电化学生长纳米枝状ZnO及其场发射性能研究

采用电化学沉积法在阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的作用下生长纳米枝状氧化锌(ZnO),通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和场发射测试,系统研究了不同沉积时间下纳米枝状ZnO的形貌、结构与场发射性能.研究结果表明:由于表面活性剂中阴离子的位阻效应,导致在ZnO主干上电化学生长了多个ZnO的分枝,并且纳米枝状ZnO的场发射性能随着沉积时间的增加出现先升高后降低的趋势.其场发射性能的提高主要取决于ZnO主干上分枝的形貌和密度,在沉积时间为90 min时,每支ZnO的主干上分别生长了约2~10个分枝,获得最佳的纳米枝状ZnO场发射性能,开启场强低至1.54 V/μm,场增强因子高达59 739.     

表面活性剂对纳米氧化锌粒径和形貌的影响研究

以尿素和硝酸锌为原料,采用均匀沉淀法制备纳米氧化锌(ZnO),加入不同的表面活性剂以及同种表面活性剂不同剂量对纳米ZnO的粒径和形貌有不同的影响.实验结果表明:在液相法制备纳米ZnO时,复合型表面活性剂以及阴离子型表面活性剂的分散性能优于非离子表面活性剂.添加浓度为3.2×10-3 mol/L的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠时,沉淀物的分散活性好,能够较好的控制ZnO的粒度;油酸钠和聚乙二醇1000复合型表面活性剂浓度分别为1.0×10-4 mol/L和1.6×10-3 mol/L时,分散效果最好,能制得粒径为10～50 nm的纳米ZnO.     

ZnO花状微结构合成研究

在无表面活性剂的条件下,通过水热法在3种不同的基底上制备了由纳米棒组成的花状氧化锌微结构,其纳米棒沿c轴方向生长.通过X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对花状氧化锌微结构进行了表征.XRD测试结果表明ZnO为纤锌矿结构,扫描电镜照片表明ZnO微结构具有花状形貌.简单讨论了反应物浓度对花状ZnO纳米棒形成的影响及生长机理.     

生长温度对热蒸发法制备ZnO纳米线的结构与发光性能影响

采用无金属催化剂的简单热蒸发法,在Si(100)衬底上不同生长温度下成功地制备了高密度和大长径比的单晶ZnO纳米线。分别利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)、透射电子显微镜(TEM)及荧光光谱仪表征样品的结构和发光性质。XRD和TEM研究表明,所制备的样品为沿c轴择优取向生长的单晶ZnO纳米线,具有六方纤锌矿结构。SEM和TEM研究表明,生长温度对ZnO纳米线的形貌及长径比的影响较大。当生长温度为700℃时,制备得到长径比为300(长度约为15μm,直径约为50nm)的ZnO纳米线;低于600℃时,形成花状ZnO纳米锥或纳米棒;高于700℃时,形成小长径比的ZnO纳米棒。此外,室温光致发光(PL)谱上出现一个强而尖锐的紫外发射峰以及一个弱而宽泛的蓝光发射峰。采用的热蒸发法制备ZnO纳米线基于气-固(VS)生长机理且该生长方法可用于大规模、低成本制备高纯度的单晶ZnO纳米材料。     

乙醇/水混合溶剂中一维ZnO晶须的制备与表征

以乙醇/水作溶剂,氯化锌(ZnCl2)和氢氧化钠(NaOH)为原料,采用简单的低温陈化法制备出不同长径比的一维(1-D)ZnO晶须.用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)及高分辨透射电镜(HRTEM)等分别对晶须的形貌和结构进行表征.考察了乙醇与水的体积比对晶须粒径及长径比的影响,结果表明,随混合溶剂中乙醇含量升高,晶须粒径逐渐减小.同时,从晶体生长的角度对乙醇影响氧化锌晶体生长的作用机理进行了初步探讨,认为乙醇通过"表面-溶剂作用"吸附在ZnO晶体表面,使其各晶面的生长速率受到不同程度的抑制,从而达到减小晶须粒径的目的.     

