ZnO纳米纤维制备及其性能表征

以PVP为前驱体溶液,采用静电纺丝法制备了PVP/Zn(CH3COO)2复合纤维,通过煅烧进一步制得了ZnO纳米纤维。并对所得样品进行了扫描电子显微镜(SEM)分析,TG-DTG分析,并对纳米ZnO纤维和纳米ZnO颗粒的抗菌性能进行了测试。

ZnO纳米纤维制备及其性能表征

以PVP为前驱体溶液,采用静电纺丝法制备了PVP/Zn(CH3COO)2复合纤维,通过煅烧进一步制得了ZnO纳米纤维。并对所得样品进行了扫描电子显微镜(SEM)分析,TG-DTG分析,并对纳米ZnO纤维和纳米ZnO颗粒的抗菌性能进行了测试。

异质结型NiO/ZnO复合纳米纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝技术,以聚乙烯醇(PVA)和醋酸锌[Zn(CH3COO)2]为前驱体,制备纯ZnO纳米纤维,并以其为基质,醋酸镍为镍源,通过溶剂热法制备了NiO/ZnO复合纳米纤维.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和荧光光谱(PL)等分析测试手段对样品的结构和形貌进行表征。以罗丹明B的脱色降解为模式反应,考察了样品的光催化性能。结果表明:NiO粒子均匀地负载到ZnO纳米纤维上,得到了异质结型NiO/ZnO复合纳米纤维光催化材料,与纯ZnO纳米纤维相比光催化活性明显提高,且易于分离、回收和再利用。循环使用3次,RB的脱色率仍保持在89%以上。

ZnO纳米纤维的制备及其气敏特性研究

应用静电纺丝法制备了Zn（Ac）/PVP复合纳米纤维,经650℃煅烧后得到直径为95 nm的ZnO纳米纤维.分别采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对ZnO纳米纤维的表面形貌和晶体结构进行了表征.结果表明：ZnO纳米纤维由粒径约30～50nm的微粒组成,为粗糙多孔的网状结构.同时,研究了ZnO纳米纤维传感器的气敏特性.测试结果表明：该传感器在300℃时对低浓度（10 ppm）的乙醇具有高灵敏性和很好的选择性.另外,讨论了ZnO纳米纤维的气敏机制.

玄武岩/纳米ZnO/Al复合纤维的制备及表征分析

以玄武岩纤维及等离子体改性的玄武岩纤维为基材,采用磁控溅射法,在其表面沉积纳米ZnO/Al膜,制备玄武岩/纳米ZnO/Al复合纤维,对复合纤维表面形貌SEM、表面元素能谱、基本力学、抗静电性等进行表征分析及测试研究。结果表明:玄武岩/纳米ZnO/Al复合纤维、等离子改性玄武岩/纳米ZnO/Al复合纤维的表面均沉积了一定厚度的纳米颗粒膜,均含有一定含量的Zn、Al、O元素。随着溅射功率、溅射气压的增加,玄武岩/纳米ZnO/Al复合纤维、等离子改性玄武岩/纳米ZnO/Al复合纤维的表面的纳米ZnO/Al颗粒膜分布越厚越致密,复合纤维的断裂强力、耐磨次数相应增加,而所带静电荷相应减少。经过等离子体对基材玄武岩的改性,所制得的改性玄武岩/纳米ZnO/Al复合纤维的断裂强力、耐磨次数比相应的玄武岩/纳米ZnO/Al复合纤维都有所增加,所带静电荷减少。

异质结构的TiO_2/ZnO纳米纤维的制备及光催化性能的研究

以钛酸丁酯、醋酸锌和聚乙烯吡咯烷酮为前驱物,将静电纺丝技术和高温煅烧法相结合,一步制备出异质结构的二氧化钛（TiO_2）/氧化锌（ZnO）纳米纤维。采用XRD、SEM、TEM、UV-Vis对样品进行表征。并以罗丹明B（RhB）为降解模拟污染物测试了紫外光照射下的光催化活性。制得的TiO_2/ZnO-1纳米纤维直径在100~150nm之间,长度在2μm以上,ZnO纳米颗粒均匀分散在TiO_2/ZnO-1纳米纤维表面;在紫外光条件下具有良好的光催化性能,在紫外光光照25min后TiO_2/ZnO-1对RhB的降解率达到100%,而在同样条件下纯TiO_2纳米纤维对RhB的降解率只有70.8%。

