直接Z型Zn2SnO4-xNx/ZnO1-yNy异质结光催化剂的制备及机理

采用微波溶剂热法成功制备直接Z型Zn2SnO4-xNx/ZnO1-yNy核壳结构异质结光催化剂。2种物质不同的功函数改变了其表面电荷密度,并在界面处形成内建电场,导致其从传统的Ⅰ型镶嵌异质结转变为Ⅱ型异质结,再转变为Z型异质结构。N杂质原子替代O原子进入Zn2SnO4和ZnO的晶格,在两者的价带(VB)顶部形成双杂质能级。核壳结构的Z型异质结光催化剂对罗丹明B的降解速率为纯相Zn2SnO4-xNx的1.40~1.43倍,同时具有良好的循环稳定性,且可以降解亚甲基蓝、甲基橙、水杨酸等污染物。Z型异质结的形成使其光生电子-空穴对具有较强的氧化还原能力,而双杂质能级的存在可以拓宽其光响应范围并提高载流子的分离效率。因此,Zn2SnO4-xNx/ZnO1-yNy异质结光催化剂高的光催化活性归因于Z型异质结和双杂质能级的协同作用。

ZnO/Zn2SnO4纳米电缆结构表征与发光特性

ZnO、Zn2SnO4均为直接带隙宽禁带氧化物半导体,是优异的功能材料.以ZnO、SnO2为原料,通过共热蒸发法,合成了ZnO/Zn2SnO4纳米电缆结构.该纳米电缆结构为以ZnO为芯,Zn2SnO4为鞘,直径为50~100nm,长度可达上百微米.通过TEM分析手段,发现该纳米电缆结构中,ZnO的生长方向为〈0001〉方向,ZnO芯与Zn2SnO4鞘之间形成晶格外延关系.室温下光致发光谱结果显示,该纳米电缆结构在紫外区域（380.58nm附近处）存在很强的带边发光,而在可见光区域没有明显的发光带,这一结果表明：Zn2SnO4鞘层的存在能有效抑制ZnO表面的缺陷发光.ZnO/Zn2SnO4纳米电缆结构可以抑制电子-空穴的复合,在染料敏化太阳能电池等方面有一定的应用潜力.

锡酸锌的合成及其三乙胺气敏性能研究

三乙胺(TEA)目前在工业上应用较广,其作为挥发性有机物,有强烈的刺激性气味且易燃,严重威胁到人们的生命安全,因此,需要对其进行及时有效的监测。采用水-溶剂热法合成出类海胆状Zn2SnO4材料,对其进行TG、XRD、SEM等表征,并将其制备成传感器。该传感器的最佳工作温度为160℃,100ppm TEA气体的灵敏度为26.04,且具有较好的选择性。

Zn_2SnO_4纳米线高压下的相变研究

利用金刚石对顶压砧(DAC)对具有反尖晶石结构的透明导体氧化物Zn2SnO4(ZTO)纳米线进行了原位高压同步辐射角散X射线衍射(ADXRD)研究。结果发现:在压力为12.9GPa附近,晶体的对称性降低,并发生晶体结构相变,产生中间过渡相;当压力为32.7GPa时,发生高压相变,形成高压相。在样品加压前后,纳米线的形貌发生了很大的变化。通过Birch-Murnaghan方程,拟合得到B′0=4时的体弹模量B0=(168.6±9.7)GPa。

Zn_2SnO_4气敏材料的水热合成及其掺杂改性

采用分析纯的ZnAc2.2H2O和SnCl4.5H2O作为起始原料,控制适当的pH值和离子浓度,在200℃温度条件下水热法反应24 h得到Zn2SnO4微粉;通过浸渍法制备了Pd、Au、La掺杂的Zn2SnO4粉体;利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)对合成材料的结构、尺寸和形态进行了表征;采用静态配气法测试了材料的气敏性能。结果表明:在200℃水热条件下可直接合成Zn2SnO4,所得材料是比较规整的立方晶型,粒径大约为200 nm,纯Zn2SnO4对H2S、乙醇蒸气、乙醇汽油等有机蒸气具有较好的灵敏度,通过金属离子掺杂能明显提高材料对乙醇蒸气、乙醇汽油等气体的灵敏度和选择性。

