高效电磁屏蔽ZnS红外窗口金属网栅的制备工艺探索

为了满足现代军事和民用领域对高效电磁屏蔽材料的需求,本文系统性地研究了硫化锌(ZnS)红外窗口的金属网栅制备工艺过程。通过合理设计和优化金属网栅的结构参数,探讨了在电磁屏蔽效能和红外透过性能之间的平衡点。研究结果表明:制备的金属网栅不仅能有效屏蔽电磁干扰,还能在宽波段内保持高透过率,为新型高效电磁屏蔽材料的开发提供了重要的理论基础和实践指导。

氢氟酸处理InP/GaP/ZnS量子点的光学性能及其发光二极管应用

采用氢氟酸(HF)原位注入法制备了InP/GaP/ZnS量子点。通过紫外/可见/近红外光谱、光致发光光谱、透射电镜、球差校正透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等测试手段分析了HF对InP量子点的发光性能影响。实验结果表明,HF刻蚀减少了量子点表面氧化缺陷状态,有效控制了InP核表面的氧化,并且原子配体形式的F-钝化了量子点表面的悬挂键,显著提升了量子点的光学性能。HF处理的InP/GaP/ZnS量子点具有最佳的发光性能,PLQY高达96%。此外,用HF处理InP/GaP/ZnS量子点制备的发光二极管,其发光的电流效率为6.63 cd/A,最佳外量子效率(EQE)为3.83%。

ZnS@CdS/HAP复合微球的SILAR法制备及光催化性能

以酵母模板法制备的中空羟基磷灰石(HAP)微球为基底,通过连续离子层吸附反应法(SILAR)制备ZnS@CdS/HAP复合微球,利用XRD、SEM、UV-vis等表征手段分析材料的晶体结构、微观形貌和光吸收能力等,同时结合亚甲基蓝的光催化降解实验探讨复合微球的光催化机理.结果表明:利用SILAR法成功实现了ZnS@CdS/HAP复合微球的制备,ZnS@CdS/HAP复合微球的直径约为3~5μm且分散性良好,在可见光区有良好的吸收性能,具有优异的光催化活性,在催化剂添加量1g/L、pH=7、温度为25℃的条件下,对50mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝溶液可见光催化100min时去除率高达93%.机理分析证实,ZnS@CdS/HAP光催化可能存在的Z型电荷迁移机制在有效抑制光生载流子复合的同时有效抑制光生腐蚀的发生,提升了ZnS@CdS/HAP复合微球的光催化活性和稳定性.

MoO_(2)/ZnS复合材料改性隔膜实现锂硫电池稳定的高倍率性能

锂硫电池由于其高能量密度、低成本效益被认为是最有前途的下一代电池体系之一.然而多硫化物的穿梭效应大幅降低了锂硫电池的循环稳定性和寿命,严重阻碍其实际应用.无机金属化合物材料改性的隔膜不仅能抑制多硫化锂(LiPS)的穿梭效应,其部分特殊的晶面还能加速多硫化物的氧化还原反应动力学.本文在罗盘状ZnS表面原位生长球状的MoO_(2),制备MoO_(2)/ZnS复合材料.MoO_(2)对多硫化物有着较强的吸附作用,ZnS有着良好的电导率,两者的复合可加速电子传导效率和氧化还原速率.以所制备的MoO_(2)/ZnS作为隔膜改性材料,锂硫电池在5 C的大电流密度下,经过1000次循环后仍可以保持690 mAh g^(-1)的放电比容量,平均每圈的容量衰减率仅为0.014%,表现出优异的循环性能和倍率性能.

GaSe/ZnS异质结的结构和界面性质的第一性原理研究

本文设计了一种GaSe/ZnS范德瓦耳斯异质结构(vdWH),并用第一性原理计算系统地分析了该异质结构的几何、电子、输运性质。通过结合能、声子谱、从头算分子动力学(AIMD)模拟验证了所构建GaSe/ZnS范德瓦耳斯异质结构的稳定性。详细计算了GaSe/ZnS vdWH界面性质中的平面平均电子密度差和平均静电势。结果表明,GaSe/ZnS vdWH是一种直接带隙为2.19 eV,载流子迁移率较高的异质结构。其中,沿x方向的电子迁移率可达1394.63 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),而沿y方向的电子迁移率可达1913.18 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),性能优异,有望应用于电子纳米器件。