碳包覆ZnO-TiO_2纳米纤维的制备及其太阳光催化性能

采用溶胶-凝胶法和静电纺丝法制备ZnO-TiO_2纳米纤维和碳包覆ZnO-TiO_2纳米纤维,以扫描电镜、热重-差示热量、红外光谱、X射线衍射和比表面积分析等方法进行表征。以10mg/L亚甲基蓝溶液为底物,研究了ZnO掺杂量对亚甲基蓝光催化降解性能的影响。结果表明:ZnO的质量分数为3%的碳包覆ZnO-TiO_2纳米纤维光催化性能最高,太阳光照射6h时亚甲基蓝的降解率达到94.4%。对其光催化机理进行了简要分析。

Ce掺杂ZnO纳米纤维的气敏特性研究

利用静电纺丝技术制备了纯的和Ce掺杂的PVP/Zn（Ac）2复合纳米纤维,经650℃煅烧得到直径分别为70nm和50nm的纯ZnO和Ce掺杂ZnO纳米纤维.应用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对纤维的表面形貌和晶体结构分别进行了表征.结果表明：Ce掺杂ZnO纳米纤维由粒径约20～30nm的微粒组成,为粗糙多孔的网状结构.同时,通过测试气敏元件在空气中和待测气体中的电阻变化,研究了纯ZnO和Ce掺杂ZnO纳米纤维传感器的气敏特性.结果表明：Ce掺杂降低了ZnO纳米纤维传感器的最佳工作温度,使ZnO纳米纤维的乙醇气敏特性得到了明显提高.另外,探讨了ZnO纳米纤维的气敏机理.

Y掺杂的ZnO纳米纤维材料的制备及其气敏传感器作用机理(英文)

采用静电纺丝法成功制备了Y掺杂的ZnO纳米纤维.并通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)能量色散X射线(EDX),透射电子显微镜(TEM)以及热重差热分析(TG-DTA)等手段对样品的结构和形貌进行了表征分析.同时用纯的ZnO和Y掺杂的ZnO纳米纤维制备了传感器,对浓度为(1-200)×10^(-6)(体积分数)丙酮的气敏特性进行了测试分析.测试结果表明,可以通过简单控制纳米纤维中Y的含量,来微调该传感器的气敏特性.同时也发现通过Y掺杂,ZnO纳米纤维对丙酮的气敏特性有所改善,表现出很高的响应.纯ZnO和Y掺杂ZnO制成的传感器对几种潜在干扰气体表现出良好的选择性,比如氨气、苯、甲醛、甲苯以及甲醇.本文最后也讨论了该传感器的气敏作用机理.

ZnO纳米纤维的引入对P3HT/PCBM电池光电性能的影响

探索了在空气中纺丝法制备高效率ZnO纳米纤维:P3HT:PCBM杂化太阳能电池的方法(简称ZnO:P3HT:PCBM电池),通过调控ZnO纳米纤维的纺丝时间,制备了效率达到2.94%的ZnO:P3HT:PCBM杂化太阳能电池.系统研究了纳米纤维的制备时间对电池光电性能的影响,采用扫描电镜(SEM)、电化学阻抗分析研究了ZnO纳米纤维的微观形貌及电池中的载流子传导特性.

中空多孔ZnO纳米纤维的制备及光催化性能

以PAN为络合剂,结合Zn(AC)2·2H2O配置前驱体溶液,采用静电纺丝的方法制备了PAN/Zn(AC)2复合纤维,通过煅烧得到分布均匀的ZnO纳米纤维。利用红外光谱仪和差热-热重分析仪分析了复合纤维的热行为,X射线衍射仪和扫描电子显微镜表征了纤维的物相结构及形貌,比表面积分析仪测试了纤维的比表面积及孔径等,并通过紫外-可见分光光度计的吸收光谱判定纤维对罗丹明B的水溶液的降解效果。结果表明,所制备ZnO纳米纤维直径分布在100~200 nm,表面多孔且内部为中空结构;复合纤维中Zn(AC)2含量越低,光催化性能越明显;煅烧时的升温速率越快,光催化效果反而降低。

