纳米氧化锌(ZnO)催化超声波降解酸性红B的研究

采用高温活化处理过的纳米氧化锌(ZnO)粉末为催化剂,研究了超声照射对酸性红B的降解.另外,还考查了超声照射时间,酸性红B初始浓度和纳米ZnO的添加量对酸性红B降解反应的影响.结果表明:在纳米ZnO作用下,酸性红B的超声降解效果明显优于单纯超声波照射降解.降解动力学符合一级反应.在超声波频率40 kHz,输出功率50 W,催化剂用量1.0 g/L,pH为7.0,温度25℃,酸性红B水溶液初始浓度10 mg/L的条件下,照射120 min左右时降解率即可达到86%以上.

溅射功率对玉米蛋白膜基底上制备氧化锌(ZnO)薄膜性质的影响

室温下采用射频磁控溅射方法在蛋白质基底上沉积了氧化锌(ZnO)薄膜,研究了溅射功率对ZnO薄膜表面形貌和光学性能的影响.X射线衍射测试结果表明,所制备的薄膜均为纤锌矿结构,其取向以(0002)面择优生长为主.薄膜的结晶度和表面形貌与溅射功率密切相关,同时,溅射功率对薄膜的微观结构和光学性能有很大的影响.光学吸收测试结果表明,在玉米蛋白基底上制备的ZnO薄膜在380 nm处具有陡峭的吸收边,在不同溅射功率条件下制备的薄膜禁带宽度均在3.26 eV附近.此外,本文还研究了蛋白质基底上制备ZnO薄膜的光致发光谱.

纳米氧化锌预处理对盐碱胁迫下枸杞幼苗生理响应的影响

【目的】研究纳米氧化锌(ZnO NPs)对盐碱胁迫下枸杞幼苗的生理效应,评估其缓解盐碱胁迫的生理机制及其应用潜力、适宜浓度。【方法】用1年生‘宁杞10号’枸杞盆栽幼苗为材料,先根部浇灌不同浓度(50,100,150 mg/L)ZnO NPs悬浮液,再进行100 mmol/L盐碱胁迫处理,在胁迫15 d和30 d取样测定幼苗生物量,光合色素、渗透调节物质、Na^(+)、K^(+)、活性氧(ROS)含量和抗氧化酶活性,以及AsA-GSH循环相关指标等,并综合评价处理效应。【结果】ZnO NPs预处理可以显著促进盐碱胁迫下枸杞幼苗生物量积累,增加叶片叶绿素含量,提高AsA-GSH循环抗氧化物质含量和相关酶活性以及SOD、POD、CAT活性,显著降低细胞膜损伤和脂质过氧化程度,显著提高可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白积累和调节Na^(+)/K^(+)平衡,并以100 mg/L ZnO NPs处理的缓解效果最佳。【结论】根施ZnO NPs通过促进叶绿素积累,调控AsA-GSH循环和抗氧化酶活性高效清除过量ROS,提高渗透调节能力及维持Na^(+)/K^(+)平衡,有效减轻盐碱胁迫对枸杞幼苗的生长抑制。

纳米氧化锌对湿地植物种子萌发的影响

为了分析纳米氧化锌(ZnO NPs)对湿地植物的影响,探究了不同浓度ZnO NPs对黑麦草、水葱、花叶芦竹种子萌发的影响.实验结果表明,当ZnO NPs浓度为0.1,1.0 mg/L时,黑麦草、水葱、花叶芦竹的发芽率与对照组无显著差异;当ZnO NPs浓度达到10.0,100.0 mg/L时,水葱的种子发芽率显著低于对照组.当ZnO NPs浓度为100.0 mg/L时,黑麦草、水葱、花叶芦竹种子发芽率相对于对照组分别减少了6.38%,44.71%,1.41%.在不同ZnO NPs浓度下,花叶芦竹种子萌发均与对照组无差异,但ZnO NPs对花叶芦竹种子萌发后幼苗根茎长度产生一定的影响,ZnO NPs浓度为0.1 mg/L时会促进花叶芦竹幼苗根茎的生长,而浓度为100.0 mg/L时会抑制花叶芦竹根茎的生长.可见,不同种类的湿地植物对ZnO NPs的响应不同.

