Au-Ag复合纳米阵列的制备及其等离激元共振吸收特性

利用二次阳极氧化法在硫酸体系中制备了多孔氧化铝模板,用交流法在模板中沉积了Au-Ag复合纳米阵列,并研究了其表面等离激元共振吸收特性.和单独的Au、Ag纳米线阵列不同,Au-Ag复合纳米阵列的紫外可见吸收光谱中有两个横向吸收峰,一个纵向共振吸收峰.Au-Ag复合纳米阵列的纵向等离共振波长可以通过改变Ag的生长时间进行有效调节.实验结果发现,Au沉积对后续沉积Ag的最佳沉积电压有影响.

高度有序ZIF-8/Au纳米复合结构阵列的构筑及其表面增强拉曼光谱的应用

采用气-液界面自组装方式制备得到有序单层聚苯乙烯(PS)微球阵列,以此为模板,采用磁控溅射沉积方法结合热处理技术获得单层六方非密排Au纳米颗粒阵列。随后采用水热法成功制得高度有序ZIF-8/Au纳米复合结构有序阵列。探究了生长机理以及反应温度、反应时间对微观形貌和光学特性的影响,进一步探究了该复合结构阵列作为表面增强拉曼散射(SERS)活性基底的灵敏度和均一性。结果表明:当水热反应温度从25℃升高至100℃时,ZIF-8纳米颗粒的数量逐步增多,同时尺寸随之增大,表面等离激元共振(SPR)峰和衍射峰均发生了红移。当水热反应时间从10 min增至60 min时,ZIF-8纳米颗粒从围绕Au纳米颗粒选择性生长到蔓延至整个材料表面。在样品表面沉积特定厚度的Ag膜后,测得4-氨基苯硫酚(4-ATP)和罗丹明6G(R6G)两种探针分子的检测极限均为10-11mol·L^(-1),4-ATP和R6G的SERS强度与分子溶液浓度呈线性关系,相关系数R2分别为0.9801和0.9844。随机选取10个不同位置测试4-ATP的SERS谱图,得到相对标准偏差(RSD)为8.86%,表明ZIF-8/Au纳米复合结构有序阵列作为SERS基底具有良好的均匀性和稳定性。

N-TiO_2/ZnO复合纳米管阵列的掺杂机理及其光催化活性

以ZnO纳米柱阵列为模板,采用溶胶-凝胶法制备出TiO2/ZnO和N掺杂TiO2/ZnO的复合纳米管阵列.扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)的结果表明:两种阵列的纳米管均为六角形结构,直径约为100nm,壁厚约为20nm;在N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列中,掺入的N离子主要是以N-Ox、N-C和N-N的形式化学吸附在纳米管表面,仅有少量的N离子以取代式掺杂的方式占据TiO2晶格O的位置;表面N物种形成的表面态能级和取代式掺杂导致带隙的窄化,增强了纳米管阵列的光吸收效率,促进了光生载流子的分离.光催化实验结果表明,N离子的掺杂有利于N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列光催化活性的提高.

温度控制TiO_2纳米管及管/线复合阵列的制备

以含有NH4F的乙二醇溶液为电解液,在宽温度范围内（10~70℃）对纯Ti表面进行阳极氧化,制得形貌可控的TiO2纳米结构。利用场发射扫描电子显微镜（FESEM）和透射电镜（TEM）对纳米TiO2的形貌进行表征。结果表明,随着电解液温度的变化,纳米TiO2的形貌得到控制,可形成TiO2纳米管阵列及纳米管阵列/纳米线复合结构,温度40~50℃为转折温区。

Zn/纳米棒阵列ZnO/聚噻吩复合电极的制备及光电化学性质

使用简单的水热法在锌片上生长ZnO纳米棒阵列,并用电化学共聚制备了ZnO纳米棒阵列与聚噻吩(Zn/ZnO/PTH)复合膜。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对ZnO的结构和形貌进行表征,XRD结果表明产物为六方纤锌矿型ZnO。SEM结果表明,在垂直锌片方向生长了包括纳米棒、纳米片、纳米线的表面光滑的ZnO纳米阵列,其中以纳米棒为主,其直径为30～100nm,长度>1μm。用光电流作用谱、光电流-电势图研究了Zn/ZnO/PTH电极的光电转换性质。结果表明,PTH修饰ZnO/Zn电极可使光电流产生波长发生明显红移,使其光电转换效率提高了4倍,填充因子FF=33%,光电转换效率η=1.25%。

取向碳纳米管阵列的等离子体复合化学气相沉积法制备

采用热丝和射频等离子体复合化学气相沉积技术,用旋涂法制备负载催化剂的硅片衬底,以CH4为碳源制备出取向碳纳米管阵列薄膜.利用扫描电子显微镜对不同还原时间和不同N i(NO3)2浓度下制备的催化剂基片和取向碳纳米管阵列薄膜进行形貌分析,用透射电子显微镜和拉曼光谱对碳纳米管进行表征.结果表明,在H2-N2气氛中热还原后硅片上的催化剂粒径均匀,排列致密,利用该法制备的碳纳米管为竹节型多壁碳纳米管,管径分布均匀,管长约5μm.碳纳米管阵列薄膜垂直于硅片衬底生长,生长排列均匀致密,具有良好的取向性.

