磁控溅射Ag/ZnO纳米薄膜涤纶织物的制备及其性能

为探讨织物结构对表面沉积纳米复合薄膜形貌及性能的影响,采用直流射频共溅法,以不同组织结构纯涤纶织物为基材,分别以金属银(Ag)与锌(Zn)为靶材,制备Ag/ZnO纳米薄膜。对表面沉积Ag/ZnO薄膜的涤纶织物的形貌结构,沉积颜色、防紫外线性能及电磁屏蔽性能进行表征。实验结果表明:非织造布表面薄膜颗粒分布较为均匀,机织布表面纳米颗粒最不平整,针织布表面纳米颗粒粒径较小,并存在部分团簇颗粒;试样表面Ag衍射峰较明显,但ZnO依然以非晶态形式存在;针织布表面沉积Ag/ZnO薄膜后,其明度最小,颜色较暗;以非织造布为基材的试样其防紫外线性能及电磁屏蔽效果最明显。

ZnO及Ag/ZnO纳米薄膜的制备及电学性质研究

利用磁控溅射技术制备了ZnO纳米薄膜(ZnO NFm)和Ag复合ZnO纳米薄膜(Ag/ZnO NFm),并对其表面形貌、微观结构、组分和电学性能进行了研究.结果表明,Ag/ZnO纳米薄膜中大多数Ag以Ag_(x)O_(y)或合金的形式存在,由于Ag替位ZnO中的Zn^(2+)造成了衍射角的偏移.同时,ZnO纳米薄膜、Ag/ZnO纳米薄膜呈现出沿C轴择优生长特点.Ag的复合使得ZnO纳米薄膜的霍尔迁移率由160 cm^(2)·V^(-1)·S^(-1)增加至673 cm^(2)·V^(-1)·S^(-1)、电阻率由2.329×10^(-4)Ω·cm减小为1.018×10^(-4)Ω·cm、载流子浓度由1.68×10^(20)降低为+9.12×10^(19) cm^(-3).可见,Ag/ZnO复合纳米薄膜在构建多功能电学器件领域中具有很好的应用前景.

Ag纳米颗粒增强SnO_(2)纳米薄膜的室温气敏性能研究

采用磁控溅射法在p-Si衬底上沉积二氧化锡(SnO_(2))纳米薄膜并在其上负载银(Ag)纳米颗粒作为气体传感器的敏感材料。实验结果表明:负载Ag纳米颗粒提高了SnO_(2)纳米薄膜的灵敏度。Ag溅射时间为80 s,负载量为6%质量分数的SnO_(2)纳米薄膜对乙醇气体的响应值较未负载Ag纳米颗粒时提高了78.7%,这可以归因于Ag纳米颗粒与SnO_(2)纳米薄膜之间形成了异质结。实验测试了工作电压对SnO_(2)纳米薄膜灵敏度的影响,当工作电压均为5.5 V时,传感器对乙醇和丙酮气体的响应最佳,响应值分别为3.49和4.51。

p-ZnO∶(Ag,S)薄膜上生长ZnO纳米结构的研究

利用水热法在p型银硫共掺ZnO(p-ZnO︰(Ag,S))薄膜上生长ZnO纳米结构.通过扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD),光致发光谱(PL)及吸收谱研究了p-ZnO︰(Ag,S)薄膜在不同温度下退火后对ZnO纳米结构及其光学特性的影响.当退火温度低于300℃时,SEM图像显示ZnO纳米结构为纳米柱形式出现,并且随着退火温度的升高纳米柱长度减小直径增加;当退火温度为350℃时,ZnO纳米结构出现了大量平板结构;当退火温度为400℃时,ZnO纳米结构又回归为纳米柱结构.XRD谱显示ZnO纳米结构以(002)择优取向进行生长,PL谱显示ZnO纳米结构以602nm左右的缺陷发射峰占主导,吸收谱显示ZnO纳米结构的禁带宽度随退火温度的升高逐渐增大,在350℃时出现最大值,此后随退火温度升高而减小.通过在p-ZnO︰(Ag,S)薄膜上生长ZnO纳米结构的研究将更加有助于ZnO半导体器件的研究.

