TiO_2/ZnO纳米复合材料的制备及表征

以钛酸正四丁酯及L-Cys为钛源和模板剂仿生合成纳米TiO2前体,采用水热合成法制备TiO2/ZnO纳米复合材料,并利用XRD、SEM、XPS、FT-IR以及比表面积及孔径分析等对TiO2/ZnO纳米复合材料进行表征。结果表明:合成TiO2/ZnO复合材料是由锐钛矿TiO2和纤锌矿ZnO组成,形貌是由许多几十纳米厚薄片组成的花状,直径在2～3μm之间,比表面积为219.54m2/g。

ZnO/TiO_2纳米管复合材料的制备及光电化学性能研究

采用电化学阳极氧化法制备TiO2纳米管,然后用光化学沉积法在TiO2纳米管表面沉积ZnO纳米颗粒制备ZnO/TiO2纳米复合材料。对样品进行了Raman谱、XRD和SEM表征,通过测定光电流-时间(I-t)和开路电压-时间(OCPT)曲线对ZnO/TiO2纳米复合材料的光电化学性能进行研究。结果表明,沉积ZnO没有改变TiO2的相结构;复合ZnO提高了TiO2的光电性能;在Zn(NO3)2浓度为10-3 mol.L-1的条件下制得的ZnO/TiO2纳米复合材料具有较好的光电性能。

高压对纳米ZnO和ZnO/SnO_2复合材料的结构和发光性能的影响

利用溶胶-凝胶法制备出了纳米晶ZnO与含有3%摩尔分数SnO2的ZnO/SnO2复合材料,在六面顶压机上对制备出的两种样品进行了室温下6、GPa的高压处理。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和光致荧光谱(PL)等方法,对高压处理前后样品的结构和发光性质进行了表征。结果表明:高压处理后回收到的纳米晶ZnO和ZnO/SnO2复合材料的平均粒径分别减小5.9%和26.3%;高压处理后ZnO和ZnO/SnO2复合材料光致发光谱的发光带强度都有所降低,但ZnO/SnO2复合材料发光带强度降低幅度比纯ZnO小,对产生这些现象的原因进行了讨论。

MoS_(2)/ZnO异质结纳米材料降解亚甲基蓝的光催化性能研究

为了提高ZnO的光转换效率,选用带隙较低的MoS_(2)形成异质结提高ZnO的光催化性能。通过水热法制备ZnO纳米棒,并进一步制备MoS_(2)/ZnO异质结构的纳米复合材料。通过扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、固体紫外可见漫反射测试仪(UV-Vis)和紫外可见分光光度计(UV-245)等分析方法对样品的形貌、结构及光学性能等进行表征。结果表明,MoS_(2)/ZnO异质结复合材料呈棒状结构,并由于内建电场存在可有效增强光生载流子的分离效率,进而提高了可见光区的吸收,提高了光催化性能。在模拟太阳光(包含紫外波段)下,60 min时MoS_(2)-15/ZnO纳米复合材料对亚甲基蓝的降解率可达99%,比纯ZnO的降解率提高了10%。

PC/ZnO-SiO_2纳米复合材料的制备及注塑工艺探讨

采用正硅酸乙酯(TEOS)水解生成的SiO2对纳米ZnO进行表面包覆,制备了ZnO-SiO2纳米复合粒子,并用该复合粒子对聚碳酸酯(PC)进行改性处理。考察了纳米ZnO的表面包覆改性效果,研究了不同纳米复合粒子用量时复合材料的耐光氧老化性能,并探讨了纳米复合粒子对复合材料注塑工艺的影响。结果表明,SiO2成功包覆在纳米ZnO的表面,纳米复合粒子为球形,大小均匀,且在PC基体中分散均匀;纳米复合粒子的加入使复合材料的耐光氧老化性能明显提高,而加热温度、注塑压力和保压压力降低。