欧美杨对不同粒径氧化锌颗粒物的吸附与吸收能力

为揭示植物叶片对大气颗粒物的滞纳效应,本研究首次采用氧化锌(ZnO)纳米颗粒物模拟PM_(2.5)等颗粒物在欧美杨DN-2叶片表面的沉降、附着和滞留过程,利用水洗法和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分别测定叶片表面和组织内的ZnO含量,通过扫描电子显微镜对叶表形貌进行观察和附着颗粒物数量统计,定量研究欧美杨对不同粒径颗粒物的吸附和吸收能力及其光合生理的响应特征。结果表明:粒径约为30 nm(NPs)、100 nm(BPs)和1μm(MPs)的3种ZnO气溶胶处理16 d后,欧美杨叶片表面对MPs的吸附质量最大,高达653.03 mg/g,显著高于NPs。而通过Image J软件统计叶表面颗粒物的数量发现,NPs处理下叶面附着颗粒物数量最多,BPs次之,MPs最少,说明颗粒物的粒径越小,分布在叶片表面的数量越多,但其在叶面附着质量较低。此外,通过对植物叶表形貌观察发现,颗粒物对气孔和角质层产生了负面影响,气孔轮廓不清晰,角质层皱折不规则。在模拟颗粒物环境中,欧美杨对粒径小于1μm颗粒物均有一定量的吸收。与吸附质量不同,欧美杨叶片对NPs的吸收量显著高于BPs和MPs,在处理16 d后高达1.17 mg/g,分别是BPs和MPs的2.59和2.89倍,这表明粒径越小的颗粒物越容易被植物吸收进入体内。NPs、BPs和MPs处理16 d后,欧美杨叶片净光合速率(P_n)分别降低了22%、44%和19%,这是由气孔和非气孔因素共同导致的。

柠檬酸-纳米氧化锌对芒果采后保鲜效果的影响

芒果采后分别经10mmol/L柠檬酸、10mmol/L柠檬酸+0.05%纳米氧化锌(ZnO)复合浸果10min后,常温贮藏,定期检测相关指标,以探索芒果采后实用保鲜新方法。结果表明:柠檬酸处理对芒果保鲜有一定作用,可延长芒果贮藏时间;但柠檬酸+纳米ZnO复合处理对芒果保鲜效果更显著,贮藏16d,柠檬酸+纳米ZnO处理芒果的硬度、好果率、可溶性固形物、可滴定酸、总糖、维生素C均明显高于柠檬酸组和对照组。而失重率、呼吸强度、过氧化物酶活性均低于柠檬酸组和对照组。所以柠檬酸+纳米ZnO处理可显著降低芒果采后呼吸作用,较好保持芒果的营养成分。

锌镍电池用包覆氧化铟的氧化锌的性能

用化学沉积法制备密封锌镍电池负极材料包覆氧化铟(In2O3)的氧化锌(ZnO)。用XRD、TEM、Tafel曲线及充放电等方法,对样品进行分析。In2O3在ZnO表面为部分包覆(1.5%的包覆量);包覆后的ZnO具有更好的耐腐蚀性能,且循环性能良好,第179次1.0C循环(充、放电限压分别为2.1 V、1.4 V)的容量保持率为81%。

