ZnO/TiO_(2)核-壳纳米结构的低温制备及其光电性能研究

ZnO因其自身的高电荷复合、化学性质活泼,导致其应用受到限制,通过表面修饰进行复合可实现电子-空穴的分离并提高其化学稳定性。以二水合醋酸锌、六水合硝酸锌、六氟钛酸铵为原料,采用溶胶-凝胶、水热和液相沉积相结合的方法,在低温条件下制备出ZnO/TiO_(2)单异质结。采用XRD、SEM、EDS、TEM、PL等对样品进行表征并对其光电性能进行测试。结果表明,在沉积时间为20 min时,ZnO/TiO_(2)核-壳结构形貌最规整,其中ZnO直径约115 nm,TiO_(2)薄膜厚度约7.6 nm;TiO_(2)的负载,降低了电极中光生电荷的复合,提高了ZnO对光子的收集能力,光电流密度提升大约10倍,达到0.21μA/cm^(2),表现出优异的光电化学性能。

ZnO/SnO_2核壳结构染料敏化太阳能电池性能研究

文章采用水热/溶剂热法分别合成一维ZnO纳米线阵列及均匀SnO2纳米颗粒,再通过旋涂法合成了ZnO纳米线/SnO2纳米颗粒核壳复合纳米结构。在染料敏化太阳能电池(DSSCs)中,与单一结构的ZnO纳米阵列或SnO2纳米颗粒光阳极相比,所合成的新型复合纳米结构的光阳极能有效地提高光电性能,短路电流、开路电压及转化效率分别为2.93mA/cm2、0.64V、0.74%。入射光光电转换效率(IPCE)、强度调制光电流谱(IMPS)及强度调制光电压谱(IMVS)的测试结果表明:SnO2纳米颗粒包裹层能增加比表面积,有利于染料的吸附;能有效地抑制ZnO与电解液界面的电子复合,提高了电子寿命。

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。

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。

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．

核-壳结构PS/CeO_2复合磨料的制备及其氧化物化学机械抛光性能

以无皂乳液聚合方法制备的聚苯乙烯(PS)微球为内核,硝酸铈为铈源,六亚甲基四胺为沉淀剂,采用液相工艺制备了PS/CeO2复合颗粒.利用XRD、TEM、SAED、FESEM、EDAX等手段,对所制备样品的物相结构、形貌、粒径大小和元素成分组成进行表征.将所制备的复合磨料用于硅晶片热氧化层的化学机械抛光,用AFM观察抛光表面的微观形貌,并测量表面粗糙度.结果表明,所制备的PS/CeO2复合颗粒具有核-壳结构,呈近似球形,粒径在250～300nm,PS内核表面被粒径在5～10nm的CeO2纳米颗粒均匀包覆,壳层的厚度为10～20nm.抛光后的硅热氧化层表面在5μm×5μm范围内粗糙度Ra值和RMS值分别为0.188nm和0.238nm,抛光速率达到461.1nm/min.

核壳结构CuO-Bi_2O_3@meso-SiO_2催化剂的制备及甲醛乙炔化性能

为了提高铜铋炔化催化剂的稳定性、抑制活性组分流失造成的活性下降和延长催化剂使用寿命,采用共沉淀法制备Cu O-Bi2O3粉体,并使用溶胶-凝胶法对其进行包覆制备核壳结构Cu O-Bi2O3@meso-Si O2催化剂,利用XRD、低温N2物理吸附-脱附和TEM对其织构和结构进行表征,考察在甲醛乙炔化反应中的催化活性和稳定性。结果表明,核壳结构催化剂整体外观呈球形,Si O2包覆层为有序介孔结构。与工业催化剂和未包覆的Cu O-Bi2O3粉体相比,核壳结构Cu O-Bi2O3@meso-Si O2催化剂在甲醛乙炔化反应中表现出更优异的稳定性。

