木素磺酸钙模板法液相合成花簇状ZnO及其光催化性能

采用液相沉淀法合成了花簇状纳米ZnO,利用FT-IR,UV-DRS,XRD,SEM/EDS,BET等技术对所制备的ZnO进行表征,研究了木素磺酸钙(LS)对纳米ZnO结构和形貌的影响.以甲基橙脱色降解为模型反应,考察了掺杂木素磺酸钙及不同煅烧温度对ZnO的物理结构和光催化脱色性能的影响.结果表明,掺杂木素磺酸钙能明显改变ZnO形貌,改善表面状态,使其比表面积增加,表面产生更多的羟基.煅烧后的木素磺酸钙掺杂ZnO较未掺杂样品具有更好的光催化活性.煅烧温度对光催化剂的晶体结构、表面性能和光催化活性产生较大影响,300℃煅烧处理后样品的结晶度较高,颗粒粒径较细,光催化活性较好.     

Al掺杂对ZnO纳米线CO气敏性能的影响

以采用物理热蒸发法制备的纯ZnO纳米线和Al掺杂ZnO纳米线为气敏基料,制备成旁热式气敏元件,用静态配气法对浓度均为100ppm的氨气、甲烷、一氧化碳3种气体进行气敏性能测试。结果表明,Al掺杂后,ZnO纳米线对3种气体灵敏度的最高值分别提高了40%、60%、106%,对CO气体的影响最为显著,并缩短了响应时间和恢复时间。     

掺铝ZnO纳米粉的制备与气敏特性研究

用可溶性无机盐法(ISG法)制备掺杂Al^3 的ZnO纳米气敏材料，用D／Max0-rB型X-射线粉末衍射仪研究纳米晶的结构。结果表明制备的掺铝ZnO纳米材料属于六方晶系，纤锌矿结构。用Seherrer公式计算得ZnO和掺铝ZnO的平均晶粒分别为40nm和35nm。用掺铝的ZnO纳米粉做成气敏元件，测试了不同铝含量的纳米材料在不同浓度的乙醇气体和氢气下的敏感特性。结果表明随着气体浓度的增加，灵敏度逐渐上升；随着Al含量的减少，材料气敏灵敏性逐渐增强。当铝含量为Al／ZnO=O．5％(mol)时，对O．2％的乙醇气体的灵敏度最大可达到127。并讨论了纳米材料对敏感气体的物理吸附和化学吸附以及纳米氧化物的气敏机理。     

具有不同微观形貌ZnO的控制合成及其气敏性能研究

利用不同湿化学法制备了具有丰富微观形貌的纳米ZnO,研究了不同制备条件对ZnO形貌的影响,结果表明反应体系过饱和度及压力对所得材料的微观形貌均有较大的影响;系统测试了基于不同微观形貌ZnO气敏元件对丙酮和乙醇气体的敏感性能,结果显示基于棒状连排微观形貌ZnO的气敏元件,其性能最佳。     

燃烧法制备的Y掺杂ZnO纳米片的气敏性能（英文）

以硝酸锌和酒石酸为原料,采用液体燃烧法制备钇(Y)掺杂的氧化锌纳米片。利用XRD和SEM对其微观结构进行表征,并研究Y掺杂量对ZnO气敏性能的影响。结果表明:所制备的ZnO为纤锌矿结构且表面粗糙,呈纳米片状,直径为20~100nm。以Y掺杂量为2%(摩尔分数)的氧化锌制成的传感器在300℃时对体积分数为100×10~(-6)的乙醇的灵敏度高达17.50,其最佳工作温度(300℃)低于未掺杂ZnO(330℃)。当乙醇气体的体积分数低至5×10~(-6)时,ZnO传感器也有明显的灵敏度值(约为2.5),且在300℃工作时响应时间仅为2s。相比于其他气体,该种传感器对乙醇表现出极好的选择性。     