纳米Ag/ZnO光催化降解活性艳红X-3B的研究

采用化学溶液法制备纳米ZnO和掺杂Ag/ZnO光催化剂,并分别进行了SEM和XRD表征。以活性艳红X-3B为模拟废水,考察了溶液初始浓度、起始pH值、催化剂的量对光催化降解活性艳红X-3B的影响。研究结果表明,利用制备的Ag/ZnO复合催化剂进行了光催化降解活性艳红的降解实验,并阐明了Ag/ZnO光催化机理,得到最优化的光催化降解条件。结果表明:当溶液初始浓度20 mg/L,起始pH=5,加入催化剂量为0.04 g,活性艳红X-3B降解率最高达到89.24%。

ZnO纳米薄膜创新性实验设计

围绕喷涂法和热蒸发法制备ZnO纳米薄膜设计综合性创新实验。采用有机试剂辅助喷涂法制备ZnO纳米薄膜,显著增加ZnO薄膜表面的纳米微结构和比表面积,从而提高其光催化降解性能;利用热蒸发法衬底可以旋转的特点制备了厚度相对均匀的ZnO纳米薄膜。运用X射线衍射、扫描电子显微镜、拉曼光谱、吸收光谱等技术对ZnO纳米薄膜进行综合表征。创新性实验涉及薄膜制备、材料分析表征、材料应用等多个知识点的综合运用。这种综合实验的模式与科技创新、科技课外活动、毕业论文等科研活动是基本一致的,能够有效培养学生的逻辑思维、创新思维与创新意识,锻炼学生的综合实践能力。

溶胶-凝胶法制备Ag/TiO_(2)纳米薄膜及其陶瓷表面抗菌性能研究

为提升TiO_(2)在陶瓷表面的光催化性能和抗菌性能,以钛酸四丁酯、无水乙醇、硝酸银为原料,乙酰丙酮和硝酸作为催化抑制剂,采用溶胶-凝胶法分别制备了TiO_(2)溶胶和Ag/TiO_(2)溶胶。以普通陶瓷片为载体,采用浸渍-提拉法制备TiO_(2)薄膜。以亚甲基蓝为目标降解物进行光催化降解实验,并探讨在不同热处理温度下对Ag/TiO_(2)薄膜光催化性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等仪器对样品进行表征。实验结果表明:在紫外灯照射下,TiO_(2)薄膜和Ag/TiO_(2)薄膜对有机物都具有降解能力,而Ag/TiO_(2)的光催化活性更明显,在光照8 h后其光催化降解率达到了70%,热处理最佳温度为500℃;Ag/TiO_(2)薄膜具有良好的亲水性,并且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抑制作用。Ag/TiO_(2)薄膜有望应用到陶瓷用品上,可有效减少材料表面的有机污染物,并且经过高温处理后还可以保持良好的光催化性能。

Ag掺杂ZnO纳米材料的制备及光催化降解罗丹明B的研究

以C_(4)H_(6)O_(4)Zn•2H_(2)O为原料,通过水热法制备了Ag掺杂ZnO纳米材料,利用XRD、SEM、FT-IR、PL光谱及光催化性能测试等研究了Ag掺杂摩尔质量对ZnO纳米材料结构和光催化性能的影响。结果表明,水热法制备出的Ag掺杂ZnO纳米材料具有六方纤锌矿结构,结晶度较高,Ag掺杂没有改变ZnO纳米材料的晶格结构,外观形貌为不规则的球状,适量的Ag掺杂后ZnO纳米材料的颗粒形貌有转变为规则球形的趋势,颗粒尺寸在260-480 nm之间。随着Ag掺杂比例的增多,ZnO纳米材料的光致发光强度先降低后增大,Ag掺杂摩尔比3%的ZnO纳米材料的发光强度最低。以罗丹明B(RhB)为降解对象,在180 min时,Ag掺杂摩尔比3%的ZnO纳米材料对RhB的降解率达到了最大值93.05%,相比纯ZnO提高了64.22%。在重复使用5次后,ZnO纳米材料在180 min对RhB的降解率为81.22%,保持率高达87.29%,具有较高的重复使用性能。

纳米Ag夹层ZnO薄膜的光电性能

用射频磁控溅射ZnO陶瓷靶、直流磁控溅射Ag靶的方法在室温下制备了Ag纳米夹层结构ZnO薄膜.用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、四探针电阻测量仪和原子力显微镜对薄膜样品的结构、光学透过率、面电阻和表面形貌进行表征.结果表明,ZnO衬底有利于Ag夹层形成连续膜.随着Ag层厚度的增加,Ag夹层ZnO薄膜呈现多晶结构,Ag(111)衍射峰强度增强,面电阻先迅速下降后缓慢下降.随着ZnO膜厚度的增加,Ag夹层ZnO薄膜的透射峰红移.制得样品的最佳可见光透过率高达92.3%,面电阻小于4.2Ω/□.

