Fe-ZnO(000)体系的界面化学作用及表面形貌

采用同步辐射光电子能谱、原子力显微镜及场发射扫描电镜等技术研究了3 nm Fe薄膜在极性ZnO(000)表面的沉积和退火过程中的界面化学过程.结果表明:在低覆盖度下,Fe价层电子与极性ZnO表面间存在较强电子迁移作用;当覆盖度超过1个原子层后,Fe与ZnO的反应在热力学上被禁阻;室温下Fe在表面形成直径约为20 nm的岛状结构,通过对样品退火处理,发现Fe-ZnO在600℃时开始发生强烈作用,形成Fe的氧化态峰,并于800℃完全转换为Fe2+,随着退火温度的继续提高,Fe有继续向Fe3+转变的趋势,并在ZnO表面形成直径120 nm左右的氧化物岛结构.

可见光响应Fe掺杂ZnO/凹凸棒石复合材料的制备和光催化性能

采用直接沉淀法制备了Fe掺杂ZnO/凹凸棒石(Fe-ZnO/ATP)复合材料,评价了其在可见光条件下(>400 nm)光催化降解高浓度亚甲基蓝(MB)溶液的性能,并系统研究了ZnO负载量、Fe掺杂量和焙烧温度等对复合材料吸附性能和光催化性能的影响。结果表明,ATP的复合增强了复合材料对MB的吸附能力,MB在最佳条件下制备的Fe(0.3%)-ZnO(50%)/ATP复合材料上降解的表观反应速率常数(k_(app))为4.2×10^(-3)min^(-1),反应3.5 h后的降解率可达65.40%,与ZnO相比较,kapp和MB的降解率提高了2.6倍。XRD、TEM和UV-Vis-DRS的结果表明,复合材料中ATP的结构在热处理过程中基本保持不变,复合材料中Zn O的粒径明显减小,暴露了更多的活性位点。另外,Fe的掺杂可明显增强复合光催化剂对可见光的吸收,增强了对光的利用效率,从而使复合材料显示出优异的光催化活性。

基于Fe@ZnO纳米材料的高灵敏度乙醇传感器

采用化学还原法和溶胶凝胶法制备具有核壳结构的Fe@ZnO纳米材料,通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对Fe@ZnO纳米颗粒的形态、结构等进行表征,用此核壳结构的乙醇传感器在室温下检测乙醇,研究该纳米材料对乙醇的传感特性。Fe@ZnO是一种很有前途的、可用于检测室温下低浓度的乙醇气体的传感器,该传感器性能稳定、反应灵敏。对Fe@ZnO纳米颗粒的乙醇传感特性的系统研究有助于开发检测乙醇气体的传感器。

掺铁ZnO光催化氧化甲苯气体研究

为了提高光催化剂在可见光下的催化活性,以Zn(NO_3)_2·6H_2O,NH_2CONH_2为原料,采用超声辅助均匀沉淀法制备了Fe^(3+)掺杂ZnO光催化剂(F-ZnO),并用热重(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对产物进行了表征。研究了超声反应时间、Fe^(3+)的掺杂量、原料配比、焙烧温度、甲苯初始浓度等因素对光催化降解甲苯气体的影响。研究表明,在超声反应时间为1 h,Fe^(3+)掺杂量为0.5%(摩尔分数),M(Zn(NO_3)_2·6H_2O):M(NH_2CONH_2)=1︰2,焙烧温度为450℃条件下制备的催化剂催化活性最佳。当甲苯初始质量浓度为100 mg/m^3,光反应时间为3 h时,可见光下FeZnO对甲苯的降解率可达到84.7%。该催化剂在有机废气治理领域具有潜在的应用价值。

Fe掺杂ZnO纳米薄膜的光致发光(英文)

采用溶胶-凝胶法制备了Zn1 -xFexO (x=0.01, 0.05, 0.10)纳米薄膜。X射线衍射谱显示所有样品均具有六角纤锌矿结构。而且在X射线衍射谱中没有发现其他相存在。研究了在不同的溶液浓度、退火温度和Fe浓度下制备的掺杂ZnO薄膜的光致发光谱。结果表明,热退火提高了样品的光学质量。溶液浓度为0.1 mol/L,且Fe含量较低的条件下,样品的光学质量有所提高。

