺杂能够有效地抑制ZnO晶粒生长。在310nm光的激发下,观察到480～500nm强而宽的可见发射,在此背景上出现487nm和494nm的蓝绿光子发射峰,掺杂样品的发光强度显著增强。蓝光发射主要是由于氧空位与间隙氧之间的跃迁,绿光发射是由于材料表面离子化氧空位中的电子与价带中光激发的空穴之间的复合。

不同形貌ZnO纳米晶合成的研究进展

形貌及尺寸规整可控的ZnO纳米晶的合成是目前非常有发展前途的研究领域。本文按纳米维数对不同形貌的ZnO纳米晶的合成方法进行了介绍和综述,并提出了它的发展方向。

ZnO:Er^(3+)纳米晶的制备及发光性质研究

为了探讨稀土Er3+与纳米ZnO基质之间的能量传递,利用化学方法制备了ZnO∶Er3+纳米晶,测量了样品的X射线衍射谱(XRD)、光致发光谱(PL)和激发谱(PLE)。X射线衍射结果表明,ZnO∶Er3+具有六角纤锌矿晶体结构。室温下,在365 nm激发下,在ZnO宽的可见发射背景上,观测到了Er3+的激发态4S3/2(550 nm),2H11/2(521 nm)和4F5/2(456 nm)的特征发射。分析了ZnO∶Er3+纳米晶的带边发射和稀土Er3+的特征发射的峰值强度随掺Er3+浓度的变化关系,比较了ZnO∶Er3+与未掺杂的ZnO的光致发射峰值强度的变化,给出了稀土Er3+的激发态4S3/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2和4F5/2→4I15/2的发射机制,证实了纳米ZnO基质与稀土Er3+离子之间存在能量传递。

ZnO∶Eu^(3+)纳米晶的制备及发光性质研究

为了探讨稀土Eu3+与纳米ZnO基质之间的能量传递,利用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备了ZnO∶Eu3+纳米晶,测量了样品的X射线衍射谱(XRD)、光致发光谱(PL)和激发谱(PLE)。X射线衍射结果表明,ZnO∶Eu3+具有六角纤锌矿晶体结构。观察到稀土Eu3+强而窄的特征发射和ZnO基质弱而宽的可见发射。分析了稀土Eu3+激发态5D0→7F1,5D0→7F3和5D0→7F2特征发射机制。给出了Eu3+离子特征发射的峰值强度随掺Eu3+浓度增加而增强的变化关系,证实了纳米ZnO基质与稀土Eu3+离子之间存在能量传递。比较了Eu3+离子5D0→7F1磁偶极跃迁(MD)与5D0→7F2电偶极跃迁(ED)的相对强度,证实了在ZnO纳米晶基质中大多数Eu3+占据了对称性较低的格位。

退火温度对ZnO:Eu^(3+)纳米晶发光性质的影响

利用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了ZnO:Eu3+纳米晶,观察到纳米ZnO基质中稀土Eu3+在575nm、595nm、611nm和653nm附近的特征发射。分析了样品X射线衍射强度、光致发光的峰值强度与退火温度关系。给出了稀土Eu3+激发态5D0→7F1、5D0→7F35、D0→7F0和5D0→7F2的发射机制,证实了稀土Eu3+的特征发射激发能主要来源于稀土离子内部4f电子跃迁。