Pd/ZnO和Ag/ZnO复合纳米粒子的制备、表征及光催化活性

用焙烧前驱物碱式碳酸锌的方法制备了ZnO纳米粒子 ,采用光还原沉积贵金属的方法制备了Pd/ZnO和Ag/ZnO复合纳米粒子 ,并利用ICP ,XRD ,TEM和XPS等测试技术对样品进行了表征 ,初步探讨了贵金属在ZnO纳米粒子表面形成原子簇的原因 .以光催化氧化气相正庚烷为模型反应 ,考察了样品的光催化活性以及贵金属沉积量对催化剂活性的影响 .结果表明 :沉积适量的贵金属 ,ZnO纳米粒子光催化剂的活性大幅度提高 .同时 ,深入探讨了表面沉积贵金属的ZnO纳米粒子光催化剂活性有所提高的内在原因 .

磁控溅射法制备纳米Ag薄膜的AFM分析和导电性能

在室温条件下,采用磁控溅射法在PET纺粘非织造布上制备了纳米Ag薄膜,用原子力扫描显微镜(AFM)分析溅射功率、溅射真空室气压等工艺参数对纳米Ag薄膜结晶状态、粒径的影响;研究了溅射工艺参数与薄膜导电性能之间的关系。实验结果表明,在室温下,随着溅射功率增加,纳米Ag薄膜Ag粒子尺寸增大,功率为120 W时,薄膜导电性能最好;随着反应气体压强增加,Ag粒子直径变小,薄膜的导电性能变差。

Ag掺杂对ZnO薄膜的光电性能影响

采用超声喷雾热分解法在石英衬底上以醋酸锌水溶液为前驱体,以硝酸银水溶液为Ag掺杂源,以高纯O2为载气生长了Ag掺杂ZnO(ZnO∶Ag)薄膜。研究了Ag掺杂ZnO薄膜的表面结构、电学和光学性质。结果表明所得ZnO∶Ag薄膜表面结构良好,扫描电子显微镜(SEM)测试表明薄膜表面光滑平整,结构致密均匀;在室温光致发光(PL)光谱中检测到很强的近带边紫外发光峰;透射光谱中观测到非常陡峭的紫外吸收截止边和较高的可见光区透过率,表明薄膜具有较高的晶体质量与较好的光学特性;霍尔效应测试表明,在550℃下获得了p型导电的ZnO∶Ag薄膜。

竹材表面ZnO纳米薄膜的自组装及其抗光变色性能

ZnO纳米棒对紫外线具有超强的吸收能力,有可能大幅度改善竹材抗光变色性能。在低温溶液体系下,通过ZnO晶种形成和晶体生长两道工序在竹材表面自组装形成ZnO纳米薄膜,探索大幅度改善竹材抗光变色性能的可行性,并重点研究了种子液浸渍时间对ZnO纳米薄膜形态的影响。结果表明:在晶体生长条件一致的前提下,竹材表面所形成的薄膜形态与在种子液中的浸渍时间密切相关;0.5和1h浸渍使竹材表面形成了由直径小于20nm的ZnO纳米颗粒组成的薄层;2h浸渍形成微纳米网状和哑铃棒状结构;当浸渍时间增加至4h,表面薄膜则主要为无序的纳米棒和少量微纳米六面体结构;经过120h加速老化试验,发现空白试样总色差是表面生长出ZnO纳米棒试样的3倍,改性试样表观颜色的光稳定性显著增强。

纳米ZnO/Ag的制备及其光催化性能

以Zn(CH3COO)2·2H2O和AgNO3为原料,丙烯酰胺为单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,用高分子凝胶法在较低的温度下制备出纳米ZnO/Ag.对纳米ZnO/Ag的结构和性能进行了表征,并研究了它的光催化活性.结果表明:在这个方法中,利用丙烯酰胺自由基聚合反应,同时利用网络剂有两个活化双健的双功能团效应,将高分子链联结起来构成网络.高分子凝胶形成的极小且均匀的网络限制了ZnO/Ag晶粒之间的团聚.制备出的纳米ZnO/Ag粉料颗粒为球形,未被Ag包覆的纳米ZnO的平均粒径约15 nm,被Ag包覆的纳米ZnO的平均粒径约45 nm.在次甲基蓝水溶液中加入3g/LZnO/Ag粉料后,次甲基蓝的降解率为100％.沉积贵金属Ag使ZnO纳米粉料的光催化活性得到了很大提高,且可以重复使用.