一步溶剂热法合成高催化性能的Gd^3+掺杂氧化锌纳米晶体

近年来,ZnO作为性能优异的光催化剂受到广大研究者的密切关注。它是一种宽带隙半导体,禁带宽度为3.37 eV,具有良好的稳定性。但也不可避免地存在一些不足,如光生电子空穴复合率太高、光能利用率太低等。为进一步提高ZnO的光催化降解活性,研究者们对其进行了一系列改性。其中,掺杂是一种行之有效的方法,它可以通过调控ZnO禁带宽度、晶体结构和缺陷利用,进而提高光催化性能。本工作采用具有特殊电子结构的稀土离子钆(Gd)作为掺杂剂,研究了其对ZnO晶体结构、形貌及光催化性能的影响。通过一步溶剂热法合成了纯氧化锌(ZnO)和不同Gd^3+掺杂浓度的ZnO纳米颗粒。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积分析、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、紫外-可见(UV-vis)吸收光谱和光致发光(PL)光谱等手段对所得样品进行了表征。光催化降解实验以20 mg/L罗丹明B为模拟污染物,在300 W氙灯光源下进行。同时也分析了Gd^3+掺杂氧化锌纳米颗粒的光催化机理。实验结果显示,稀土Gd掺杂后ZnO晶体结构没有发生改变,仍为六方纤锌矿结构。在Gd^3+浓度较低时,Gd^3+进入ZnO晶格,取代部分Zn 2+或进入间隙位置;但是当Gd^3+浓度达到3 mol%时,检测到了少量Gd 2O 3的衍射峰,可能的原因是两种离子的半径和化合价存在差异,ZnO晶格难以容纳较多的Gd^3+。同时,Gd离子掺杂引起ZnO衍射峰位置向低角度偏移,晶胞参数发生变化,这也进一步证实Gd^3+进入到了ZnO晶格中。观察样品的形貌发现,Gd离子掺杂对ZnO纳米颗粒的生长有较强的抑制作用,使得晶粒尺寸相比纯ZnO有较明显的减小,这主要是由于稀土离子掺杂后会在ZnO表面形成Re-O键,抑制ZnO的生长,通过XRD结果计算也可得出同样的晶粒尺寸变化趋势。比表面积测试发现掺杂Gd离子后ZnO的比表面积显著提高,暗示着更多的反应活性位点和更强的吸附污染物能力。UV-vis吸收谱中掺杂Gd离子后ZnO在紫外和可见光区域的吸收都明显增强,且吸收边出现红移,表明禁带宽度减小,在可见光区的吸收增强。另外,PL光谱测试表明掺杂Gd离子后ZnO光生电子空穴的复合率显著降低,意味着将有更多的光生电子、空穴参与到光催化降解反应中,从而使光催化活性提升。Gd^3+掺入ZnO基质将导致系统内产生更多数量的电荷载流子和缺陷,这些Gd^3+和缺陷会充当俘获中心抑制光生载流子的复合,增强光催化活性。但是,过量Gd^3+掺杂将产生过多的缺陷,反而会成为光诱导电子-空穴复合的中心,不利于光催化反应。罗丹明B降解实验进一步印证了Gd离子掺杂引起的ZnO光催化性能的明显提升,其中3 mol%Gd-ZnO的催化效果最佳,对应的罗丹明B降解率为70.9%(模拟太阳光照射120 min)。降解实验同时表明,对于ZnO而言Gd^3+的掺杂量并不是越大越好。适度提高Gd^3+的引入量(<3 mol%)会使表面势垒变高及空间电荷区变窄,因此可以有效地分离电子-空穴对。然而,当Gd^3+浓度增加到4 mol%时,空间电荷区变得非常狭窄,光可以完全穿越空间电荷层,使得电子-空穴对的重组变得更容易;同时过量的Gd^3+不能继续进入ZnO的晶格,而只能附着在晶体表面,影响光子对晶体的作用,最终的结果是ZnO光催化活性又出现降低。

一种氧化锌电解还原装置

针对机械充电式锌空气电池反应产物ZnO的再生利用,提出了一种电解还原装置。该装置采用圆柱形的电解槽和阴阳极设计,可方便地实现电解锌的有效收集,避免CO2和灰尘对电解锌成分的影响,防止电解过程中碱雾的污染。

铝掺杂氧化锌薄膜在玻璃衬底上的RF反应共溅射低温织构生长

以金属锌 ( Zn)和铝 ( Al)为靶材采用射频 ( RF)反应共溅射技术在低温 ( 2 0 0℃ )玻璃衬底上沉积了铝掺杂氧化锌 ( Zn O∶ Al)薄膜 .运用扫描电子显微镜 ( SEM)、能量色散 X射线谱 ( EDX)、表面轮廓仪 (α- Step)、X射线衍射( XRD)和双光束紫外 -可见光谱仪 ( U V- VIS)等分别对沉积样品的表面和断面的形貌结构、组成成分和光学特性进行了分析表征 .研究了反应气体氧与氩流量比 ( O2 / Ar)和 RF溅射功率对沉积样品的生长速率、结构特征和光电学性质的影响 .结果表明 ,薄膜的成长速率强烈依赖于 RF溅射功率 ,而薄膜的结构形貌和成分的化学配比则主要由反应气体流量比 O2 / Ar决定 .通过对沉积参数的优化但未经退火处理 ,得到了六角纤锌矿结构单一 ( 0 0 0 2 )结晶方向的 Zn O∶ Al薄膜 ,其可见光透过率达 85 % ,电阻率在 10 - 1 ～ 10 3Ω· cm之间 .实验发展的低温 RF共溅射技术不仅具有造价低廉、工艺简单可靠和材料来源广泛等特点 ,而且还能有效防止器件底层材料间的互扩散 ,沉积薄膜的性能基本符合光电器件涂层特别是薄膜太阳电池窗口层应用的要求 。