纳米氧化锌对镍氢电池正极电化学性能的影响

采用直接沉淀法制备纳米ZnO,将其作为添加剂制备镍氢电池正极,研究添加不同含量的纳米ZnO对电极电化学性能的影响。结果表明,添加纳米ZnO后的氢氧化镍电极具有更高的放电容量,放电平台更高、更长、更平,可逆性增强,导电性提高且也在一定程度上提高了析氧过电位,表现出良好的电化学性能。其中添加4%(质量分数)纳米ZnO电化学性能最好,具有最高的放电容量,可达到305mAh/g,放电平台最高,最长、最平。     

共沉淀法制备金、镍掺杂氧化锌的丙酮气敏性能探究（英文）

利用共沉淀法制备了纯氧化锌和镍掺杂氧化锌。比较了不同Ni掺杂浓度对ZnO丙酮气敏传感器性能的影响。结果表明,1 mol%Ni掺杂ZnO具有最高的丙酮传感性能,其对20μg/g丙酮的响应值达到12。在此基础上,添加金作为异质结进一步激活氧化锌传感材料。实验结果表明,0.03 mol%Au活化1 mol%Ni掺杂的ZnO表现出最高的丙酮气敏响应,对20μg/g丙酮的响应值达到17。同时,该气敏材料保持了对乙醇、甲醛及苯的高选择性,以及对丙酮的快速响应恢复时间(10 s)。     

Mn掺杂ZnO基纳米纤维的制备与表征

有效地制备出均一单相的Mn掺杂ZnO基纳米纤维是构建微型自旋电子器件的前提和基础。采用静电纺丝法制备了5种不同浓度的Mn掺杂ZnO纳米纤维。通过调节控制纺丝过程中的工作电压,可以有效控制前驱体纤维的形貌和直径分布。在适当的热处理条件下,XRD图谱表征该5种掺杂浓度的纤维均呈现良好的六方纤锌矿结构。光致发光谱显示该纤维在400~1000nm的波长范围内出现了2个发光峰,且均随着Mn掺杂的进入而发生蓝移现象。     

原位铬掺杂氧化铝纳米棒的水热合成

以Al(NO3)3?9H2O、Cr(NO3)3?9H2O和尿素为原料,PEG-20000为表面活性剂,采用水热法合成了铬掺杂碳酸铝铵纳米棒,经1200 ℃煅烧后,成功制备原位铬掺杂氧化铝纳米棒。利用XRD、SEM和FTIR对产物晶相组成、结构和形貌进行了表征,采用UV-Vis光谱和全自动测色色差计对产物的呈色性能进行测试。结果表明：铬掺杂碳酸铝铵纳米棒经1200 ℃煅烧后,实现了铬在氧化铝基体中的原位掺杂,两者形成了完全固溶体,固溶体晶体结构为刚玉型。随着铬掺杂量的增加,所制备的碳酸铝铵纳米棒长度变短,煅烧后的产物出现熔融现象。样品的紫外可见吸收光谱结果表明,制备的铬掺杂氧化铝基纳米粉体分别在372 nm,406 nm、562 nm存在较强的吸收峰,因而样品会呈现淡红色,这与全自动测色色差计测得的色度值相一致。利用水热合成原位铬掺杂氧化铝纳米棒提高了铬与氧化铝的混合均匀度,在较低温度下生成了刚玉相,有助于刚玉型耐火材料、刚玉磨料和铬铝红颜料的制备与应用。     

原位铬掺杂氧化铝纳米棒的水热合成（英文）

以Al(NO_3)_3·9H_2O、Cr(NO_3)_3·9H_2O和尿素为原料,PEG-20000为表面活性剂,采用水热法合成了铬掺杂碳酸铝铵纳米棒,经1200℃煅烧后,成功制备原位铬掺杂氧化铝纳米棒。利用XRD、SEM和FTIR对产物晶相组成、结构和形貌进行了表征,采用UV-Vis光谱和全自动测色色差计对产物的呈色性能进行测试。结果表明:铬掺杂碳酸铝铵纳米棒经1200℃煅烧后,实现了铬在氧化铝基体中的原位掺杂,两者形成了完全固溶体,固溶体晶体结构为刚玉型。随着铬掺杂量的增加,所制备的碳酸铝铵纳米棒长度变短,煅烧后的产物出现熔融现象。样品的紫外可见吸收光谱结果表明,制备的铬掺杂氧化铝基纳米粉体分别在372,406,562 nm存在较强的吸收峰,因而样品会呈现淡红色,这与全自动测色色差计测得的色度值相一致。利用水热合成原位铬掺杂氧化铝纳米棒提高了铬与氧化铝的混合均匀度,在较低温度下生成了刚玉相,有助于刚玉型耐火材料、刚玉磨料和铬铝红颜料的制备与应用。     