Zn-Sn-O系统透明导电薄膜的制备及其性能

本文采用溶胶-凝胶（Sol-Gel）过程和旋涂技术,通过高温烧结,得到了Zn-Sn-O系统的薄膜。结合干凝胶的差示扫描热分析（TG-DSC）和薄膜的X射线衍射分析（XRD）,研究了干凝胶在烧结过程中发生的反应。通过控制溶胶的组成和薄膜烧结温度,得到了较纯净的Zn2SnO4晶相薄膜和ZnSnO3晶相薄膜。ZnSnO3晶体薄膜的电阻率显著低于Zn2SnO4晶体薄膜;N2气氛热处理后,ZnSnO3薄膜的电阻率升高而Zn2SnO4薄膜的电阻率大幅降低;当[Zn]/[Zn＋Sn]=50.3at%时,薄膜的晶相仍为ZnSnO3,其电阻率较[Zn]/[Zn＋Sn]=50.0at%的薄膜降低,约为8.0×102Ω.cm-1。通过上述两种晶相薄膜的X射线光电子能谱分析（XPS）,探讨了这两种晶体不同的导电机理：Zn2SnO4晶体通过其中的氧空位导电,而ZnSnO3晶体则以间隙阳离子导电。紫外-可见光透过率（UV-Vis）分析表明：Zn2SnO4和ZnSnO3晶体薄膜在400~900nm的可见光波段的透过率可达80%以上。

Zn_2SnO_4立方体的水热合成及其荧光性质

利用水合肼作缓释型碱源和络合剂,采用水热法合成了Zn2SnO4立方多面体。XRD物相分析表明,产物为结晶良好的立方反尖晶石结构Zn2SnO4。FESEM和TEM形貌分析表明,该Zn2SnO4微晶为边长100～400 nm左右的立方体,其光致发光光谱是蓝-绿光发射带(中心590 nm处),在400℃空气气氛下退火1 h后,蓝-绿光发射带的强度显著降低。这主要是因为退火处理提高了晶体质量,降低了氧空位浓度,从而降低了可见光发射带的强度。

碳包覆Zn_2SnO_4锂电池负极材料的制备及电化学性能研究

利用Zn2SnO4纳米颗粒和葡萄糖为反应物,通过简单的水热法制备了碳包覆的Zn2SnO4纳米颗粒。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热重分析(TG)和拉曼光谱对样品的结构、形貌和性质进行了表征。XRD和SEM结果表明制备了立方尖晶石型Zn2SnO4纳米颗粒。TEM、TG和Raman结果表明制备了碳包覆的Zn2SnO4。电化学性能测试结果表明在200 mA/g的较大电流密度下,碳包覆Zn2SnO4纳米颗粒首次充放电容量分别为1429.2 mAh/g和737.7 mAh/g,库伦效率为51.6%。经过50次循环后放电容量保持374.8 mAh/g,表现出良好的循环性能,优于纯Zn2SnO4纳米颗粒。碳材料的引入抑制电极材料体积膨胀同时提高了其导电性能。

碳修饰Zn_2SnO_4纳米颗粒的制备及光催化性质研究

利用葡萄糖做碳源，通过简单的水热法制备了碳修饰的Zn2SnO4纳米颗粒。利用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对样品的结构和形貌进行了表征。实验结果表明本方法制备的Zn2SnO4为立方尖晶石结构，形貌为纳米颗粒，分散性好，粒径在10-50nm左右。拉曼光谱（Raman）表明制备的Zn2SnO4纳米颗粒中有无定型碳的存在。用所制备的样品对亚甲基蓝进行紫外光照射下的光降解实验，结果表明碳修饰的Zn2SnO4纳米颗粒光催化效率比不含碳的有所提高，可能原因是无定形碳材料具有良好的吸附力和导电能力。