用有效介质理论模拟Ag/AAO纳米有序阵列复合结构光学常数

运用Maxwell—Garnett有效介质理论，计算了Ag／阳极氧化铝（AAO）纳米有序阵列复合结构的光学常数（250～2000nm波段），探讨了Ag组分的体积分数对Ag／AAO光学常数的调制作用和Ag纳米粒子的长径比对其表面等离子共振吸收的影响．模拟结果表明，随着Ag组分体积分数的增加，在小于450nm波段，Ag／AAO复合结构的介电函数实部和折射率均逐渐减小，而介电函数虚部和消光系数逐渐增大；在大于450nm波段，Ag／AAO复合结构的介电函数实部、介电函数虚部及折射率均逐渐增大，消光系数则变化较小．模拟结果显示出Ag纳米粒子的长径比与复合结构表面等离子共振吸收峰位有较强的相关性．另外，理论模拟预期透射谱也与实验透射谱变化趋势一致．

金银铜复合纳米线阵列的制备及其SERS效应研究

传统的拉曼增强基底均匀性差,排列无序等缺点限制了表面增强拉曼散射的广泛应用,文中选取Rb_4Cu_(16)Cl_(13)I_7快离子导体薄膜,在4μA外加直流电场作用下,利用固态离子学方法和真空热蒸镀法,制备了厘米级金银铜复合纳米线阵列.利用扫描电子显微镜(SEM)观测金银铜复合纳米线阵列的表面形貌,利用能量色散光谱仪(EDS)测量金银铜复合纳米线的化学成分,并选取罗丹明6G水溶液作为检测拉曼增强性能的探针分子,利用拉曼光谱仪测量金银铜复合纳米线基底的拉曼增强能力.结果表明:制备的金银铜复合纳米结构呈竹节状生长,微观形貌具有长程有序和短程有序结构,纳米线直径分布范围为45～95nm;纳米线表面均匀分布着直径为?20nm左右的纳米颗粒,从而使得其表面具有很高的粗糙度;纳米线中金银铜的近似摩尔比为2∶3∶15;制备的金银铜复合纳米线阵列作为表面增强拉曼散射基底测量罗丹明6G溶液的极限浓度是10^(-14) mol·L^(-1).

多壁碳纳米管阵列及其聚吡咯复合电极的电容性能研究

高功率和高能量密度的超大容量电容器可以作为未来电动车辆的辅助电源,计算机的备用电源,导弹、火箭、燃料电池的启动电源,临时照明电源,与太阳能电池、蓄电池配合使用可作为航标指示灯的免维护电源等.

CuO/ZnO复合纳米树阵列的制备及光学特性

通过热氧化法在铜基板上制备CuO纳米线,采用凝胶法制备ZnO/CuO复合纳米树阵列。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发射光谱对样品结构、形貌、光学特性进行表征。结果表明,CuO/ZnO纳米树形貌规整完美,在CuO纳米线上二次生长的ZnO纳米棒具有各向晶体生长性质,CuO/ZnO复合纳米树在可见光区域出现了优越的发光性能;以甲基橙为模拟污染物,通过光催化测试表明,CuO/ZnO复合纳米树还具有卓越的光催化性能。

钛酸锶钡/硅纳米孔柱阵列复合薄膜的制备及电学性能

采用溶胶-凝胶技术制备了钛酸锶钡薄膜(Ba0.7Sr0.3TiO3,BST)/硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)复合薄膜,扫描电镜显示BST均匀地覆盖在Si-NPA衬底的柱状表面,X射线衍射研究表明BST在600℃及以上退火温度下可形成钙钛矿相结构。剩余极化强度(Pr)和矫顽场(Ec)随着温度的升高而增大,在800℃退火温度下分别对应于4.57μC/cm2和7.61kV/mm。机理研究表明,肖特基发射和空间电荷限制电流两种机理共同作用于该薄膜材料的漏电流形成过程。

退火对TiO_2纳米管/线复合阵列表面光电性质的影响

采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管/线复合阵列.利用表面光电压谱(SPS)和场诱导表面光电压谱(FISPS)研究了退火对TiO2纳米管/线复合阵列表面光电性质的影响.结果表明,TiO2纳米管/线复合阵列在晶化前后的导带边缘均出现了束缚激子态,晶化前由于自建场较弱,束缚激子态能在正负电场作用下发生不对称偏转;晶化后,晶体结构从非晶态变为晶态,自建场增强,束缚激子态对正电场敏感并表现出明显的光伏响应,而在负电场作用下束缚激子态没有任何光伏响应.

