p-n异质结TiO_2/NiO光催化剂的制备及其性能研究

采用溶胶凝胶和浸渍煅烧相结合的方法,制备出了具有p-n异质结结构的球形二氧化钛表面负载氧化镍颗粒的复合光催化剂.利用XRD、TEM、UV-Vis和PL等方法对催化剂的晶相组成、微观结构、吸光性能和光致发光性能等进行了表征.结果表明氧化镍晶粒与二氧化钛晶粒紧密接触形成p-n异质结.氧化镍颗粒的负载使复合光催化剂的吸收带边发生了明显的红移,并进入了可见光区.形成的p-n异质结促进了二氧化钛光生电子和空穴的分离,从而降低了其本征发光光强度.通过在可见光条件下对亚甲基蓝的降解研究了其光催化性能,结果表明,氧化镍颗粒的负载使二氧化钛的光催化效果在可见光区有了显著地提高,并在一定范围内随着氧化镍含量的增加光催化效果也随之提高.     

TiO_2/PBA/PMMA核壳粒子的制备与表征

纳米粒子是热力学不稳定体系,容易发生颗粒团聚。为了更好地改善纳米粒子的分散性,本文报道利用乳液聚合的方法制备以表面处理过的纳米二氧化钛为核丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为壳的TiO2/PBA/PMMA复合粒子。分析二氧化钛、乳化剂、引发剂、反应温度和超声震荡时间等因素对聚合反应单体转化率的影响,并表征核壳复合粒子。结果表明,利用乳液聚合方法制备的二氧化钛粒子为核壳结构,平均粒径为251 nm,其粒径分布较未改性纳米TiO2明显变窄,改善了纳米粒子的分散性。     

溶胶凝胶法制备纳米TiO2薄膜及其性能的研究

目的 制备纳米TiO2薄膜并研究涂膜层数与催化性能的关系.方法 采用溶胶凝胶法并利用提拉技术制备纳米TiO2薄膜.应用朗伯-比尔定律分析其光催化活性,利用金相显微镜观察单层和多层薄膜的表面形貌,用红外光谱和XRD分析所制备薄膜材料的结构,利用甲基橙溶液研究该薄膜的光催化性能.结果 溶胶凝胶法在500℃的热处理温度制备了结晶良好的锐钛矿相结构的纳米TiO2薄膜材料,晶粒尺寸为40～80 nm;控制提拉速度和加入乙酰丙酮,能使薄膜的缺陷减少;涂膜层数为5层时光催化性能比1层到4层时好,这是由于5层时薄膜表面更均匀、更致密,但是层数增加也使薄膜的内应力增加,致使表面产生裂纹.结论 涂膜层数增加均使TiO2光催化性能得到提高,镀膜层数较少时,膜层较好,5层镀膜时膜层产生了裂纹.     

红色光致发光材料ZnO:Li+的制备研究

目前对光致辐射红光的发光材料研究较少，且掺杂元素多为稀土。本文根据半导体掺杂原理，以氧化锌为基质、非稀土金属锂为掺杂元素，采用溶胶一凝胶法，合成了纳米级的红色光致发光材料ZnO：Li^ 。通过比较产品的发光性质，确定了反应的最佳煅烧温度为700℃，掺杂Li^ 的最佳摩尔浓度为0．2％。利用X-射线衍射仪和激光粒度分析仪分别对合成产物的结构和粒径进行分析，其平均粒度为62nm，发射光谱波长在615nm左右，说明掺杂元素锂固溶于ZnO晶体中形成了ZnO：Li^ 的纳米粉体。经荧光光度计测定合成产物的激发光谱与发射光谱，确定合成粉体的光致发红光的特性。文章最后对合成产物的光致发光机理进行了探讨。     

ZnO：Al透明导电膜制备工艺及其性能的研究

采用溶胶-凝胶法在载波片上制备了Al^3＋掺杂型ZnO薄膜．所用溶胶以乙二醇甲醚为溶剂,醋酸锌为前躯物,乙二醇胺为稳定剂经反应制得;用甩膜法在基片上甩膜,经热处理后在玻璃基片制备出掺铝ZnO薄膜;利用X射线分析仪、分光光度计、四探针测试仪对薄膜的结构和光电特性进行了研究．     