氧化铒稳定氧化铋纳米纤维的制备及性能

采用电纺丝法制备了20%氧化铒稳定氧化铋(ESB)纳米纤维电解质材料,并利用XRD,SEM,电化学工作站表征了其晶体结构,微观形貌和电导率等性能。研究结果表明,当不掺杂稀土离子时,只能得到单斜相(α-Bi_2O_3)与四方相(β-Bi_2O_3)共存的Bi_2O_3;而掺杂20mol%Er~(3+)时,可以在室温得到稳定的立方相δ-Bi_2O_3纳米纤维。通过扫描电镜结果可知,500,600℃煅烧后的ESB纳米纤维长径比高、直径均匀、表面光滑。500℃煅烧的ESB纳米纤维在500℃时电导率约为0.031 S·cm~(-1)。     

电纺丝法制备氧化锌纳米纤维

以聚乙烯醇(PVA)与乙酸锌的混合溶液为前驱体,采用静电纺丝法制得乙酸锌/PVA复合纤维,经煅烧后得到直径分布均匀的ZnO纳米纤维.对所制得的复合纤维及ZnO纳米纤维分别采用了热失重、X射线衍射、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)等分析测试手段进行了表征.研究了纤维平均直径受电纺丝溶液配比的影响.     

纳米Au表面修饰ZnO的制备及其气敏性能

利用化学浴法制备了由六棱锥纳米分枝组成的多级分层花型结构的ZnO,并采用溶剂热法在所得ZnO材料表面均匀修饰Au纳米粒子。系统地研究了不同Au纳米粒子修饰量对ZnO气敏性能的影响。结果表明:Au纳米粒子的修饰能显著提高ZnO对丙酮气体的敏感性,当Au修饰量为10%(质量分数),工作温度为270℃时,ZnO表现出最佳灵敏度和选择性,是实际应用中良好的气体敏感候选材料。     

LaFe11.6Si1.4合金的常温吸放氢行为

利用化学浴法制备了由六棱锥纳米分枝组成的多级分层花型结构的ZnO,并采用溶剂热法在所得ZnO材料表面均匀修饰Au纳米粒子.系统地研究了不同Au纳米粒子修饰量对ZnO气敏性能的影响.结果表明:Au纳米粒子的修饰能显著提高ZnO对丙酮气体的敏感性,当Au修饰量为10％(质量分数),工作温度为270℃时,ZnO表现出最佳灵敏度和选择性,是实际应用中良好的气体敏感候选材料.     

V掺杂MoO_3纳米带的制备及V掺杂对乙醇气敏性能的影响

针对MoO_3气敏材料工作温度较高(300~500℃)、对低浓度气体检测能力有限等问题,采用水热法制备V掺杂MoO_3纳米带材料并组装成气敏元件,测试测试并探究不同V掺杂量对乙醇气敏性能的影响。结果表明:当前躯体中n(V):n(Mo)为1:10时,气敏元件对乙醇气敏性能最佳。V掺杂MoO_3纳米带的最佳工作温度相比于纯MoO_3纳米带降低约80℃,对1000×10~(-6)(体积分数)乙醇响应值为基于纯MoO_3纳米带元件的5.2倍,说明V掺杂可以有效降低MoO_3材料的乙醇检测温度,并显著提高气敏响应值。     