静电纺丝制备ZnO纳米纤维及其应用研究进展

ZnO是一种禁带宽度为3.37eV的宽禁带n型半导体,是重要的光学及电子材料。随着纳米技术的发展,ZnO纳米材料的制备及应用取得了重要的发展。其中静电纺丝是制备ZnO纳米纤维的一种简单且有效的技术,可方便获得直径为数十至数百纳米的连续纤维。因此,关于静电纺丝制备ZnO纳米纤维的研究越来越受到人们的关注。主要综述了静电纺丝法制备单一组分和复合组分ZnO纳米纤维的研究进展,以及ZnO纳米纤维在光催化、化学传感、生物传感和气体传感等领域的应用研究,并对其进行了展望。

CuO/ZnO多孔复合纳米纤维的制备及气敏性能研究

通过静电纺丝法成功制备出CuO/ZnO多孔复合纳米纤维。对材料的气敏性能进行测试,结果表明:Cu的引入可以有效降低材料的工作温度和提高材料对乙醇气体的选择性和灵敏度。随着Cu含量的增加,材料对乙醇气体的灵敏度先增加后降低,其中CuO/ZnO(Cu∶Zn=1∶10)对乙醇的灵敏度和选择性最佳。最后,对复合纳米纤维材料的敏感机理进行了研究,并初步探索了引入Cu后材料工作温度降低和灵敏度增加的原因。本项工作有助于开发新型高效的酒精传感器和拓宽复合纤维材料的实际应用。

氧等离子体处理ZnO纳米纤维材料的制备及其对丙酮气敏性能的研究

采用静电纺丝法制备了ZnO纳米纤维材料并使用氧等离子体对其进行表面处理。通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),BET比表面积测试以及X射线光电子能谱分析(XPS)等手段对样品的结构与形貌进行了表征分析。将氧等离子体处理前后的ZnO纳米纤维分别制成气体传感器,对浓度为1×10-6~100×10-6(体积分数)丙酮气体的敏感特性进行了测试分析。测试结果表明,氧等离子体处理后的ZnO纳米纤维响应值较未处理的ZnO纳米纤维有大幅度的提升,最佳工作温度也有所降低,且对甲醛、苯、甲苯、二甲苯等几种干扰气体表现出更好的选择性。从晶粒间势垒和耗尽层厚度等角度初步分析了氧等离子体处理改善ZnO气敏特性的机理。

氧化锌纳米纤维的制备及其氨气气敏特性

采用静电纺丝技术制备了具有多孔结构的ZnO纳米纤维,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线能量色散谱(EDS)对ZnO纳米纤维的形貌、晶体结构和组成成分进行了表征。将上述材料制成气体传感器,对氨气进行了气敏性能测试。实验结果表明,由ZnO纳米纤维制成的气体传感器在室温下对氨气具有较高的灵敏度和较低的检测限,对300ppm氨气的响应值约为65%,响应时间和恢复时间分别为70 s和60 s,对10ppm氨气的响应值约为3.3%,并且具有良好的选择性和长期稳定性。由于ZnO纳米纤维表面形成了特殊的多孔结构,为氧化还原反应提供了更多的氧空位和活性位点,有利于气体的吸附,提高了传感器对氨气的气敏性能,使其在实际应用中极具前景。

纳米改性ZnO/纤维素膜对鲜切西兰花的保鲜包装研究

本研究采用纳米改性ZnO/纤维素膜对鲜切西兰花进行保鲜包装,在贮藏期间对西兰花的菌落总数、叶绿素含量、酶活性、维生素C含量等指标进行了测定。结果表明:与对照组相比,纳米改性ZnO/纤维素膜保鲜包装减缓了西兰花叶绿素含量的降低速度,抑制了西兰花中细菌的繁殖,维生素C含量比PE组的含量高37.4%,另外过氧化物酶活性(POD)比对照组增加了34%,多酚氧化酶(PPO)降低了12%。