退火气氛对溶胶-凝胶法制备铝掺杂氧化锌薄膜光电性能的影响

为研究退火气氛对氧化锌(AZO)薄膜光电性能的影响,采用溶胶-凝胶法在石英基片上制备铝掺杂AZO薄膜。利用X射线衍射、场发射电子扫描显微镜对薄膜的物相结构和形貌进行表征;采用霍尔效应测试仪、紫外-可见-红外分光光度计分析AZO薄膜的光电性能。结果表明:退火气氛对AZO薄膜电导的影响机制有明显差异。相较于空气中退火,在N2中退火的AZO薄膜中载流子迁移率变化不明显,薄膜电导性能改善得益于氧空位增加引起的载流子浓度提高;而在95N2/5H2混合气中退火,AZO薄膜中氧空位浓度增加,晶界吸附氧脱附,晶界势垒降低,从而造成载流子浓度和迁移率明显增加,薄膜电阻率为2. 09×10-3Ω·cm。AZO薄膜的透光率在波长400～800 nm的可见光内高于85%。     

Ag@Ag_2S核壳结构的制备及其光热性能研究

采用牺牲模板法在室温下原位硫化类球形Ag纳米颗粒制备得到Ag@Ag_2S核壳结构。利用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和紫外-可见光谱仪(UV-Vis)等测试手段对样品进行分析表征。用实验室自组装的光热转换测试装置测试了Ag@Ag_2S核壳结构及单组份Ag、Ag2S纳米颗粒的光热转换性能。结果表明:在808nm激光的照射下,Ag@Ag_2S核壳结构具有比单组分Ag、Ag_2S纳米颗粒更优异的光热转换性能。     

纳米铁/SiO2核壳复合粒子的制备与性能表征

利用硅烷偶联剂 APS和活性硅作表面活性剂 ,采用种子包埋法 ,制备了纳米铁 / Si O2 核壳复合粒子。用 TEM、TG- DTA、VSM对材料结构与性能进行表征。TG- DTA表明纳米铁表面没有吸附水和结晶水 ,而抗氧化能力提高。VSM研究发现包裹一层二氧化硅后 ,饱和磁化强度与剩磁对比纳米铁粉减小 ,而矫顽力增大     

ZnO/ZnSe核/壳纳米线结构的制备

ZnO和ZnSe都是重要的宽带隙Ⅱ-Ⅵ族半导体材料.一维ZnO和ZnSe纳米材料是目前半导体一维纳米材料研究领域的热点,又由于二者之间的能带差,如果构成异质结构将会使材料的电子传输特性发生改变,因而可以应用于光电等领域.本文用气相传输法制备了ZnO纳米线,然后用异丙基硒对样品进行处理,并对样品进行了SEM、TEM和HFTEM的表征,结果表明我们已经成功制备出了ZnO/ZnSe核/壳纳米线异质结构.     

TiO_2纳米晶和薄膜的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米晶和薄膜,分别用X射线衍射(XRD))和差热-热重分析(DTA-TGA)对不同温度热处理的样品进行了表征,并考察了薄膜的光催化性能.结果表明:在500℃焙烧2h制备的TiO2纳米晶及薄膜具有完整的锐钛矿相结构,粒径约30nm左右,60min内甲基橙降解率可达到90%,具有很好的光催化活性.     