Zn-ZnO核-壳间隙结构的低温水浴合成与表征

通过低温(60°C)水浴合成路线,在油酸-无水乙醇混合溶液存在的条件下,制备出Zn-ZnO核-壳间隙结构,以原料Zn球为核,并对产物直径大小产生直接影响,而沿[001]晶面生长的ZnO纳米棒为壳,棒直径为80～150nm,而且核-壳之间存在一定的间隙空间.适当的改变合成条件,可以得到不同形态的Zn-ZnO核-壳结构.通过XRD、SEM、TEM和FT-IR等分析手段,对产物结构和性能进行了不同的分析,并对Zn-ZnO核-壳结构的形成机理进行了讨论.结果表明,加入油酸-无水乙醇混合液对形成核-壳结构的间隙空间起到了重要的作用,而外壳的ZnO棒尺寸大小可通过磁力搅拌来控制。

新型核-壳结构PS/CeO_2和PS/SiO_2复合磨料的制备及其抛光性能

以聚苯乙烯(PS)微球为内核,采用液相法制备具有核壳结构的PS/CeO2和PS/SiO2复合颗粒。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、场发射扫描电子显微镜、傅里叶转换红外光谱仪和热重分析仪等对所制备样品的物相结构、形貌和粒径等进行表征。将所制备的复合磨料用于硅晶片表面二氧化硅介质层的化学机械抛光,采用原子力显微镜观察抛光表面的微观形貌,并测量表面粗糙度。结果表明:所制备的PS/CeO2和PS/SiO2复合颗粒呈近球形,粒径为250～300nm,且具有核壳包覆结构,包覆层的厚度为10～20nm;硅晶片表面二氧化硅介质层经PS/CeO2和PS/SiO2复合颗粒抛光后,表面无划痕,且非常平整,在5μm×5μm范围内,粗糙度均方根值(RMS)分别为0.238nm和0.254nm。

高效CO_2还原至CO催化剂:核/壳结构Cu/SnO_2纳米粒子

2016年我国的CO2排放己达100亿吨／年左右，约占全球的30％，除了减少化石能源的使用和降低碳排放之外，如何有效地将过量排放的CO2还原或转化，实现“碳中性”（carbon neutrality）的生态平衡是人类亟需解决的问题。

核-壳结构Fe_2O_3@SnO_2负极材料的制备及性能

用低熔点盐Li Cl和Li NO_3作为反应介质,以Fe Cl_3和Sn Cl_2为反应原料,通过低温熔盐法制备Fe_2O_3@SnO_2颗粒。对材料进行XRD、SEM和透射电子显微镜(TEM)分析,以及恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等测试。制备的Fe_2O_3@SnO_2复合材料为球形核-壳结构,电化学性能好于纯Fe_2O_3和SnO_2。SnO_2包覆量为α-Fe_2O_3的4%时,Fe_2O_3/SnO_2复合材料的充放电性能最好,以0.1 A/g的电流在0.8~2.5 V循环100次,比容量仍有1 000.7 m Ah/g。

核-壳结构SiO_2@SrAl_2Si_2O_8∶Eu^(2+)粒子的制备及其性能

采用溶胶-凝胶法制备了核-壳结构SiO2@SrAl2Si2O8∶Eu2+粒子.经1000℃煅烧,在粒径约为350~400nm的单分散SiO2微球表面包覆了一层SrAl2Si2O8∶Eu2+.分别以X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、光致发光(PL)对合成产物进行了表征.XRD结果表明,SrAl2Si2O8∶Eu2+包覆层为六方相结构;SEM分析表明,在进行包覆后,核-壳结构SiO2@SrAl2Si2O8∶Eu2+粒子仍然呈良好的单分散状态;TEM分析表明,核-壳结构粒子存在明显的包覆层,其厚度约为20~30nm;激发和发射光谱测试表明,Eu2+有效地掺入了SrAl2Si2O8基质中,并具有良好的发光性能,SiO2@SrAl2Si2O8∶Eu2+的激发光谱峰值在361nm,发射光谱峰值在441nm,为Eu2+5d-4f跃迁.

