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%.

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.

一维ZnO表面可控构建Co_(3)Mn_(1)纳米晶及其催化CO氧化性能

利用热分解法制备了结构明确的负载型纳米晶催化剂。在纳米晶成核和生长过程中加入一维ZnO纳米棒作为晶种,调控不同组分的纳米晶在ZnO纳米棒表面均匀生长,从而获得了结构明确的MnO/ZnO、Co_(3)O_(4)/ZnO、Co_(3)Mn_(1)/ZnO催化剂。透射电子显微镜(TEM)与X射线粉末衍射(XRD)结果显示,不同组分纳米颗粒都均匀分散在ZnO纳米棒表面。相对于MnO/ZnO和Co_(3)O_(4)/ZnO催化剂,Co_(3)Mn_(1)/ZnO催化剂在CO氧化反应中具有最佳的催化性能。在200 L·g_(cat)^(-1)·h^(-1)的气时空速下,Co_(3)Mn_(1)/ZnO催化剂起活温度为50℃,其T100(CO转化率达到100%时的温度)为200℃;利用X射线光电子能谱(XPS)对不同催化剂进行了分析,结果显示,Co_(3)Mn_(1)/ZnO催化剂的氧空位比MnO/ZnO催化剂提高了30%以上,从而使其具有较高的CO氧化催化性能。更为重要的是,Co_(3)Mn_(1)/ZnO复合纳米晶催化剂的活化能(39.4 k J·mol^(-1))远低于其它负载型纳米晶催化剂。

纳米ZnO/纤维素纳米晶/聚乙烯醇复合膜的制备及性能

采用球磨法制备的纤维素纳米晶(CNC)及市售纳米ZnO对聚乙烯醇(PVA)进行改性,改善了PVA膜的力学性能,并且,赋予其抗菌性,测试复合膜的力学性能、水蒸气透过性能及抗菌性能。结果表明,加入CNC后,提高了PVA膜的力学性能和阻湿性能,加入纳米ZnO后,复合膜对金黄色葡萄球菌具有一定的抗菌性能,并且,能进一步提高复合膜的拉伸强度,但是,降低了复合膜的阻湿性能。当CNC的添加量为3%、纳米ZnO∶CNC=2∶1(摩尔比)时,复合膜综合性能较好,拉伸强度为73.7 MPa,与纯PVA膜相比,提高了77.2%;断裂伸长率为3.8%,与纯PVA膜相比,提高了46.1%;水蒸气透过系数为3.44×10^(-13)g·cm/(cm^(2)·s·Pa),与纯PVA膜相比,提高了11.7%。

锌浸出液水热法制备纳米ZnO

纳米ZnO是一种新型的高功能精细纳米材料,用途广泛,采用水热法制备的纳米ZnO颗粒纯度高、晶形好且操作简便;含锌二次资源的锌浸出液中杂质元素较多,对后期产品纯素的影响较大,其中除铜、镉较为关键。本文以含锌二次资源的锌浸出液为原料,采用锌粉置换除铜、镉,然后以净化后的硫酸锌溶液为锌源,分别采用氨水、碳酸钠、氢氧化钠作为沉淀剂通过水热法制备纳米ZnO,并考察不同工艺参数对纳米ZnO物相和形貌的影响,结果表明:在合适条件下,锌粉置换后浸出液中铜、镉离子浓度分别为0.039 9 mg·L^(-1)、6.416 2 mg·L^(-1),可用于制备纳米ZnO;采用氨水和碳酸钠作为沉淀剂制得的产物均为ZnO和其他晶体的混合物,属于非纯相的不规则晶体;采用氢氧化钠作为沉淀剂可制得纯相纳米ZnO,最佳制备条件为锌碱摩尔比1∶2、反应时间1 h、反应温度120℃,制得的纳米ZnO呈现棱柱结构,粒径在50~100 nm之间,颗粒尺寸分布均匀。

二乙醇胺辅助溶剂热法制备ZnO纳米晶

通过简单的水热法,在二乙醇胺(DEA)的辅助下,以ZnSO4∙7H2O、ZnCl2、Zn(OAc)2∙2H2O和Zn(NO3)2∙6H2O作为锌源,合成了不同形貌的六方晶相ZnO。本文研究了二乙醇胺的用量和锌源的种类对产物尺寸和形貌的影响。利用X-射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物的晶相、纯度、尺寸和形貌进行了表征。用250 W高压汞灯模拟紫外光照射,探究了不同形貌的ZnO对甲基橙溶液的光催化降解活性。对比发现,由Zn(NO3)2∙6H2O作为锌源制得的立方体状ZnO由于具有粒径小、比表面积大、分散性好等特点,因此对染料的催化降解性能优于汉堡状结构。