纳米SnO2、ZnO及ZnO／SnO2复合材料的气敏性能研究

以ZnO、S如纳米颗粒及ZnO／SnO2复合纳米材料分别作为气敏基料制成旁热式气敏元件，运用扫描电镜观察产物的形貌，用静态配气法对浓度为100ppm的甲烷气体进行气敏性能的测试。结果表明，这几类元件的最佳工作温度及灵敏度差异较大，当工作温度为350℃时SnO2纳米颗粒的气敏性能最佳。此温度下，SnO2响应时间和恢复时间也比纯ZnO纳米颗粒分别缩短了2S和3S。

用于NO_(2)室温检测的ZnO/Ti_(3)C_(2)T_(x)纳米复合材料气体传感器

通过种子层诱导自组装的方式合成了ZnO/Ti_(3)C_(2)T_(x)纳米复合材料,并对其结构和微观形貌进行分析。结果显示,与ZnO气体传感器相比,ZnO/Ti_(3)C_(2)T_(x)气体传感器在对10^(-5)NO_(2)响应度变化不大的情况下,工作温度大幅度降低,实现了室温检测;并对其可能的气敏机理进行了深入分析。实验工作表明了ZnO/Ti_(3)C_(2)T_(x)气体传感器在NO_(2)的室温检测中具有潜在的应用价值。

ZnO/TiO_2纳米复合光电转换材料制备的研究进展

将ZnO和TiO2复合形成ZnO/TiO2纳米复合材料,从而改善二者的光电转换性能成为近年的研究热点之一。总结了目前常用的ZnO/TiO2纳米复合材料的制备方法,并对每一种方法的优缺点进行了分析。阐述了ZnO和TiO2特殊形貌、暴露特殊晶面的控制制备,简单介绍了其在环境污染治理、分解水制氢等光电转换方面的应用,为今后寻找制备性能更为优异的ZnO/TiO2纳米复合光电转换材料的方法提供了参考。并提出通过对ZnO/TiO2纳米复合材料的改性、形貌和晶面控制来进一步提高材料的光电转换性能将是今后研究的重点。

核-壳结构ZnO/TiO_2复合材料的制备及其光催化性能研究

采用电化学阳极氧化法制得结构规则、有序的TiO2纳米管,以TiO2纳米管为基质,在一定水热条件下合成核-壳结构的TiO2/ZnO复合纳米材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见光谱(UV-VIS DRS)等分析手段对所得材料的结构、形貌及光催化性能进行分析和表征。实验结果表明:TiO2/ZnO复合纳米材料的光催化性能较单一TiO2、ZnO纳米材料有所提高。当前驱体溶液加入量为20 mL,甲基橙溶液初始pH为3时,TiO2/ZnO复合纳米材料的光催化效率最高。

核-壳结构的TiO_2/ZnO纳米材料的制备

采用电化学阳极氧化法在含氟溶液中制得结构规则、有序核-壳结构的TiO2纳米管,再以上述TiO2纳米管为基质,在一定条件下水热合成制得TiO2/ZnO纳米复合材料,对所制备的纳米复合材料进行表征。在阳极氧化电压为60 V、反应时间9 h、溶液pH=6时制得的TiO2纳米管形貌最佳,当锌浓度为0.2 mmol/L时制得TiO2/ZnO纳米复合材料的包覆明显且清晰;同等条件下采用SDS制得的纳米材料尺寸比用CTAB的小。

CaF_2/ZnO的制备及光催化性能研究

ZnO因其费用低、活性高、无毒等特点,在光催化领域有着广泛的应用前景。通过向ZnO中掺入其它物质制备复合材料,可以达到调控ZnO的光催化性能的目的,扩大ZnO的具体应用范畴。以ZnO为主体研究材料,向ZnO中加入不同质量比的CaF_2,通过沉淀法制备CaF_2/ZnO复合材料。利用x-射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对此复合材料的晶相、组份及微观结构进行表征。通过紫外-可见吸收光谱研究该复合材料在可见光、紫外光下降解亚甲基蓝的效率,发现与纯ZnO相比,可见光下CaF_2/ZnO复合材料对亚甲基蓝的降解效率随着掺入CaF_2的质量比的提高,呈现先下降后升高的趋势;而紫外光下CaF_2/ZnO复合材料对亚甲基蓝的降解效率都要比纯ZnO要高。