铁掺杂氧化锌的制备及其对甲基橙的光催化降解(英文)

采用一种简单的方法制备了铁掺杂氧化锌的粉末,将其作为光催化剂对甲基橙(MO)的光催化降解进行了研究。通过X射线衍射图谱(XRD)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、扫描电子显微镜(SEM)对所合成样品进行了表征。结果表明,采用铁掺杂氧化锌光催化剂,甲基橙的光催化降解显示出比纯氧化锌催化剂更高的光催化降解率,这被归因于铁的掺杂使颗粒的表面性质改变,有效的阻止了团聚,改善了紫外可见光的吸收。铁掺杂氧化锌光催化剂是甲基橙光催化降解过程的一种有潜力的光催化剂。

Fe掺杂片状ZnO晶体的制备及光学性能研究

采用均匀沉淀法在常温开放体系下制备了片状ZnO晶体前驱物,经600℃煅烧得到纯ZnO晶体;在此基础上,采用原位掺杂的方法制备了片状掺Fe的ZnO晶体。通过体视显微镜、XRD、UV-Vis吸收和PL研究了Fe掺杂对片状ZnO晶体结构和光学性能的影响。结果显示掺Fe后ZnO晶体仍具有正六边形形貌和纤锌矿结构,其在398nm处的紫外发射峰和458nm处的蓝光发射峰位置保持不变,但晶片直径减小,禁带宽度增大,发光峰强度降低。

反溶剂沉淀法合成Fe^(3+)掺杂ZnO纳米结构及其可见光催化性能

以氯化胆碱-草酸低共熔溶剂(ChCl-OA DES)为溶剂,ZnO和Fe_2O_3为原料,通过简单的反溶剂沉淀法制备出不同掺杂浓度的Fe^(3+)掺杂ZnO (Fe-ZnO)纳米结构。采用SEM、XRD、拉曼光谱、XPS等手段对所制Fe-ZnO结构与形貌进行了表征。结果表明,Fe-ZnO是由直径为20～30 nm纳米晶组装而成的微米棒。不同掺杂浓度的Fe-ZnO纳米晶均为六方铅锌矿结构,Fe^(3+)很好地进入ZnO晶格。同时考察了所制Fe-ZnO的光吸收特性和光催化活性,发现Fe^(3+)掺杂使其吸收峰红移至可见光范围,有效增强了可见光区域的催化活性。当Fe掺杂量为1.0%(atom)时,样品的光催化活性最好,比ZnO增大了约102倍。这说明Fe^(3+)掺杂可改善ZnO对可见光光子的捕获能力。

Fe-Ni共掺杂ZnO/凹凸棒光催化降解废水中抗生素性能研究

以水热法制备了Fe-Ni共掺杂的ZnO/凹凸棒(Fe-NiZnO/ATP)光催化剂,通过XRD和FT-IR对其结构进行了表征,考察了催化剂用量、溶液pH值、光照条件、抗生素种类等因素对催化剂降解抗生素性能的影响。结果表明,Fe-Ni-ZnO/ATP中,ZnO为六方纤锌矿结构,Fe主要以Fe2O3的形式存在,Ni2+取代了ZnO晶格中的部分Zn2+并造成晶格缺陷,部分Zn2+进入了ATP层间生成了Zn-OSi键,实现了与ATP的复合,并促使其层间距增大。Fe-Ni共掺杂拓宽了催化剂的光谱响应范围和提高了其催化活性,当催化剂投入量为2.5g/L、溶液pH值为6时,在可见光下反应90min后,该催化剂对30mg/L的诺氟沙星降解率可达90.63%,并且,在相同条件下,该催化剂对其他两种抗生素废水的降解率均在80%以上,表现出良好的普适性。此外,该催化剂还具有良好的再生性能。

并流沉淀法合成Fe掺杂ZnO及其光催化脱氮性能

以Zn(NO_3)_2·6H_2O与NH_3·H_2O为原料,采用并流沉淀法合成了Fe掺杂ZnO,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见漫反射(UV-vis DRS)及比表面积(BET)等测试方法对产物的结构与形貌进行了表征;并以吡啶(Py)石油醚溶液为模拟污染物,考察了其光催化脱氮性能。结果表明,当Fe掺杂量不高于1.0%时,所有复合物均拥有单一的六方晶系纤锌矿结构,尚未出现其他物相。Fe掺杂可有效抑制ZnO晶粒的生长,增大产品的比表面积,并拓宽其光响应范围,显著提高催化剂的光催化活性。处理初始浓度为10μg·g^(-1)的Py石油醚溶液,0.50%Fe光催化剂投加量为0.6 g·L^(-1),光照距离10 cm,经150 W高压汞灯照射50 min,Py的降解率达到65.3%。