Pt NPs增强ZnO@ZnS核-壳异质纳米棒光催化产氢性能研究

采用原位光沉积方法将铂纳米颗粒(Pt NPs)负载在核-壳异质纳米棒ZnO@ZnS表面,制备出ZnO@ZnS/Pt复合光催化剂。调控Pt NPs在ZnO@ZnS表面的负载量,探究了不同质量的Pt NPs对光催化产氢气性能的影响。结果表明,当贵金属Pt的负载量为2%(ZnO@ZnS/Pt-2)时,复合光催化产H_(2)性能最好,产氢速率为4.52 mmol/(g·h),是ZnO@ZnS的1.8倍,催化剂表现出优异的催化稳定性。在此复合材料中,贵金属Pt纳米颗粒作为助催化剂,Pt对H~+具有较低的吸附能,优先吸附H~+,光生电子转移到Pt纳米粒子表面,H^(+)在其表面得到光生电子,被还原为氢气,成功地抑制了光生电子和空穴的复合,有效地提升了催化剂的催化性能。

Al‑Zn‑Mg‑Cu系铝合金性能优化研究现状及发展趋势

Al⁃Zn⁃Mg⁃Cu系铝合金作为一种轻质高强结构材料,兼具优异的耐腐蚀能力和热加工性能,在航空工业中占据重要地位。热处理一直是Al⁃Zn⁃Mg⁃Cu系铝合金的研究重点,对提升合金强度、韧性和腐蚀性能的优化匹配发挥着巨大作用。新的制备技术能够突破传统合金化和热处理的局限,为提升Al⁃Zn⁃Mg⁃Cu系铝合金的综合性能提供新的路径,计算材料学的发展,进一步推动了合金的成分设计和工艺优化。本文介绍了热处理、增材制造技术及计算材料学对Al⁃Zn⁃Mg⁃Cu系铝合金组织和性能的影响,并对未来研究方向进行了展望。

ZnS/BiVO_(4)纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

以BiVO_(4)纳米棒为载体,采用室温共沉淀法制备了BiVO_(4)负载ZnS量子点的纳米复合材料,利用SEM、TEM、XRD和FT-IR等对其组成、结构、形貌进行表征;以四环素(TC)为污染物,考察了ZnS/BiVO_(4)复合材料的光催化性能。结果表明,与纯ZnS和BiVO_(4)相比,ZnS/BiVO_(4)复合材料对TC光催化降解的性能显著增强,其中,Zn/Bi摩尔比为2/1的ZnS/BiVO_(4)-2/1样品对TC的降解效果最佳,1 h内TC(20 mg/L)清除率达到83.5%。自由基猝灭实验证实光生空穴(h^(+))、超氧自由基(·O_(2)^(-))及羟基自由基(·OH)均在ZnS/BiVO_(4)-2/1样品光催化降解TC过程中发挥作用,初步阐述了ZnS/BiVO_(4)-2/1光催化TC降解的Z型异质结机理。

ZnS:Cu纳米微粒的光致发光特性

采用水热法合成ZnS:Cu纳米粉体,研究了Cu物质的量分数在0￣2%范围变化时对ZnS纳米粉体光致发光特性的影响。室温下,用310nm的波长的光激发发光体,在荧光发射图谱(PLE)中同时观察到了5个发射峰,其中398、423、445￣458nm处的发光属于蓝色发光光谱的分裂,488、530nm处则为绿色发光光谱的分裂,微量杂质铜的掺入在ZnS晶体中产生新的能级是导致光谱分裂的主要原因。初步探讨了不同发射波长的发射机理。通过X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品的相结构和形貌进行了表征,结果表明,产物均为立方相结构,粒径大小约为10nm。紫外可见吸收(UV-Vis)光谱中,吸收峰出现在320nm附近,由于量子尺寸效应出现了明显的蓝移现象。

化学合成法制备ZnS∶Cu纳米荧光粉研究

本文介绍一种制备ZnS∶Cu纳米荧光粉的化学合成方法。本方法中 ,通过调节巯基乙酸与甲基丙烯酸的摩尔比 ,可得到不同粒径的纳米荧光粉。用TEM ,XRD和PL谱对所制得的纳米荧光粉进行了表征。

Cu^+对ZnS:Cu电致发光材料光致发光光谱的影响

以ZnS为基质材料,在其中掺入Cu+,使其质量比分别为0.05%,0.10%,0.15%,0.20%,0.25%,制得5个不同的ZnS:Cu电致发光材料样品.通过对样品材料光致发光光谱的分析和电致发光亮度的测量,发现随着Cu+含量的增加,样品材料的光致发光光谱波长由480nm逐渐变为520nm,即由蓝色变为绿色.当Cu+的质量比高于0.15%,虽然发光中心数目增加,但光致发光光谱的强度降低,电致发光亮度减弱.得出结论:Cu+与ZnS的质量比为0.15%时,ZnS:Cu电致发光材料的光致发光光谱峰值最大,电致发光亮度最高.