微波水热法制备ZnO纳米晶

采用微波水热(microwave hydrothermal,M-H)法在MDS-6型温压双控微波水热反应仪中成功地制备出平均晶粒尺寸为30 nm且呈现棒状形貌的ZnO纳米晶。并在一定的水热温度和反应时间下系统研究了微波水热反应过程中[Zn2+]离子浓度、反应釜填充比、反应物浓度比[Zn2+]/[OH-]等工艺因素对ZnO纳米晶的晶粒尺寸及形貌的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和透射电子显微镜(TEM)对所制备的ZnO纳米晶进行表征。结果表明:所制备ZnO的平均晶粒尺寸约为30 nm,ZnO纳米晶呈现棒状形貌。随着[Zn2+]离子浓度的增加,ZnO纳米晶的晶粒尺寸先减小后增大;随着反应釜填充比和反应物浓度比[Zn2+]/[OH-]的增大,ZnO纳米晶的晶粒尺寸先减小后增大,并逐渐趋于稳定。制备ZnO纳米晶的最佳反应条件为:[Zn2+]=1.6 mol.L-1;反应釜填充比=70%;[Zn2+]/[OH-]=1/2。

掺杂对纳米ZnO粉末晶粒度和结构的影响

研究了用化学共沉淀方法分别制备的掺杂 Bi,Sb,Co,Cr,Mn和多元掺杂对纳米 Zn O粉末晶粒度和相结构的影响。发现经 50 0℃ /h热处理后 ,掺 Bi,Mn,Co和 Cr的粉末晶粒度没有明显变化 ,而掺 Sb的 Zn O粉末晶粒度随 Sb含量的增加而减小 ;掺 Bi的粉末除主晶相 Zn O外还有Bi OCl相 ,掺 Sb的粉末有主晶相和尖晶石相 ,所掺 Mn,Co,Cr均固溶于主晶相 Zn O;多元掺杂晶粒度约为 30 nm。

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

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。

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+.

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。

ZnO纳米管有序阵列与Cu_2O纳米晶核壳结构的光电化学性能及全固态纳米结构太阳电池研究

采用电化学方法在铟锡氧化物（ITO）导电玻璃基底上制备了高度有序的ZnO纳米管阵列，然后在ZnO纳米管阵列上电化学沉积Cu2O纳米晶颗粒，获得了一维有序Cu2O／ZnO核壳式纳米阵列结构，通过控制Cu2O纳米晶的沉积电量得到不同厚度的Cu2O壳层，并对该核壳式纳米阵列的形貌和结构进行了分析．以Cu2O／ZnO一维核壳式纳米阵列结构为光电极组装全固态纳米结构太阳电池，研究了Cu2O壳层厚度对光电极光吸收性能、光电性能以及组装电池光伏性能的影响，优化了电池中对电极材料的喷金厚度．结果表明，以Cu2O沉积电量为1．5C的Cu20／ZnO为光活性层，以4mA电流下真空镀金20～25min的铜基底为对电极组装的简易太阳电池最高可获得0．013％的光电转换效率．

ZnO:Eu^(3+)纳米晶的制备及其光谱分析

制备了ZnO:Eu^(3+)的纳米颗粒,得到粒径在5nm左右的纳米晶。通过光谱分析研究了不同浓度的掺杂对ZnO发光性质的影响,Eu掺杂可以提高纳米ZnO的发光亮度及影响其粒径大小,并观察到了ZnO与Eu之间的能量传递。

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。

表面活性剂对ZnO纳米晶形貌的影响

采用低温水热法，通过未添加表面活性剂、添加CTAB和添加SDS三种方式成功制备了各种ZnO纳米晶。利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱及扫描电镜（SEM）等测试手段对ZnO纳米晶的晶体结构和表面形貌进行了表征。结果表明，所有ZnO纳米晶均为高质量的六方纤锌矿结构，并呈现不同的形态，如花形、卷心菜形等。详细讨论了在不同表面活性剂水热生长的条件下，ZnO纳米晶的生长机制。此外，对ZnO纳米晶的光致发光性能进行了测量，发现所有产物均具有相似的光发射峰位。

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。

PbS/CdS纳米晶共敏化ZnO纳米线太阳能电池的性能研究

以Zn(Ac)2·2H2O为原料在强碱性条件下合成一维结构的ZnO纳米线,SEM结果表明合成的纳米线尺寸、形貌、长径比均一;并以油胺为单一溶剂采用热注射法制备了形貌、尺寸均匀的PbS纳米晶;构建PbS纳米晶敏化ZnO纳米线基太阳能电池,同时为了改善电池的光电转换效率并构建了PbS/CdS纳米晶共敏化电池,并测试了电池的光电流密度-光电压(J-V)曲线以及Nyquist曲线图,结果表明PbS/CdS纳米晶共敏化电池性能明显优于单纯的PbS纳米晶敏化ZnO纳米线太阳能电池。

晶种面织构对溶液化学法生长ZnO纳米棒的影响

采用化学沉积法,在ZnO晶种面上研究了纳米棒于70℃过饱和硝酸锌/氢氧化钠溶液中的定向生长。通过sol-gel法在玻璃基底上引入了ZnO的晶种面,通过热处理温度、冷却方式和拉膜速度改变其织构,重点考察其对ZnO纳米棒生长形态的影响。采用XRD和SEM分析了不同晶种面以及相应棒晶的生长形态。结果表明,随热处理温度的提高,晶种长大,相应的棒晶直径从25nm增加到50nm,1.5h的生长棒长达约800nm。300￣400℃热处理、急冷或低的拉膜速度条件下制备的晶种面具有更高的晶体取向和较少的表面缺陷。从而导致生长面高的成核密度,使得ZnO纳米棒能够在垂直于基底的方向上择优生长。