尖晶石型Zn_2SnO_4光催化剂的制备与活性研究

运用化学共沉淀法,制备尖晶石型Zn2SnO4纳米粉体。通过X射线衍射分析(XRD)、光电子能谱分析(XPS)、扫描电镜(SEM)、光度法等手段研究粉体的结构。以波长λ=312 nm的光源对甲基橙和茜素红水溶液进行光催化降解实验,讨论光催化剂用量、染料浓度、催化剂烧结时间、试液的pH值、光照时间等与染料脱色率的关系。结果表明,该复合氧化物粉体平均粒径小于30 nm,属立方晶系,具有良好的光催化活性。

Zn_2SnO_4/RGO锂离子电池负极材料的制备及其电化学性能的研究

高能量密度、快速充放电能力以及长循环使用寿命的新型电极材料的开发是锂离子电池应用领域面临的一个重大的课题。本文以SnCl_4·5H_2O、ZnCl_2与氧化石墨烯(RGO)为原料,以N_2H_4·H_2O为矿化剂与还原剂,聚乙烯醇(PEG)作为分散剂,通过一步水热法合成了Zn_2SnO_4/RGO复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)对Zn_2SnO_4/RGO复合材料的结构与形貌进行了表征,结果表明:Zn_2SnO_4纳米颗粒均匀的负载在还原氧化石墨烯(RGO)片层上,形成良好的导电网络;Zn_2SnO_4/RGO在100mA/g电流密度下循环80周后的可逆比容量仍有810(mA·h)/g,而Zn2SO4空白样品在相同的电流密度下可逆比电容量小得多;石墨烯的引入阻止了Zn_2SnO_4纳米颗粒的团聚,同时也提高了Zn_2SnO_4/RGO复合材料的导电性,使其在锂离子电池的应用方面具有广阔前景。

以NaHCO_3为矿化剂溶剂热合成Zn_2SnO_4纳米粉体

以NaHCO3为矿化剂采用溶剂热法合成了Zn2SnO4纳米粉体,通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)考察了矿化剂浓度、溶剂热反应温度和时间、表面活性剂等对样品组成、结构和形貌的影响,结果表明:矿化剂浓度较低时所得样品为SnO2,矿化剂浓度为1.0 mol/L、溶剂热反应温度和时间为200℃,24 h时,可得立方结构的分散均匀的Zn2SnO4纳米粉体,添加表面活性剂PVP后,样品粒度增大,立方块形貌更加明显.

纳米Zn_2SnO_4的水热合成及电化学性能

以SnCl4·5H2O,ZnCl2和N2H4·H2O为原料,用水热法制备Zn2SnO4纳米粉体.利用XRD,TEM和循环伏安等测试手段研究Zn2SnO4材料的结构、形貌及电化学性能.结果表明,当原料配比n(Zn)∶n(Sn)∶n(N2H4.H2O)=2∶1∶8时,180℃下水热合成24 h,得到晶型发育良好的纯相Zn2SnO4纳米材料.其首次放电和充电容量分别为1 634和709.7 mA.h/g,循环30次之后放电容量为483.7 mA.h/g,表现出较好的电化学性能.

Zn/Sn热共蒸发制备ZnO/Zn_2SnO_4/SnO_2同轴纳米电缆

为了研制优质气敏传感器的ZnO系气敏元件,以Zn粉和Sn粉为原料,通过热共蒸发法,在900℃的氧气气氛中,制备了直径为80～150nm的三层同轴ZnO/Zn2SnO4/SnO2核壳结构的纳米电缆.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)试验对纳米电缆的形貌、组成成分以及微观结构进行了表征.测得该三层同轴ZnO/Zn2SnO4/SnO2核壳结构的纳米电缆的芯核为SnO2,中间层为Zn2SnO4化合物,外壳层为ZnO,且有铅笔状、三角金字塔状和四棱锥状三种不同纳米形貌.