基于新型形貌的纳米结构氧化锌高性能室温气体传感器（英文）

通过简单快速且无添加剂的氨水可控沉淀法在水溶液中制备具有新型形貌和均匀纳米结构的氧化锌粉末。用SEM、XRD、FTIR、TG/DTA等检测手段表征所制备的固体粉末。FTIR分析结果显示:纳米结构形貌对所制备材料的红外光谱影响较小。将原始态(ZnO-AP)、烧结态(ZnO-Cal)和商业(ZnO-Com)纳米结构ZnO制作成气敏元件,并在室温(29℃)下检测其对氨气、丙酮和酒精的气敏性能。结果表明,ZnO-AP和ZnO-Cal气敏元件对1×10~(-6)的氨气表现出优良的气敏性能和可重复性,灵敏度分别为63.79%和66.87%,响应和恢复时间分别为13和3 s;这是由于合成的纳米结构具有独特的形貌和优异的形状与尺寸均匀性。相反,ZnO-Com气敏元件对浓度200×10~(-6)以下的氨气没有响应。另外,ZnO-Cal在室温下对氨气的选择性高于对丙酮和酒精的选择性。总之,合成的ZnO对氨气的最低检测限为1×10~(-6),表明其具有优异的气敏特性。     

Pd掺杂SnO2纳米颗粒的合成、表征和气敏特性（英文）

利用非模板水热法合成了Pd掺杂的SnO2纳米颗粒,并利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X光电子能谱(XPS)表征了Pd掺杂对晶体结构、表面形貌、微观结构、热稳定性和表面化学状态的影响。研究发现:水热过程中Pd掺杂对形成的SnO2纳米颗粒大小几乎没有影响,在500°C以下的煅烧过程中,掺杂的Pd可以有效抑制颗粒的生长,但在700°C以上时颗粒生长迅速。XPS结果显示合成样品中Pd的化学状态有三种:Pd0、Pd2+和Pd4+,其中的主化学状态Pd4+有效促进了气敏性能的提高。为了同时提高气敏性能和热稳定性,Pd的最佳掺杂量为2.0%?2.5%(摩尔分数)。     

ZnO水热膜的形貌调控及光电性能

在硝酸锌/(NH_2)_6N_4(HMTA)溶液体系中加入浓氨水及氯化铜,采用水热法制备Cu掺杂的ZnO薄膜。研究发现,氨水和Cu~(2+)离子均可抑制ZnO纳米棒的横向生长,促进纳米棒沿c轴取向生长,增加长径比,但并未发现Cu进入ZnO晶格中。ZnO水热阵列膜的形貌可以通过同时掺杂Cu2+和加入浓氨水来改变。Cu~(2+)离子和氨水共掺杂容易导致ZnO纳米棒的弯曲及纳米棒端头的聚集,形成由纳米棒团簇组成的星星状薄膜表面。PL谱显示,该结构具有较大的氧空位缺陷浓度及比表面积,并具有一定的场发射特性,场增强因子β为5990。     

垂直生长于锌基底的Co掺杂ZnO纳米棒阵列显著室温铁磁性能

通过简单的水热合成法在锌片基底上一步制备了Co掺杂的ZnO纳米棒阵列。纳米棒在基底上均匀分布,取向一致,垂直于基底大面积生长。样品结构均为六方纤锌矿结构,具有高结晶质量,不含其它杂相。随着Co掺杂浓度的增加,紫外发射峰强度逐渐下降,近带隙发射峰的半峰宽也较纯ZnO变宽。拉曼光谱显示Co的掺杂使纳米棒出现了氧空位和锌填隙本征缺陷。随着Co浓度的增加这些缺陷也随之增加。掺杂纳米棒阵列的磁滞回线表明样品具有明显的铁磁特征,并有较大的矫顽力Hc~660 Oe。这种ZnO基稀磁半导体纳米棒阵列是一种在自旋电子器件中具有应用潜力的纳米材料。     

纳米氧化锌对镍氢电池电化学性能的影响

采用均匀沉淀法制备纳米氧化锌,将其作为添加剂掺杂制备MH/Ni电池正极,研究正极中添加不同质量分数的纳米ZnO对电极电化学性能的影响,初步探讨纳米氧化锌在电极内部的反应机制。结果表明,掺杂后氢氧化镍电极的导电性提高,电化学活性增强,有效地提高了活性物质的利用率,改善了电极反应的传质和传荷条件,使电极中电活性粒子具有合理的分布,因而显示出良好的电化学性能。经过比较,添加质量分数为4%的纳米ZnO电化学性能最佳,在60周和80周时放电容量仍有282和272mAh·g-1,而且放电平台较高。