恒电流法制备Cu_2O/TiO_2复合纳米管阵列异质结光电极

通过在含F-离子的电解液中阳极氧化Ti薄片基底制备了TiO2纳米管阵列,随后通过恒电流沉积的方法在在TiO2纳米管阵列顶部原位电沉积了Cu2O纳米颗粒。场发射电子扫描显微镜显示TiO2纳米管这列被成功制备,通过恒电流电化学沉积后,TiO2纳米管阵列顶部出现大量纳米颗粒物质,并且随着沉积时间的延长,可以控制沉积物的量。通过X-射线衍射谱的特征衍射谱图我们可以发现TiO2锐钛矿的衍射峰以及相对较弱的Cu2O衍射峰,这说明Cu2O晶体的结晶度不高。在能谱(EDS)图中我们可以发现Ti、Cu、O三种元素,结合XRD以及FE-SEM结果我们可以指出,通过恒电流法确实可以在TiO2纳米管阵列顶部原位沉积Cu2O纳米颗粒。

溶液生长ZnO一维纳米阵列及其复合纳米结构的研究进展

对溶液生长ZnO一维纳米阵列的研究进展进行了评述,分析了晶种制备和溶液生长过程中各工艺因素对阵列微观形貌的影响,并介绍了在溶液中通过控制定点成核并利用有机基团调控ZnO晶体生长习性的合成路线用于构筑ZnO复合纳米结构的最新研究,指出了溶液生长ZnO一维纳米阵列和构筑复合结构中存在的问题及今后的研究方向。

锂电池纳米阵列复合电极制备及性能测试

以通过阳极氧化法在铜基体上所生成的Cu(OH)_2纳米针阵列为基体,采用脉冲电沉积法制备得到Cu(OH)_2-SbSn前驱体,将其在400℃下煅烧2 h后即得到Cu-O-Sb-Sn复合电极。对所得电极进行扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析,利用BTSDA Version软件进行充放电测试,对其组织形貌、物相组成及电化学性能等进行分析。经热处理后所得复合电极具有较优良的性能,当电流密度为0.15 mA/cm^2、电压为0.01~1.8 V进行充放电时,首次可逆比容量为1.75 mAh/cm^2,第50次循环的可逆比容量为1.16 mAh/cm^2。

纳米TiO2阵列和TiO2/Fe3O4复合剂降解焦化废水对比应用研究

采用水热法和溶胶-凝胶法制备TiO2纳米棒阵列(固载型)和TiO2/Fe3O4复合粒子(磁回收),SEM/TEM/XRD表征,应用于焦化废水降解对比实验。结果显示,实验室适度曝气、低功率紫外灯照射条件下,纳米级TiO2阵列和TiO2/Fe3O4复合粒子对废水化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N)的降解率分别达到了86.68%、71.96%和71.23%、60.98%,说明两种催化材料具有高催化活性,TiO2阵列相较复合粒子,光谱响应范围红移,有可见光催化应用前景,在污染物矿化应用中更具催化优势。

一维TiO_(2)纳米阵列改性及其应用进展

介绍了近年来一维TiO_(2)纳米阵列结构及其反应器设计进展,综述了一维TiO_(2)纳米阵列的改性方法,包括元素掺杂、构建异质结、表面修饰、与有机碳和金属有机骨架材料复合等,分析了存在的问题并指出了其未来的发展方向。

MnOOH/石墨纳米片阵列复合电极的制备及其对称型超级电容器的性能

采用电化学活化剥落的石墨纳米片阵列(GNSA)作为导电基质,然后通过阴极还原电沉积法一步制得碱式氧化锰/石墨纳米片阵列(MnOOH/GNSA)复合电极。形貌表征表明,复合电极呈现纳米花形貌。电化学测试表明在沉积时间为120s时制得的复合电极具有最佳超电容性能,用所制备的MnOOH/GNSA复合电极组装成的对称型超级电容器,当电压为1.8V,扫速为5mV/s时,比电容为1206F/m^2,能量密度为0.54Wh/m^2,对应的功率密度为5.4W/m^2。

Pt纳米花/ZnO复合阵列的制备及对甲醇氧化催化的研究

利用调控ZnO纳米棒阵列的疏水、亲水性,由电化学方法制备了Pt纳米花/ZnO(PtNF/ZnO)复合阵列.该复合阵列排列规则、尺寸均一、方向一致.每一根ZnO纳米棒的顶端都覆盖着由Pt纳米颗粒构成的Pt纳米花,具有大的比表面积.与以亲水性的ZnO纳米棒制得的覆盖Pt纳米颗粒的ZnO复合阵列(PtNP/ZnO)以及单独的Pt颗粒相比,PtNF/ZnO复合阵列对甲醇氧化具有更高的电化学催化活性.

C包覆CoMoO_4复合纳米片阵列材料的制备和赝电容性能的研究

采用两步水热法,结合高温煅烧工艺,制备了直接生长在泡沫Ni基底上的C包覆CoMoO_4复合纳米片阵列材料。利用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)和场发射扫描电子显微镜(SEM)分析C包覆CoMoO_4的结构特征,结果表明C成功包覆在多孔交联CoMoO_4纳米片的表面。通过循环伏安法和恒流充放电法分析C包覆CoMoO_4的电化学性能,发现C包覆显著提高CoMoO_4的比电容和循环性能。在1A/g的电流密度下循环2000次,最高比电容达1864.79F/g,比电容保持率86.65%。比电容和循环性能的改善是由于碳包覆提高了CoMoO_4电导率和结构稳定性,促进了赝电容反应。