ZnO和ZnO/Au纳米流体的制备及光热转换性能

太阳能光热利用是太阳能利用的重要方面,其中,纳米流体光学特性对太阳能光热利用效率起着决定性作用。通过水热法制备不同形貌的ZnO纳米颗粒,再利用硼氢化钠还原法将Au成功还原在ZnO纳米颗粒上,制备出ZnO/Au复合纳米材料。通过SEM、XRD表征ZnO和ZnO/Au纳米粒子的形貌结构与成分。经紫外/可见/近红外吸收光谱测试表明ZnO/Au纳米流体显著提高了在可见光波段的吸收。通过光热转换实验表明,花状ZnO纳米流体的光热转换性能优于棒状ZnO纳米流体, ZnO/Au纳米流体由于Au的等离激元效应,光热转换特性增强。当浓度为1.0 mg/mL时,棒状ZnO/10%Au纳米流体光热转换效率为59%,比纯导热油纳米流体提高16%;当浓度为0.5 mg/mL时,花状ZnO/10%Au纳米流体光热转换效率为71%,比纯导热油纳米流体提高28%。     

TiO_2/NiO复合纳米纤维制备及光催化性能研究

通过溶胶-凝胶过程,采用静电纺丝技术,以聚乙烯吡咯烷酮（PVP,Mn=900 000）和钛酸正丁酯为前驱物,制备了PVP/Ti（OPr）4/Ni（CH3COO）2复合一维纳米纤维材料。经控温缓慢氧化分解,在600℃的条件下成功制备了直径50～100 nmTiO2/NiO纳米纤维。采用扫描电镜、红外光谱、X射线粉末衍射、拉曼等分析手段对样品进行了表征,系统地介绍了TiO2光催化作用机理并在紫外灯下使用样品对罗丹明B溶液进行降解实验。结果显示,0.5%TiO/NiO复合纳米纤维具有良好的光催化活性。     

氧化石墨烯/纤维素/氧化锌水凝胶的制备 及其吸附-光催化性能

采用水热法制备环境友好型氧化石墨烯/纤维素/氧化锌水凝胶复合材料, 研究了该复合材料对亚甲基蓝 (methylene blue, MB) 的吸附-光催化降解性能。利用扫描电子显微镜、X 射线衍射等对复合水凝胶材料进行结构表 征。结果表明, 氧化石墨烯的引入抑制了氧化锌的团聚, 同时与纤维素结合增大了表面积, 有助于固定光催化剂以 及能够与污染物更好地结合。水凝胶独特的多孔结构具有很好的吸附效果, 将其作为光催化剂, 经500 W 氙灯照射 300 min 基本可将MB 分子完全降解。经过5 次循环使用后水凝胶的形状与第1 次使用时外观形状基本相同, 同时 催化效率也没有明显降低。因此, 制备的石墨烯/纤维素/氧化锌可作为一种环保、稳定、易回收的光催化剂和吸附 剂用于去除MB, 该水凝胶在块状催化剂降解染料废水中具有广阔的应用前景。     

Fe/SiO2核壳复合粒子的制备与表征

研究了用3-氨丙基硅烷偶联剂分子与微米级金属铁粉之间偶联接枝-Si（OCH3）3基团和在醇-碱-水溶液中制备Fe/SiO2核壳复合粒子的工艺。XRD、SEM和酸浸实验对Fe／SiO2核壳复合粒子及其热处理复合粒子的研究表明：降低氨水的加入速度可以有效抑制游离SiO2的形成，当加入速度为每分钟约5滴时可获得几乎无游离SiO2的Fe/SiO2唑核壳复合粒子；SiO2纳米壳致密化的最佳热处理温度范围为600～700℃，900℃热处理时SiQ2纳米壳出现熔化脱离现象；复合粒子的耐酸性在200～700℃内随热处理温度升高而提高。     

ZnO/TiO_2纳米复合粉体的制备及耐温性能

以TiCl4、ZnCl2 为原料 ,采用液相共沉淀法制备了ZnO/TiO2 纳米复合粉体 ,并用DSC TG、XRD、TEM技术对纳米复合粉体进行了表征。结果表明 :纳米TiO2 粉体经ZnO复合后 ,耐温性能得到显著提高 ,复合粉体经 90 0℃煅烧后 ,粒径在 2 0 30nm左右 ,TiO2 晶型完全是锐钛矿结构。     