ZnO纳米粒子沉积MoS_2纳米片的组装及其光催化性能

通过室温搅拌混合过程,将前驱物ZnO纳米粒子悬浊液与MoS_2纳米片悬浊液按一定比例直接混合,制得ZnO纳米粒子沉积在MoS_2纳米片表面上的纳米复合材料。使用各种测试技术对这种复合材料进行了表征,结果表明,ZnO纳米粒子呈六方晶相,形貌由两部分构成,一部分呈纳米棒状,直径主要在2~9nm之间;另一部分呈近球形,粒径主要在3~10nm之间;MoS_2纳米片是2H型晶相,呈单层或少层。由于在光照下ZnO上的电子传递到MoS_2纳米片表面,ZnO在510nm附近的激子发光带强度明显减弱。对罗丹明B的光催化性能测试结果证实,在可见光照射下,复合材料的光催化活性与纯MoS_2纳米片基本相当;而在紫外光照射下,复合材料的光催化活性最高,在光照160min后,其光降解率可达92%。

ZnO-TiO_2在三相光催化反应器中降解酸性大红的研究

以Ti(SO4)2和ZnSO4.7H2O为原料,利用共沉淀法制备了ZnO-TiO2纳米复合材料作为光催化剂,用XRD和UV-vis等对其进行了表征。在自制的三相内循环光催化反应器中,对pH值、催化剂加入量、酸性大红初始浓度对降解率的影响进行了探讨。结果表明,当pH=10、催化剂用量为0.8mg/L、初始浓度为25mg/L、光照时间为90min时,酸性大红的降解率可达98.82%;动力学研究表明:在实验浓度范围内,酸性大红的光催化反应符合一级动力学方程,反应速率常数(k)与初始溶液浓度(C0)的关系为lnk=-0.8096lnC0-1.2362。

纳米粒子的结构对EVOH纳米复合物性能的影响

为研究纳米填充物对EVOH基体性能的影响,采取熔融共混的方法,用EVOH-56作为基体,按照不同比例填充了化学结构或聚集态结构不同的纳米粉体,从而制备出不同的EVOH纳米复合体系。根据TPT方程,计算出与复合体系中各组分间相互作用相关的参数B值,EVOH-56/纳米TiO_2复合材料的B值(16.493)大于EVOH-56/纳米ZnO复合材料的B值(3.806);随着纳米粉体含量的增加,两种复合物体系的熔体温度升高约6%;而在相同纳米粉含量条件下,EVOH-56/纳米ZnO体系的加工扭矩比EVOH 56/纳米TiO_2体系低5%～10%;在力学性能方面,EVOH-56/nano-ZnO体系的屈服强度值和弹性模量值均优于EVOH 56/nano-TiO_2体系。

MoS_(2)-ZnO多孔纳米片的光催化及其室温气敏传感性能

为开发一种高性能、可回收、低成本的光催化剂,本论文使用水热法制备了多孔结构的ZnO纳米片复合MoS_(2)(MoS_(2)-ZnO)光催化材料。通过XRD、SEM、光致发光光谱(PL)、XPS等手段对样品的形貌、光学性质等进行了测试表征。结果表明,所制备的MoS_(2)-ZnO样品为多孔片状结构;这种复合结构中MoS_(2)不仅有助于增强ZnO中光生载流子的分离效率,而且还能增强可见光区的吸收,从而提高光催化和气敏性能。在模拟太阳光下,MoS_(2)-ZnO纳米复合材料对高浓度(15 mg/L)的亚甲基蓝染液(MB)表现出较高的光催化降解活性。同时,MoS_(2)-ZnO制备的气敏传感器对低浓度(2.05 mg/m^(3))NO_(2)还具有较高的灵敏度。本工作为制备高效太阳能驱动的光催化剂和气体传感器提供了重要参考。