ZnAl_2O_4纳米颗粒的制备与光学性能

以硝酸锌和硝酸铝为原料,以CTAB为表面活性剂,通过水热法成功制备了尖晶石型ZnAl_2O_4纳米晶。并利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和选区电子衍射(SAED)、X射线能量色散分析谱仪(XEDS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和紫外可见吸收光谱(UV-vis)等测试技术对样品的晶体结构、化学成分、形貌和光学性能进行表征。实验结果表明:本方法所制备的ZnAl_2O_4为单相的尖晶石结构,晶化程度良好,晶格点阵发生了膨胀;样品形貌为颗粒状结构,颗粒尺寸在20 nm左右,颗粒形状规则且大小均匀,分散性较好。ZnAl_2O_4纳米晶具有较强的紫外吸收能力,UV-vis光谱发现样品的光学带隙减小,可能是由纳米颗粒的表面效应引起的。     

Co掺杂ZnAl2O4纳米颗粒的制备与光学性质研究

以CTAB为表面活性剂,采用水热法成功制备了不同掺杂比例的Zn1-xCoxAl2O4（x=0,0.20,0.40和0.60）纳米晶。并对样品的晶体结构、形貌、化学成分、价态和光学性能进行表征。实验结果表明,本方法所制备的不同掺杂浓度的Zn1-xCoxAl2O4纳米颗粒为尖晶石结构,晶化程度良好。根据XRD数据计算了晶胞参数a、晶格间距dhkl、晶粒尺寸D,随着掺杂Co离子浓度的增加,均表现为减小趋势。XPS能谱显示大多数Co离子占据四面体中心位置,但有少量的Co离子占据八面体中心位置。随着掺杂Co离子浓度的增加,紫外吸收光的强度逐渐增加。     

CoFe_2O_4纳米颗粒的制备及其磁学性能

CoFe_2O_4纳米颗粒因具有优良的磁学性能是目前应用最广泛的一种纳米颗粒。由于CoFe_2O_4纳米颗粒独特性,其在录音录像、雷达导航以及生物提纯方面都有广泛的应用。     

磷酸修饰ZnO/ZnAl_2O_4纳米复合球状光催化剂及其活性

采用一步水热法制备ZnO/ZnAl_2O_4复合光催化剂前驱体。用不同量的磷酸溶液通过浸渍蒸干法对样品进行修饰,并于不同温度下焙烧获得高活性ZnO/ZnAl_2O_4纳米复合光催化剂。采用XRD、SEM、TEM、BET和TG-DTA等技术对所得样品进行表征。在模拟太阳光下,以光催化降解甲基橙和还原CO_2评价样品的光催化活性,并考察磷酸修饰量、样品焙烧温度对光催化活性的影响。结果表明:磷酸修饰可提高样品的高温稳定性、晶化程度及比表面积。当磷酸修饰量为n(Zn):n(P)为100:2.0时,经500℃焙烧后所得样品的光催化活性最佳。当光催化剂用量为0.5 g/L时,在60 min内对25 mg/L甲基橙溶液的脱色率达到98%,较未修饰样品的提高15.3%。对最佳条件下所得样品进行CO_2光催化还原,当催化剂用量为1.0 g/L、反应6 h后,所得还原产物中甲醇的生成量为1.60mmol/g。     

水热法制备Co掺杂SnO_2纳米棒的室温铁磁性

采用水热法制备了Co掺杂的SnO_2纳米棒.随着Co掺杂浓度的增加,样品的室温铁磁性先增加后降低,当Co掺杂浓度为4%时,样品的饱和磁化强度达到最大值.纳米棒呈花簇状生长,单根纳米棒长度约300 nm,为单晶金红石型SnO_2相.X射线光电子能谱和X射线近边结构谱分析表明,Co在SnO_2样品中以+2价态存在,替代了Sn~(4+)离子的位置,并未与其它元素形成杂质相,从而证明室温铁磁性为Sn_(1-x)Co_xO_2纳米棒的本征性能.同时,采用自旋分裂杂质带模型,解释了Co掺杂浓度对样品室温铁磁性的调节作用.     

Co掺杂Fe_2O_3-SBA-15磁性材料的制备及性能

利用溶胶凝胶-水热法以及浸渍法制备了Fe及Co掺杂的SBA-15介孔纳米磁性材料,并采用X射线衍射(XRD)及振动样品磁强计(VSM)对制备的各种纳米磁性材料进行结构以及性能的测试、表征。实验结果显示掺杂的Fe以Fe2O3纳米颗粒存在于介孔分子筛的孔壁内,而掺杂的Co则以Co3O4纳米颗粒的形式存在于SBA-15介孔材料的孔道中,进而得到了具有复合结构的Co3O4/Fe2O3-SBA-15纳米磁性材料。进一步研究发现掺杂后的SBA-15介孔材料呈现铁磁性,而且随着Co3O4及Fe2O3纳米磁性材料含量的增加,依靠纳米磁性材料之间的交换耦合作用,SBA-15介孔材料的磁性能逐渐增强。     