ZnS:Cu纳米颗粒的制备及发光性质

采用水热法制备了Cu离子掺杂的ZnS（ZnS：Cu）纳米颗粒，研究了锌硫比和反应时间对ZnS：Cu纳米颗粒光致发光性质的影响。通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对样品的物相和形貌进行分析表征，发现该方法得到立方闪锌矿结构的球形ZnS：Cu纳米晶，粒径在1～6nm之间。室温下，用350nm波长的紫外光激发ZnS：Cu纳米粒子，可以得到归属于浅施主能级与铜t2能级之间的跃迁产生的绿色发光，发光强度随锌硫比的增大和反应时间的延长先增强后减弱，发射峰位随锌硫比和反应时间的变化有一定移动。认为浅施主能级为与硫空位有关的能级，锌硫比和反应时间对硫空位的数量和能级位置有一定影响。

ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点发光光谱特性的研究

ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点是一种无毒,无重金属的'绿色'半导体纳米材料。在研究中,制备了三种尺寸的ZnCuInS/ZnSe/ZnS核壳量子点,其直径分别为3.3,2.7,2.3nm。通过测量不同尺寸的ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点的光致发光光谱,其发射峰值波长随尺寸的减小而蓝移。其吸收峰值波长和发射峰值波长分别是510,611(3.3nm),483,583(2.7nm)以及447,545nm(2.3nm)。ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点具有显著的尺寸依赖效应。ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点的斯托克斯位移分别为398meV(3.3nm),436meV(2.7nm)以及498meV(2.3nm),这样大的斯托克斯位移证明,ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点的发光机制与缺陷能级有关。同时,对直径为3.3nm的ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点进行了温度依赖的光致发光光谱的测量,当温度为15～90℃时,该量子点发射峰值波长随温度的升高而红移,发光强度随温度的升高而降低,说明ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点是以导带能级与缺陷能级之间跃迁为主的复合发光。

组分对Cu-Zn-In-S/ZnS核壳量子点发光性能的影响

利用热注射法通过调控Cu/Zn比例制备了不同组分的Cu-Zn-In-S/ZnS核壳量子点,通过紫外-可见吸收光谱以及稳态和时间分辨光谱分析Cu/Zn比例对量子点发光性能的影响.结果表明,不同组分Cu-Zn-In-S/ZnS核壳量子点呈现闪锌矿结构且晶粒尺寸接近;随着Cu/Zn比例的减小,Cu-Zn-In-S/ZnS核壳量子点的带隙变宽,导致吸收光谱发生蓝移;当Cu/Zn比例从6/1减小到1/6时,量子点的发光峰位从640nm蓝移529nm.由于Zn2+替代Cu+能够减少Cu原子缺陷的形成,从而提高了量子点的荧光效率;当Cu/Zn=1/6时,样品中观测到Cu+离子发光和较长的荧光寿命.

电子俘获材料ZnS:Cu,Pb,Mn发光机理研究

对电子俘获材料ZnS:Cu,Pb,Mn作了XRD分析,并测试了材料的荧光谱、荧光激发谱、红外激励发光谱、红外激励谱、荧光余辉衰减曲线等光谱特性。结果显示:材料为六方晶系ZnS单相;可受460nm以下的紫外及可见光激发;红外响应范围为(700—1600)nm;荧光和红外激励发光的峰值波长在490nm和580nm。根据光谱特性对ZnS:Cu,Pb,Mn的上转换发光机理进行了探讨,提出了ZnS:Cu,Pb,Mn的上转换发光机理能级模型,并结合模型对材料的激发和激励过程作了具体的分析。