煅烧温度对电纺ZnO纳米纤维形貌及结构的影响

对不同温度煅烧下得到的电纺ZnO纳米纤维的形貌及结构进行了分析。以醋酸锌和聚乙烯醇(PVA)制备前驱体,采用电纺丝技术制备复合纤维,然后以400,500,600和800℃高温煅烧2 h得到氧化锌纳米纤维。采用热重分析(TGA)、元素分析(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱分析(Raman)、透射电镜(TEM)等方法对得到的纤维的形貌、结构进行测试分析。未处理以及以400,600和800℃煅烧后纤维的直径分别为207,135,158和200 nm,呈先减小后增大的趋势。400,500和600℃煅烧后得到的ZnO晶粒尺寸分别为24.25,33.52和35.37 nm,随着温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大。对比不同温度煅烧后得到的氧化锌纳米纤维,确定最佳煅烧温度为600℃。

PVA浓度对电纺制备ZnO纳米纤维吸波性能的影响

采用静电纺丝法制备ZnO纳米纤维,研究聚乙烯醇(PVA)浓度对ZnO纳米纤维微观形貌、介电性能和吸波性能的影响规律。结果表明:随着PVA浓度从6%增至10%,ZnO纳米纤维直径变细,但珠结增加,粗细不均。当PVA浓度为8%时,ZnO纳米纤维直径较细、粗细均匀、表面光滑、珠结较少,形貌最好。此时,其介电常数达到最高值,实部为15.4~20.8,虚部为3.6~4.7,并在较薄的厚度下具有最优的吸波性能。当70%(质量分数/%,下同)ZnO纳米纤维/石蜡样品的厚度为1.3 mm时,反射率低于–5 dB的吸收带宽达到5.4 GHz(12.6~18 GHz),最小反射率为–16.6 dB。此外,石蜡含量也对样品的介电性能和吸波性能具有重要影响,随着石蜡含量的增加,样品的介电常数降低,当石蜡含量为30%和20%时,样品具有较好的吸波性能。

ZnO/g-C_(3)N_(4)S型异质结的构建及光催化分解水制氢性能研究

采用静电纺丝和自组装技术制备了ZnO/g-C_(3)N_(4)S型异质结复合光催化剂,采用XRD、FTIR、TG、BET、XPS、SEM、UV-Vis、PL等手段对其进行了表征;在模拟太阳光照射下,以三乙醇胺为牺牲剂,研究了ZnO/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂的光催化分解水制氢性能及机理。结果表明,当g-C_(3)N_(4)质量为ZnO质量的20%时,ZnO/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂的光催化活性最高,析氢速率最快(428.02μmol·g^(-1)·h^(-1)),是ZnO的45.63倍;其光催化活性的显著增强主要归因于ZnO和g-C_(3)N_(4)之间构建了S型异质结;暗态下,电子通过ZnO/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂界面从g-C_(3)N_(4)转移到ZnO上,从而形成内建电场和半导体的能带弯曲;光照下,库仑力作用促进了无用电子与空穴的复合,进而实现了具有较高还原性光生电子和较高氧化性空穴在空间上的分离,促使复合光催化剂具有优异的氧化还原能力。

静电纺丝法制备钇掺杂的ZnO及其对丙酮的气敏特性研究

为改善Zn O对丙酮的气敏响应,采用静电纺丝法,利用PVP/Zn(NO_3)·6H_2O/Y(NO_3)_3·6H_2O等制成的前驱液,制备了钇掺杂的Zn O纳米纤维,通过XRD、SEM等表征手段对制备的纯Zn O和掺杂的Zn O样品进行了表征分析.将制备的纯Zn O和钇掺杂的Zn O纳米纤维制成电阻型气体传感器.气敏测试结果表明,Y掺杂有效改善了Zn O纳米纤维对丙酮气体的敏感特性.在440℃时,对1×10^(-6)~200×10^(-6)(体积分数)丙酮具有良好的响应,响应时间为14~40 s,恢复时间为20~55 s,对于100×10^(-6)丙酮的响应值约为70(S=Ra/Rg),并且对于乙醇、氨气、甲醇、甲醛、甲苯、苯有较好的选择性.同时分析了该材料对丙酮的敏感机理.