四脚状氧化锌晶须在抑菌纸制备中的应用研究

通过与粉状氧化锌微粒(ZnO)进行对比研究,探讨了四脚状氧化锌晶须(T-ZnOw)在抑菌纸制备中应用的可能性。结果表明,湿部添加T-ZnOw制备抑菌纸在技术上是可行的,且T-ZnOw的添加对纸张强度影响不大。T-ZnOw无需使用助留剂即可获得较高的留着率。T-ZnOw的添加有助于纸张白度和不透明度的改善。添加T-ZnOw的抑菌纸具有广谱抑菌性,其抑菌效率高于添加ZnO的抑菌纸。纸张中的T-ZnOw呈四脚状,晶须全部或部分脚嵌入纤维壁中;而纸张中的ZnO近乎球形,分布在纤维的表面或进入细胞腔内。

三维自组装氧化锌纳米花的制备及其气敏性能

以乙酸锌为前驱体,采用一步溶剂热法成功制备了三维(3D)自组装氧化锌(ZnO)纳米花(NF),并采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对样品的晶相结构、形貌及化学组成进行表征。研究了3D-ZnO NF基气体传感器对乙醇蒸气的气敏传感性能,与商用ZnO气体传感器相比,基于3D-ZnO NF的传感器具有更高的灵敏度。在最佳工作温度(420℃)下,3D-ZnO NF基气体传感器对体积分数为5×10^(-4)乙醇气体的响应值高达66,是商用ZnO气体传感器对其响应值的5倍以上;此外,其理论检测限由2.456×10^(-5)降低到2.67×10^(-6),响应时间和恢复时间分别由40 s和15 s缩短到21 s和24 s。3D-ZnO NF优异的传感性能源于其较大的比表面积和测试过程中更快的电荷传输,这为进一步研究纳米构建优化气敏传感材料检测挥发性有机化合物的发展奠定了基础。

蒲公英茶绿色合成氧化锌及其抗氧化活性

为减少有毒有害化学试剂的使用以及副产物的产生,以蒲公英茶和二水合乙酸锌为原料,通过绿色合成法制备氧化锌(ZnO),并对合成的氧化锌进行SEM、XPS、紫外吸收光谱、抗氧化活性等表征测试,确定绿色合成氧化锌的最佳煅烧温度及其抗氧化活性。结果表明:绿色合成氧化锌的最佳煅烧温度为400℃,合成的氧化锌为球形,具有良好的抗氧化活性,对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)的清除活性为97.11%。

氧化锌/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能

印染废水具有色度深、毒性大和可生化性差等特点,在被排放到自然水体之前,对其进行有效的脱色和矿化处理是非常必要的.效率高、环境友好的半导体光催化技术被认为是一种治理环境污染的有效方式,而该技术的核心在于高效催化剂的设计.氧化锌(ZnO)是一种常用的半导体催化剂,但目前报道的ZnO存在比表面积小、催化效率欠佳等问题.通过水热法设计合成了ZnO/石墨烯(graphene)复合催化剂.石墨烯的引入有效促进了半导体光生电子的迁移和光生载流子的分离,使复合材料表现出增强的催化活性.此外,石墨烯作为吸附剂富集有机污染物分子,提高了光催化反应过程中的传质效率.在100 min的反应时间内,ZnO/Graphene复合物样品对于亚甲基蓝(methylene blue,MB)溶液的脱色率高达89.2%,优于纯相ZnO的59.0%.

氧化锌影响断奶仔猪肠道屏障功能的研究进展

氧化锌(Zn O)是断奶仔猪生长发育所必需的微量元素之一,添加高剂量的氧化锌能够更好促进仔猪的健康。同时具有提高采食量和免疫力、改变肠道微生物多样性和维持肠上皮屏障功能的完整性等多种生物学功能,在养猪生产上具有积极的意义。高剂量氧化锌(高锌)虽然在断奶仔猪日粮中的应用已经十分普遍,但长期或超剂量使用也会带来较大的负面影响,如环境污染和后期生长抑制等,另外氧化锌作为抗生素替代品在断奶仔猪营养中发挥着至关重要的作用,目前在断奶仔猪日粮中添加高浓度的氧化锌呈现逐步增长的趋势。因此,文章综述了高剂量氧化锌对断奶仔猪肠道屏障功能影响的重要性。