水热法合成高发光强度ZnS：Cu，Al纳米荧光粉研究

采用水热法直接合成了高发光强度的ZnS∶Cu,Al纳米荧光粉。XRD和TEM测试结果表明,合成纳米晶为纯立方相结构,球形纳米晶尺寸约15nm,尺寸分布窄,分散性好。首次系统地研究了不同[S2-]/[Zn2+]和[Al3+]/[Cu2+]比值对清洗样品和不清洗样品的光致发光(PL)光谱的影响。实验结果表明,激活剂浓度不变而改变[S2-]/[Zn2+]摩尔比时,发光强度显著变化,同时未清洗样品的PL强度均比清洗样品的强,且未清洗样品强度增强的比值在低的[S2+]/[Zn2+]时更显著。这说明其发光机理为紫外光激发材料表面的发光中心,即PL强度决定于纳米材料的表面态,此外掺杂的激活剂摩尔比同样对PL光谱有影响。在我们的实验中,用343nm紫外光激发时,n[S2-]∶n[Zn2+]=3,n[Al3+]∶n[Cu2+]=2时未清洗样品的发光最强,此时于室内照明条件下可观察到明亮的绿光。

ZnCuInS/ZnS量子点与Poly-TPD补偿发光光谱的研究

ZnCuInS/ZnS量子点是一种无重金属、'绿色'半导体纳米材料。在研究中,制备出尺寸为3.2nm的ZnCuInS/ZnS核壳量子点,并说明它是施主-受主对复合发光。通过测量ZnCuInS/ZnS量子点的光致发光光谱,其发射峰值波长为620nm、半宽度是95nm的红光。同时,还制备出Poly-TPD有机薄膜,其发光光谱是峰值波长为480nm的蓝光。所以,ZnCuInS/ZnS量子点和Poly-TPD发光颜色具有互补性。在Zn-CuInS/ZnS量子点薄膜层上包覆一层poly-TPD薄膜后,二者发光颜色互补。在恰当的偏置电压下,可以得到较好的白光光谱。计算表明,其色坐标是(0.336,0.339),颜色指数是92。

ZnS:Cu,Pb,Mn红外上转换薄膜的制备及其光谱特性研究

介绍了利用化学溶液沉积法将ZnS:Cu,Pb,Mn材料制成红外上转换薄膜的工艺过程。利用金相显微镜和扫描电子显微镜观察了薄膜表面形貌,并测试了薄膜的荧光光谱、荧光激发光谱、红外激励发光光谱、红外激励光谱和红外激励发光衰减曲线。测试结果显示:成膜质量良好;薄膜的激发光谱位于450 nm以下的紫外及可见光区域;红外响应光谱范围为700～1500 nm;荧光光谱及红外激励发光光谱上均有位于490 nm和580 nm的峰值;红外激励发光衰减先快后慢,能持续较长时间。

核-壳结构的ZnS∶Cu/ZnS纳米粒子的制备及发光性质研究

制备了核-壳结构的ZnS∶Cu/ZnS纳米粒子以及普通的没有壳的Cu2+掺杂的ZnS纳米粒子,研究了ZnS无机壳层对ZnS∶Cu纳米粒子发光性质的影响。透射电子显微镜、激发光谱和发射光谱的研究表明,后加入的Zn2+离子在已经形成的ZnS核表面生长,形成ZnS壳层;而适当厚度的ZnS壳层可以钝化粒子表面,减少无辐射复合中心的数目,抑制表面态对发光的不利影响,提高ZnS∶Cu纳米粒子中Cu2+离子在450 nm左右的发光强度。

水热法制备ZnS∶Cu,Al纳米X射线发光粉及其光谱特性

采用水热法低温(200℃)处理12h直接制备ZnS∶Cu,Al纳米晶,并探讨其光致(PL)和X射线激发(XEL)光谱特性及后续退火处理的影响.XRD和TEM分析表明,水热法直接制备的ZnS∶Cu,Al粒径约为15nm,尺寸分布窄,分散性好,具有纯立方相的球形结构.其PL和XEL光谱均为宽带谱,n(Cu)/n(Zn)=3×10-4和n(Cu)/n(Al)=0.5时PL和XEL光谱强度最大,XEL峰值在470nm处.在此条件下,水热处理3h直接合成的纳米晶在氩气保护下于800℃退火1h后样品的XEL发光进一步增强.XEL光谱强度约是退火前样品的8倍,此时峰值波长在520nm,团聚形成径为200～500nm的类球形六方相结构.发光强度增强,但粒径很小,对提高成像系统分辨率非常有意义.通过比较样品的XEL和PL光谱,讨论了XEL和PL光谱的发光机理和激发机制及退火对其特性的影响.