不同尺寸ZnO的光催化性能比较及Zn_2SnO_4修饰纳米ZnO性能评价

研究了ZnO尺寸及Zn_2SnO_4(ZTO)对ZnO光催化性能的影响。通过胶体自组装法和水热合成法分别制备了两种不同尺寸的ZnO,应用X射线衍射、扫描电镜等手段对催化剂进行了表征,并以λ=365nm的紫外光为光源,以甲基橙模拟染料污染物,评价了不同尺寸ZnO的光催化活性和光稳定性。结果表明,纳米ZnO拥有更高的催化活性,而微米ZnO的光稳定性相对更佳。对拥有较高催化活性的纳米ZnO辅以ZTO修饰,考察了ZTO的复合对纳米ZnO催化性能的影响。结果表明,被ZTO修饰的纳米ZnO光稳定性有较大的提升,同时催化活性比单纯纳米ZnO得到提升。实验结果结合理论研究表明,异质结构型的复合催化剂能有效分离光生电子-空穴,而ZTO与ZnO的能带位置关系决定空穴转移至ZTO,有效阻止了空穴对ZnO的腐蚀作用。研究和理论共同证实了ZTO是ZnO光稳定剂的合适选择。

Zn_2SnO_4多面体的水热合成及气敏性能研究

采用水热法合成了锡酸锌(Zn_2SnO_4)多面体,通过X射线衍射和扫描电子显微镜对其物相和形貌进行了表征,并测试了基于Zn_2SnO_4多面体所制得的气敏元件的气敏性能。研究结果表明,气敏元件对乙醇具有良好的选择性,在300℃的最佳工作温度下,气敏元件对浓度为1000mg/L的乙醇气体的灵敏度达到19.2。

优化制备Zn_2SnO_4显著提高其光催化活性的研究

以氢氧化钠为沉淀剂,将锡盐和锌盐共沉淀得到固体,将固体煅烧得到锡酸锌(Zn_2SnO_4),通过优化煅烧温度和煅烧时间,得到光催化活性最佳的Zn_2SnO_4的制备条件.以光催化降解Rh B为模型反应研究发现,当煅烧温度为1 073 K、煅烧时间为3 h时,所得的Zn_2SnO_4光催化性能最佳,紫外光照射30 min,其对Rh B的降解率为97.7%.采用扫描电镜、粉末XRD和紫外-可见漫反射分别表征了光催化活性最佳Zn_2SnO_4的形貌、晶相结构和光学性质,以探究其活性提高的原因.

Zn_2SnO_4和Zn_2Sn_(0.8)Ti_(0.2)O_4/C的制备和电化学性能(英文)

以SnCl4.5H2O、TiCl4、ZnCl2和N2H4.H2O为原料,采用水热法制备Zn2Sn0.8Ti0.2O4纳米粉体。在此基础上,以葡萄糖和水热合成的Zn2Sn0.8Ti0.2O4为原料,以碳热还原法制备Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料。利用XRD、XPS、TEM、恒电流充放电等方法分别研究Zn2SnO4和Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料的结构、形貌和电化学性能。同时用非原位XRD、XPS和SEM分析Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料电极在充放电过程中的结构和形貌变化。合成的纯Zn2SnO4的首次放电容量为1670.8mA.h/g,循环40次后放电容量迅速衰减为342.7mA.h/g。而Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料的首次放电容量为1530.0mA.h/g,循环100次后容量还保持为479.1mA.h/g,与纯Zn2SnO4、Zn2Sn0.8Ti0.2O4和Zn2SnO4/C相比,电化学性能有较大的提高。

在乙二醇甲醚溶液中合成前驱体水解法制备Zn_2SnO_4超细粉末

在无隔膜电解槽中，加入0．15mol／L（Bu4N）Br的乙二醇甲醚溶液，保持电解温度30℃、电流密度20mA·cm^-2时，先电解锡片4h，再电解锌片4h，制得锌、锡醇盐配合物，电流效率为90．3％。采用红外、拉曼光谱对其进行了表征。结果表明，前驱体结构为Zn2Sn（OCH2CH2OCH3）8，可以有效克服团聚现象。水解、真空干燥24h后所得干凝胶在450oC煅烧2h制得纳米Zn2SnO4粉体。经X-射线衍射、电子透射显微镜测试表明，干凝胶粒径为20—30nm，锡酸锌Zn2SnO4粒径在25—35nm，纯度较高。