Fe掺杂ZnO稀磁半导体的结构与磁性

以Fe(NO3)3.9H2O与Zn(NO3)2.6H2O为原料,与适量的柠檬酸配制成溶液,采用溶胶-凝胶(sol-gel)法合成干凝胶前驱体,将前驱体在空气及氩气气氛中烧结得到Zn1-xFexO样品,并用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和振动样品磁强计(VSM)对所制备样品的结构和磁性进行研究.结果表明,在氩气中烧结时,Fe在ZnO中的掺杂摩尔分数小于4%,在空气中烧结时,Fe在ZnO中的掺杂摩尔分数约为10%,在两种气氛下制备相同掺杂摩尔分数样品的磁性不同,是由于Fe在样品中所处的价态不同,从而影响了样品的结构及磁性.

Fe的引入对氧化锌变阻器性能的影响

研究了Fe元素杂质的引入对ZnO压敏电阻器性能的影响。随着铁杂质含量的增加,压敏电阻的冲击残压提高,耐脉冲冲击能力急剧下降。XRD图谱表明Fe元素部分进入了尖晶石相,在晶粒交界处形成了Zn_7Sb_2O_(12)-ZnFe_2O_4固溶体,并且有部分Fe元素进入了ZnO晶粒内部,使ZnO晶粒的晶格常数减小。铁离子替代锌离子并形成半数的锌晶格空位。3价铁离子在瓷体烧结降温阶段与部分施主掺杂或填隙锌离子形成的导电电子复合使氧化锌晶粒电阻率提高,导致材料大电流区非线性降低,压敏元件承受脉冲冲击时的残压提高。

以陶瓷球为载体的铁掺杂氧化锌纳米棒光催化降解甲醛气体(英文)

采用简单的湿化学法在陶瓷球上制备了纯氧化锌和铁掺杂的氧化锌纳米棒。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)对样品的结构、形貌和光学性能进行了表征和分析。研究了纯氧化锌及铁掺杂的氧化锌在紫外光照射下对甲醛气体的降解效率。结果表明与纯氧化锌相比,铁掺杂的催化剂表现出更优越的光催化活性。当Fe的掺杂量为4%时,催化剂对甲醛的降解效率最高。催化剂具有良好的稳定性,可以重复利用,循环使用10次之后,催化效率仍可达到85%。

掺铁氧化锌协同微波的羽绒抗菌工艺研究

探讨适用于羽绒的抗菌工艺。利用直接沉淀法合成掺铁氧化锌粉体。在微波协同作用下,测定了不同羽绒与粉体的质量比、不同微波功率、不同微波温度和不同微波时间处理下,掺铁氧化锌粉体对羽绒的抑菌率。结果表明:掺铁氧化锌协同微波抗菌的最佳工艺条件为羽绒和掺铁氧化锌的质量比1∶3,微波功率100 W,微波温度47℃,微波作用时间2min,最高抑菌率63.82%,回收一次后的抑菌率46.26%。认为该粉体对羽绒有较好的抗菌效果。

可见光响应Fe掺杂ZnO的制备及光催化性能的研究

以硝酸锌、氯化铁等为原料,采用水热合成法制备不同比例Fe掺杂的ZnO光催化剂(Fe-ZnO)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、拉曼散射(Raman)和紫外可见(UV-vis)漫反射光谱对样品的形貌、结构、相组成进行表征。结果表明,Fe已经掺入了ZnO晶格中;掺杂使光吸收带向红外区域扩展,提高可见光响应。BET测试发现Fe掺杂的ZnO材料具有很好的结构稳定性和相当高的比表面积,对Cr(VI)水溶液进行降解实验,结果显示Fe掺杂后ZnO具有较高的光催化活性和良好的稳定性。