溅射沉积WS_2/Ag纳米复合薄膜在不同环境中的摩擦磨损性能研究

利用直流磁控溅射方法在钛合金基底上制备W S2/Ag纳米复合薄膜,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及能谱仪对复合薄膜的表面形貌和组织结构进行分析,用球-盘式摩擦磨损试验机对复合薄膜在真空和潮湿空气环境中的摩擦磨损性能进行研究.结果表明:溅射沉积制备的W S2/Ag复合薄膜为非晶态结构,弥散分布于W S2基体中的晶态纳米Ag相提高了薄膜与基底的界面结合强度;与纯W S2薄膜相比,W S2/Ag纳米复合薄膜虽然在不同环境中的摩擦系数有所增加,但其在潮湿空气中的耐磨性能(磨损寿命)具有较大幅度的提高,且摩擦状态更稳定.

Pd/ZnO和Ag/ZnO复合纳米粒子的SPS和XPS研究

用焙烧前驱物碱式碳酸锌的方法制备了ZnO纳米粒子,采用光还原沉积贵金属的方法分别得到了质量分数为0.5%的Pd/ZnO和Ag/ZnO复合纳米粒子,并利用XRD、TEM、XPS和SPS等测试技术对样品进行表征.初步探讨了贵金属在ZnO纳米粒子表面形成原子簇的原因及沉积贵金属对ZnO纳米粒子表面光电压信号的影响.以光催化氧化气相正庚烷为模型反应,考察了沉积贵金属对ZnO纳米粒子光催化活性的影响,并探讨了光催化活性有所提高的内在原因.结果表明,ZnO纳米粒子沉积贵金属后,其表面光电压信号明显下降,而光催化活性却大大地提高,这说明可以通过表面光电压谱的测试来初步的评估纳米粒子的光催化活性,即粒子的表面光电压信号越弱,其光催化活性越高.

Ag掺杂ZnO薄膜光催化降解苯酚的试验研究

本文采用溶胶-凝胶法在石英玻璃基底上制备出性能优良的Ag掺杂的纳米ZnO薄膜,并通过XRD、AFM和UV-Vis吸收光谱对薄膜的结构及光吸收特性进行表征。以苯酚为被降解物,进一步研究了不同掺杂浓度对其光催化性能的影响。结果表明,ZnO:Ag摩尔比为30∶1的样品催化效果最佳。

Ag掺杂ZnO纳米纤维的制备及其光催化性能

采用静电纺丝技术制备了PVP/Zn(CH3COO)2、PVP/Zn(CH3COO)2/Ag NO3复合纳米纤维,经煅烧后分别得到Zn O纳米纤维和Ag/Zn O复合纳米纤维。利用SEM、TG、FTIR、XRD对煅烧前后的纤维形貌和结构进行表征。用紫外灯作为光源,以亚甲基蓝为目标降解物,考察了Zn O和Ag/Zn O复合纳米纤维的光催化活性。结果表明:银的掺入能有效地提高Zn O对亚甲基蓝的光催化降解性能,且降解性能随着Ag质量分数的增加而逐渐提高。

Ag/ZnO纳米复合抗菌剂解团聚工艺及机制

采用沉降实验、激光粒度分布、透射电镜等手段,研究PVPK17对Ag/ZnO纳米复合抗菌剂的解团聚的影响及机制,同时采用最小抑菌浓度对解团聚前后的抗菌性能进行表征。结果表明:经PVPK17解团聚后的Ag/ZnO纳米复合抗菌剂可在异丙醇中稳定悬浮6d以上,分散后的Ag/ZnO纳米复合抗菌剂的平均粒度可达51.3nm,当加入PVPK17的质量百分数为40%时达到最佳分散效果。用透射电镜观测表明,解团聚的Ag/ZnO纳米复合抗菌剂分散较好,在此基础上建立了PVPk17对Ag/ZnO纳米复合抗菌剂的解团聚模型。抗菌实验表明,分散后的Ag/ZnO纳米复合抗菌剂的MIC可达50mg/L,抗菌性能良好。

ZnO纳米薄膜及其声表面波传感器的制备与特性研究

结合RF磁控溅射和水热合成法制备ZnO纳米结构薄膜,利用XRD及SEM分析ZnO薄膜的晶体结构和形貌、XPS分析薄膜的化学组分。结果表明,在适当的条件下,所制备的ZnO薄膜为具有良好c轴取向的纳米棒状结构,且ZnO纳米棒薄膜表面吸附的氧原子及晶格的氧空位缺陷增多。利用所制备ZnO纳米棒薄膜的上述特性,将其作为气体敏感材料。分别沉积于128°YX-LiNbO_3和36°YX-LiTaO_3基片,研制多层结构的声表面波(Rayleigh波和Love波)氢气传感器,并进行室温条件下氢气的实时传感检测,结果显示所研制的Love波传感器具有更高的灵敏度,性能更优化。