生长温度对热蒸发法制备ZnO纳米线的结构与发光性能影响

采用无金属催化剂的简单热蒸发法,在Si(100)衬底上不同生长温度下成功地制备了高密度和大长径比的单晶ZnO纳米线。分别利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)、透射电子显微镜(TEM)及荧光光谱仪表征样品的结构和发光性质。XRD和TEM研究表明,所制备的样品为沿C轴择优取向生长的单晶ZnO纳米线,具有六方纤锌矿结构。SEM和TEM研究表明,生长温度对ZnO纳米线的形貌及长径比的影响较大。当生长温度为700℃时,制备得到长径比为300(长度约为15μm,直径约为50nm)的ZnO纳米线。低于600℃时,形成花状ZnO纳米锥或 纳 米 棒。高 于700℃时,形 成 小 长 径 比 的ZnO纳米棒。此外,室温光致发光(PL)谱上出现一个强而尖锐的紫外发射峰以及一个弱而宽泛的蓝光发射峰。采用的热蒸发法制备ZnO纳米线基于气-固(VS)生长机理且该生长方法可用于大规模、低成本制备高纯度的单晶ZnO纳米材料。     

ZnO纳米棒的低温湿化学制备

在低温反应条件下,通过超声的方法,以DBS作为表面活性剂,制备了ZnO纳米棒。化学反应的低温条件由冰水浴提供,温度为0~5℃。扫描电子显微镜和光学显微镜观察表明,所制备的纳米棒形状均一,截面为六方型,直径100nm,长度1μm; X 射线衍射表征指出所得到的纳米棒为六方晶型。同时,我们也研究了反应温度、表面活性剂含量、超声、回流时间对ZnO纳米棒形貌的影响。与其它制备方法相比,低温与超声技术可以更为方便获得分布均一,长径比较小的ZnO纳米棒。     

表面活性剂对ZnO纳米晶形貌的影响

采用低温水热法，通过未添加表面活性剂、添加CTAB和添加SDS三种方式成功制备了各种ZnO纳米晶。利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱及扫描电镜（SEM）等测试手段对ZnO纳米晶的晶体结构和表面形貌进行了表征。结果表明，所有ZnO纳米晶均为高质量的六方纤锌矿结构，并呈现不同的形态，如花形、卷心菜形等。详细讨论了在不同表面活性剂水热生长的条件下，ZnO纳米晶的生长机制。此外，对ZnO纳米晶的光致发光性能进行了测量，发现所有产物均具有相似的光发射峰位。     

水热法在碳纤维表面生长ZnO纳米线及性能研究

采用水热法在碳纤维表面生长ZnO纳米线,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和SmileView软件对ZnO纳米线进行分析。XPS结果确认碳纤维表面纳米线为ZnO纳米线,SEM图片说明T700碳纤维表面ZnO纳米线取向度高于T300碳纤维表面ZnO纳米线,关于生长时间的分析表明最优值为4h。此外,通过附着生长在碳纤维表面制备了改性的ZnO纳米线,XPS测试结果表明ZnO纳米线表面涂层为CoO。     

交联壳聚糖微球对表面活性剂的吸附性能研究

以壳聚糖为原材料,采用反相悬浮法制备了交联壳聚糖微球(ACCMs),并将优化制备的交联壳聚糖微球用于吸附水体中阴离子表面活性剂(AS),探究ACCMs对十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SLS)和苯十二烷基磺酸钠(SDS)3种阴离子表面活性剂的吸附性能。实验结果表明,酸性介质有利于吸附的进行;静态吸附360 min后,吸附反应趋于平衡;吸附过程符合Lagergren二级吸附动力学方程;ΔG均为负值,吸附反应可以自发进行。吸附等温模型符合Langmuir等温式,可以用单分子层吸附理论加以解释。ACCMs对SDBS、SLS、SDS的饱和吸附容量分别为793,789和341 mg/g。综上所述,ACCMs对阴离子表面活性剂有较强的吸附能力,可用于环境水体中阴离子表面活性剂的吸附处理。