低温液相法制备掺铁氧化锌及其光催化活性

探索低温液相法合成掺Fe的Fe∶ZnO,Fe∶Zn摩尔比为0.01~0.03,通过调整氢氧化钠的量来控制氧化锌的微观形貌,利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、紫外-可见光谱（UV-vis）、荧光光谱（PL）对所合成的材料进行表征,采用紫外照射测试样品对甲基橙的光催化降解率。结果表明：在80℃水溶液环境下低温合成及随后干燥,成功制备出了掺杂不同Fe含量的Fe∶ZnO纳米片,所获得的样品均为纤锌矿结构,结晶度高。随着Fe掺杂量的增加,样品的紫外-可见吸收光谱红移,在可见光区吸收增大,带隙减小;适量的Fe掺杂可以降低样品光生电子与空穴的复合率,提高样品光催化性能。掺杂Fe量为1.5%的Fe∶ZnO的样品光催化降解甲基橙的效率最高,紫外光照反应5h后对甲基橙的光催化降解率相对于纯的ZnO提高了43.8%。

均匀沉淀法制备ZnO、Fe/ZnO光催化剂

以六水合硝酸锌、九水合硝酸铁和CO(NH2)2为原料,采用均匀沉淀法并且改变实验条件制备了纯纳米ZnO和纳米Fe/ZnO光催化剂。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所有样品进行表征,并对部分样品进行了X射线能谱分析仪(EDS)测试。结果显示所有样品均为六方纤锌矿结构。此外,所有样品均由小颗粒聚集在一起而形成了形状、大小各不相同的团聚物或颗粒膜。而且随煅烧温度和Fe掺杂浓度的改变,Fe/ZnO样品的晶粒尺寸和表面形貌也随之变化。以甲基橙溶液作为污染物,在高压汞灯的照射下进行了光降解实验,实验结果表明:Fe掺杂Fe/ZnO样品的光催化性能相较纯纳米ZnO样品得到了改善。当Fe掺杂量为1.5%时Fe/ZnO样品的光催化性能最好;另外,适当煅烧温度也使Fe/ZnO样品的光催化活性得到了提升,其中最适煅烧温度为500℃。无论是Fe的掺杂浓度还是煅烧温度,适当的Fe的掺杂浓度和煅烧温度都有利于改善Fe/ZnO样品光催化剂的性能。

RBS和XRD研究Fe、N共掺ZnO薄膜的制备

以Zn3N2:Fe为前驱物,用热氧化法在石英玻璃衬底上成功制备了一组Fe、N共掺杂的ZnO薄膜。用卢瑟福背散射(RBS)和X射线衍射(XRD)研究了Zn3N2:Fe在不同热氧化温度下的退火行为和结构演变。实验结果显示:刚长成的样品为Zn3N2:Fe薄膜;300oC氧化后,样品表层的Zn3N2:Fe转化为ZnO:(Fe,N),表层以下的膜层未被氧化;退火温度高于400oC时,Zn3N2:Fe薄膜全部转化为多晶结构的ZnO:(Fe,N)薄膜;500oC退火,薄膜开始向衬底扩散;600oC–700oC退火,薄膜向衬底扩散明显。在XRD灵敏度范围内,薄膜中未发现Fe团簇或与Fe相关的二次相(如Fe3O4、Fe2O3、FeO)。SQUID测量显示:在500oC退火条件下,ZnO:(Fe,N)薄膜的室温饱和磁化强度(Ms)最大。

热镀铁锌渣制纳米ZnO的光学吸收及抑菌性能

通过研究热镀锌厂铁锌渣所制备的纳米ZnO的紫外吸收和生物学抑菌性能,发现纳米ZnO的紫外屏蔽作用强,可见光透光性好,紫外吸收边明显蓝移。抑菌实验研究发现,纳米ZnO对2种革兰氏阳性菌和2种革兰氏阴性菌的混合菌的抑制能力比普通ZnO强很多,且光照条件下的抑菌能力更强。当纳米ZnO含量在1%以上(质量分数)时,抑菌率达99.9%。这为利用作为二次资源的热镀锌渣提供了有益的参考。

氧化锌与氧化铁纳米材料的化学制备

采用水解法及室温液相反应法制备了氧化锌与氧化铁纳米材料 .在制备氧化锌实验中 ,氧化锌产率为 95 .6 8%,产品色泽良好 ;制备氧化铁材料的实验表明 ,影响水解的因素主要有温度、p H值 (水解液 ) 。