在金刚石薄膜上生长微米/纳米结构氧化锌

金刚石是非常重要的宽禁带半导体材料,n-型氧化锌与p-型金刚石的结合成为半导体研究的热点。该研究实现了金刚石薄膜上生长六角纤锌矿结构氧化锌(ZnO)微米/纳米结构。生长初期或ZnO饱和蒸气压较低时,ZnO晶粒多沉积在金刚石薄膜的晶界和棱边处,随着沉积时间的增加或反应气氛中气态ZnO浓度的增加,会有大量微米/纳米结构的ZnO生成,并覆盖整个金刚石薄膜表面。对ZnO在金刚石薄膜表面生长机制及反应气氛对金刚石的钝化作用进行了分析。

氧化锌薄膜体声波谐振器制作重复性和均匀性

通过磁控溅射靶材的成分调控和一系列优化过的微电子机械系统(MEMS)工艺,成功研制了基于氧化锌(ZnO)压电薄膜的固体装配型薄膜体声波谐振器(FBAR)。通过使用性能优异的靶材,所得到的器件谐振性能良好。在同一种工艺条件下得到多个硅片的中心处FBAR的谐振频率为2.365~2.379 GHz,具有较好的重复性。并且,同一硅片不同位置的器件性能还具有优异的均匀性,S11的平均相对误差很小。尤其谐振频率可以控制在2.359~2.410 GHz,相比之前的1.8~2.4 GHz,其均匀性有了明显的提升。同一硅片上9个FBAR谐振频率的平均相对误差能够低至0.256%。

氧化锌在镍氢动力电池中的应用

以氧化锌(ZnO)为添加剂,制备了加锌MLNi_(3.9)Co_(0.6)Mn_(0.3)Al_(0.3)贮氢合金电极。添加0.5%的ZnO制作的电池,初始开路电压为1.20 V;在1.0~1.6 V循环,0.2 C首次放电比容量达到291.7 mAh/g,第100次循环的容量保持率为95.88%,相比于空白MLNi_(3.9)Co_(0.6)Mn_(0.3)Al_(0.3)电极,分别提高了0.39 V、31.6 mAh/g和5.70%。用该电极制作的200 Ah镍氢动力电池,搁置电压大于1.20 V,在0.8~1.6 V循环,0.2 C首次放电容量达到200 Ah,而未加锌的合金电极制作的电池,第3次循环才达到额定容量。ZnO的加入不影响电池标准循环寿命、荷电保持和容量恢复能力。

纳米氧化锌传感器的研究进展

ZnO是一种带隙宽度约为3.0 eV的Ⅱ-Ⅵ族n型半导体材料,其具有优异的光学性能、压电性能和电化学性能,广泛应用于传感器、太阳电池和催化净化等领域。介绍了目前纳米ZnO的主要制备方法,包括水热法、电化学沉积法和磁控溅射法,分析对比了每种制备方法的优缺点。着重介绍了纳米ZnO材料在气体、生物以及光电传感器领域的研究进展,概括了制约纳米ZnO传感器件发展的影响因素。高性能纳米ZnO材料不仅在传感领域将会有良好的应用前景,而且能促进光电、医疗以及工业生产等行业的快速发展。最后,对纳米ZnO传感器目前所面临的挑战和未来的发展趋势进行了展望和总结。

聚1H-咪唑-4-甲酸-纳米氧化锌复合膜修饰电极的制备及其对抗坏血酸、多巴胺和尿酸的同时测定

采用电化学法在滴涂纳米氧化锌(ZnO)的玻碳电极(GCE)上聚合修饰1H-咪唑-4-甲酸(HIMC),制得聚1H-咪唑-4-甲酸-纳米ZnO(PHIMC-ZnO)复合膜修饰的GCE(PHIMC-ZnO/GCE),并用扫描电子显微镜(SEM)及电化学方法对修饰电极的形貌和电化学特性进行了表征.利用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)研究了抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA)和尿酸(UA)在该修饰电极上的电化学行为.结果表明:在pH值为7.0的磷酸盐缓冲溶液(PBS)中,PHIMC-ZnO/GCE对AA,DA和UA均具有良好的电催化作用.在优化的实验条件下,AA,DA和UA的物质的量浓度线性范围分别为80~1 400,0.15~45.00和2~120μmol·L^-1,相关系数分别为0.998 0,0.993 7和0.998 3,检出限(S/N=3)分别为0.50,0.03和0.09μmol·L^-1.AA,DA和UA在不同扫速下的电化学行为表明:AA,DA和UA在PHIMC-ZnO/GCE上的电极过程受吸附过程控制,将PHIMC-ZnO/GCE应用于尿样和血清中AA,DA和UA的同时测定,结果令人满意.