核-壳介孔SiO_2微球的超微结构及拉曼光谱分析

采用溶胶-凝胶法制备了核-壳介孔SiO2微球,分别利用透射电镜和拉曼光谱对该微球的超微结构进行了观察及光谱分析。结果表明:制备的核-壳介孔SiO2微球是由外表面孔径为7nm、厚度30nm的有序介孔SiO2壳层,包裹着核直径为200nm的实心SiO2微球所组成,介孔壳层具有较大的比表面积,具有良好的光谱性质。

Ag/SiO_2核-壳结构球的制备与光学性质(英文)

采用Stber方法,以AgNO3与柠檬盐钠还原反应所制备出的Ag纳米颗粒为种子,合成了Ag/SiO2核-壳结构的亚微米球。用透射电镜(TEM)观测所得产物的形貌和大小,并用光吸收谱仪测试了Ag纳米颗粒的表面等离子体共振(SPR)引起的光吸收峰。

核壳结构NiFe_2O_4/ZnO磁性纳米微球的制备及可见光催化性能研究

通过水热法制备铁氧体NiFe_2O_4磁性纳米微球,并以此为核包覆ZnO,成功制备了核壳结构NiFe_2O_4/ZnO磁性纳米微球,利用震动样品磁强计(VSM)、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分别表征其磁性、晶体形态、形貌特点。结果表明,ZnO均匀地包覆在NiFe_2O_4表面,磁性纳米微球粒径在300~400nm之间,比饱和磁化强度达55.0emu·g^(-1)。光催化模拟废液脱色实验表明,光照射120min后脱色率高达90%,磁性纳米微球重复利用6次后,脱色率依然保持在77%。核壳结构NiFe_2O_4/ZnO磁性纳米微球具有较好的可见光催化性能,并可以重复利用。

核-壳结构ZnO/g-C_(3)N_(4)纳米复合光催化剂的简易合成及光催化活性研究

以双氰胺为原料,采用简易的高分子网络凝胶法制备了具有超薄非晶g-C_(3)N_(4)层的核-壳结构ZnO/g-C_(3)N_(4)纳米复合光催化剂。当原料中氧化锌和双氰胺的摩尔比为1∶1时,复合光催化剂的壳层厚度约为3 nm,异质结界面清晰,在模拟光和可见光的照射下具有最佳的降解有机染料污染物活性。紫外-可见光漫反射(UV-vis)光谱结果显示,复合光催化剂在可见光范围内吸收增强,吸收带发生红移。光致发光(PL)光谱、稳态表面光电压(SPV)和稳态表面光电流(SPC)图谱揭示g-C_(3)N_(4)的负载显著增进了光生载流子的分离。在模拟太阳光和可见光下对亚甲基蓝、甲基橙和罗丹明B溶液进行光催化降解。结果显示,ZnO/g-C_(3)N_(4)纳米复合光催化剂的光催化活性明显提高,催化剂具备良好的稳定性和可重复利用性。此外,自由基捕获实验表明超氧自由基是复合材料降解染料污染物的主要活性物种,同时空穴在降解过程中起着重要作用。在光催化过程中,核-壳结构可有效促进ZnO与g-C_(3)N_(4)之间的电荷转移。本文研究为合成基于碳氮化合物/金属氧化物异质结构的高效纳米光催化剂提供了一条简单有效的途径。