Electrochemical Properties of Poly(ethylene oxide )(PEO) Doped TiO_2-PEO Films Prepared by Sol-gel Dip Coating Technique

PEO modified Ti02 -PEO organic-inorganic hybrid thin films were prepared via, sol-gel dipping process on glass substrate pre-coated with ITO. The preparation parameters were studied. Electrochemical and optical properties of the films were characterized by cyclic voltammetric response and visible transmittance. X-ray diffraction (XRD) was used to determined the crystalline structure of the gel. The results show the sols added with PEO have acceptable stable periods for practical use. The PEO modified optical transitivity of the hybrid films has heavy effects on the crystallization of TiO2 during structural evolution because of the interaction between PEO and Ti02 . PEO-TiO2 films have better electrochemical activity than the TiO2 equivalent behaved as higher Li insertion/extraction current density and cyclic reversibility.     

Ag@TiO_2核壳纳米粒子的制备与红外发射率研究

在TX-100/环己烷/正己醇/水组成的油包水（W/O）体系中,采用微乳液法制得Ag@TiO2核壳纳米粒子.采用透射电镜（TEM）,X线衍射（XRD）,红外光谱（IR）和紫外可见光谱（UV-Vis）等对其形貌和物相进行分析.利用IR-1红外发射率测量仪测定复合粒子在8～14μm波段的红外发射率.结果表明：该核壳纳米粒子粒径约50 nm,内核为面心立方的金属Ag,外壳为无定型的TiO2.被TiO2包覆后Ag核的紫外共振吸收峰与纯胶体Ag相比发生了微弱红移.高反射性能的金属Ag的引入使该核壳结构复合物的红外发射率明显降低,最低可降至0.483.Ag@TiO2核壳纳米粒子的红外发射率随着外层TiO2结晶性能的提高而下降.     

Eu~(3+)掺杂ZnO纳米粒子的制备及发光性能研究

采用溶胶-凝胶法,在温和条件下以无水乙醇做反应溶剂制备出了Eu3+掺杂的ZnO纳米粒子,粒子呈纺锤体形,长度约为70nm,宽度为40nm,长径比为1.8。XRD分析表明,ZnO∶Eu粒子为六方晶系结构,结晶良好,Eu3+的掺杂并没有改变其晶型结构。通过EDS得到了晶体中Eu3+与Zn2+的物质的量的比;通过荧光光谱仪测定其荧光性能,结果表明,其荧光光谱具有2个Eu3+的特征峰,分别位于595nm和617nm,且在n(Zn2+)∶n(Eu3+)=100∶3时,Eu3+特征峰最强;通过对样品荧光光谱的分析,证明了ZnO基质和Eu3+发光中心存在能量传递。     

纳米TiO_2/丙烯酸共聚物复合材料制备及性能分析

采用乳液共混技术和原位分散聚合技术制备了丙烯酸共聚物/纳米TiO2复合乳液并制成了板材,对板材的各项力学性能进行了测试和分析.实验结果表明,丙烯酸类共聚物的制备条件为单体质量比为5:4:2,引发剂含量占总量的0.1%~0.4%,乳化剂的质量分数为4%左右,聚合温度为60~70℃,pH值在7附近,聚合时间4 h.在制备纳米TiO2/丙烯酸类共聚物的复合乳液时,必须先将纳米TiO2用高速剪切分散机分散均质,纳米TiO2填充量为3%时,纳米复合材料的拉伸强度达到最高值.     

水热法制备氧化锌纳米棒

用水热法以聚丙烯酰胺（PAM）为添加剂制备了氧化锌单晶纳米棒，并通过X-射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）及红外光谱（IR）和紫外一可见吸收光谱（UV-Vis）等测试手段对所得产物的组成和形貌进行了研究，TEM结果表明，所得产物为六角纤锌矿型氧化锌，纳米棒沿C轴取向生长，粒径分布均匀，长度2．5～3．0μm．当改变反应的溶剂，纳米棒的结构形态发生了很大改变．对PAM的作用和溶剂的影响作了简要论述。