TiO_2浓度对核-壳结构Ag/TiO_2纳米复合粒子结构以及三阶非线性光学性质的影响

采用光还原方法制备了核-壳结构的Ag/TiO2纳米复合粒子,通过TEM、UV-Vis光谱和XRD表征了不同TiO2浓度下Ag/TiO2纳米复合粒子的结构和光学性质.UV-Vis光谱证明了银颗粒的存在,且复合粒子中的银粒径随着TiO2含量的增加而增加,同时随着TiO2浓度的增加,银的吸收峰出现明显的增强和展宽;从TEM照片发现,Ag/TiO2纳米复合粒子是一种以Ag为核,外面包覆一层TiO2的核-壳结构,TiO2浓度和Ag+浓度的增加,使得复合粒子的银颗粒粒径增大.用Z-扫描技术,以锁模Ti∶sapphire飞秒激光器发出的脉宽为130fs激光做光源,在790nm波长的光作用下,研究了0.5%(w)Ag+含量,不同TiO2浓度的Ag/TiO2纳米复合粒子的非线性光学特性.结果发现,在790nm激光作用下,0.25%(w)TiO2样品膜有双光子吸收和自聚焦非线性折射现象;而当TiO2浓度为0.70%(w)时,样品膜的非线性吸收由反饱和吸收转变为饱和吸收.

具有分级多孔结构和光催化性质的核-壳纳米球(HP-Fe_2O_3@TiO_2)(英文)

通过溶剂热和溶胶-凝胶涂层法,设计并制备了具有分级多孔结构和光催化性质的核-壳纳米球(HP-Fe2O3@TiO2).透射电子显微镜(TEM)照片证明所得HP-Fe2O3@TiO2样品具备分级多孔结构,这是因为HP-Fe2O3@TiO2的内核(Fe2O3)具有大孔空隙,同时外壳(TiO2)具有介孔空隙.此外,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)以及氮气吸附-脱附曲线深入研究了HP-Fe2O3@TiO2的结构及其性质.分别在可见及紫外光照下,研究了样品在H2O2体系下的光催化降解亚甲基蓝(MB)的性质.所观察到的HP-Fe2O3@TiO2纳米球的光催化性能,可归因于核-壳结构的协同作用,这进一步表明,TiO2外壳对α-Fe2O3的光催化活性有重要影响作用.在可见光照射下,HP-Fe2O3@TiO2(1mLTi(OC4H9)4(TBT))具有较优异的光催化活性.同时,HP-Fe2O3@TiO2(4mLTBT)具备优异的单分散形貌,并在紫外光照射下,表现出最优的光催化活性.

核-壳结构Pd-Co_3O_4@SiO_2催化剂的低浓度甲烷催化燃烧性能

用自组装法制备了一种具有核#壳结构的Pd-Co3O4@SiO2催化剂,对其低浓度甲烷催化燃烧性能进行了研究。TEM、XRD、H2-TPR表征及催化活性测试结果表明,SiO2壳内的PdO与CoOx之间的强相互作用,使得Pd-Co3O4@SiO2对低浓度甲烷燃烧具有优异的催化活性。同时,与负载型Pd/Co3O4-SiO2及Pd/Co3O4@SiO2催化剂相比,核-壳型Pd-Co3O4@SiO2催化剂经800℃煅烧后仍能保持较好的核-壳结构,有效地避免了Pd和Co活性物种的高温烧结,因而具有更高的热稳定性。

SiO_2@Fe_2O_3核-壳结构催化剂的制备及表征

采用优化的Stber法制备了平均粒径为230 nm的单分散球形SiO2颗粒,并以此为内核,通过水解沉积法制备了不同壳层厚度的核-壳结构SiO2@Fe2O3催化剂。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、N2物理吸附和X射线衍射分析（XRD）等手段对催化剂进行表征,探讨了不同制备条件对SiO2@Fe2O3催化剂形貌的影响。结果表明,通过水解沉积法制备的SiO2@Fe2O3催化剂具有明显的核-壳结构,并且保持了原始SiO2核的球形形貌,Fe2O3纳米粒子通过-OH的氢键作用连接在SiO2表面,形成了2~10 nm厚的Fe2O3均匀连续包覆层。