尖晶石型Zn_(1-x)Co_xFe_2O_4纳米颗粒的制备与性能

以CTAB为表面活性剂,采用水热法成功制备不同掺杂比例的尖晶石型Zn_(1-x)Co_xFe_2O_4(x=0,0.2,0.4,0.6)纳米颗粒,并利用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线能量色散分析(EDS)、选区电子衍射(SAED)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)等测试手段对样品的化学成分、形貌、晶体结构、粒度、光学性能和磁学性能进行表征。结果表明:不同掺杂比例的Zn_(1-x)Co_xFe_2O_4纳米颗粒均为结晶良好的立方尖晶石型结构,Co~(2+)以替代Zn~(2+)的形式掺杂进入到ZnFe_2O_4晶格中;随着Co掺杂量的增加,晶粒尺寸呈增大趋势,晶格常数发生膨胀。样品形貌为不规则的椭球形颗粒状,粒度比较均匀。纯ZnFe_2O_4纳米晶在室温下呈现超顺磁性,掺杂样品在室温下都具有明显的铁磁性。     

硫化镉纳米结构的制备与光学性质研究

采用直接热蒸发CdS粉末的方法,在不同的生长条件下制备出CdS纳米线和纳米带材料并对其形貌、结构和光学性质进行了研究.CdS纳米线具有单晶结构,且生长方向具有择优取向,而其纳米带不具有上述结构特征.光致发光光谱研究发现,室温下纳米线只在508 nm出现了CdS的本征发射带.然而,纳米带存在2个明显的发光峰,中心峰位分别位于513 nm和756 nm.这2个发射峰可分别指认为CdS的本征发射和V_s~+空位引起的发射.     

ZnRh_2O_4电子结构与光学性质的第一性原理计算

利用基于密度泛函第一性原理的GGA方法,研究ZnRh2O4的电子结构和光学性质。计算结果表明:ZnRh2O4具有明显的半导体能带结构特征,其带隙宽度为1.084eV,且在费米能级附近的态主要由Rh的4d态构成。ZnRh2O4的静态介电常数为8.215,静态折射率为2.866,介电函数吸收边位于1.0eV附近。在能量为0～8.44eV区域,ZnRh2O4的反射系数随着能量的升高而逐渐增大;随后随能量的增大而逐渐减小;在能量为11.98eV时,达到极小值,然后随能量的增大,再次逐渐增大;在能量为13.762eV时,再次达极大值,随后反射系数陡降;ZnRh2O4的吸收系数的数量级达105cm-1,且吸收主要发生在低能区,其电子能量损失谱的共振峰在14.226eV处,与此能量时反射系数的陡降相对应。     

稀土掺杂NaGdF4纳米颗粒的制备与强近红外上转换特性

采用水热法制备了高纯度六角相NaGdF4纳米颗粒,对样品的结构与形貌进行了表征.在980 nm激光激发下,研究了yb3+/Tm3+共掺杂NaGdF4纳米颗粒的近红外上转换发光特性;分析了yb3+/Tm3+共掺杂NaGdF4的能量传递机理,研究了泵浦功率与发光强度的关系.结果表明:共掺杂NaGdF4纳米颗粒在980 nm下可发射出800 nm的强近红外光,其与475 nm蓝光发射的强度比为42.样品中800 nm发射对应两光子过程,475 nm发射对应三光子过程.     

有机纳米颗粒复合Co掺杂ZnO热电性能研究

有机-无机纳米结两端有机材料的离散轨道能级与无机半导体的连续能带差异减小时,使得纳米结界面具有选择性散射不同能量载流子的特征,有利于提高赛贝克系数和热电性能。本文利用溶胶-凝胶法合成了具有有机-无机纳米结结构的聚对苯撑(PPP)纳米复合Zn_1-xCo_xO材料。研究结果表明,较高电导率和赛贝克系数使Zn_0.925Co_0.075O/9 wt% PPP呈现较大的功率因子。另外,有机-无机纳米界面上的界面散射大大降低了热导率。因而,合成的纳米复合材料最大ZT值达到0.22,是Zn_0.925Co_0.075O基体材料的5倍。这一实验结果表明纳米结效应是提高块体热电材料热电性能的有效途径。     

电弧放电方法制备Co掺杂AlN纳米棒

AlN是一种性能优良的半导体材料,理论预测其可能具有过渡金属掺杂的室温铁磁性,因而受到广泛的重视.采用电弧放电方法,通过电弧熔炼Al、Co块体获得合金,然后使合金在放电过程中与通入的氮气直接反应,首次获得了Co掺杂AlN纳米棒.纳米棒的长度约为几个微米,直径在40～120 nm之间,并在磁性能测试中观察到了室温铁磁性.对不同区域产物的物相,化学组成和显微结构进行了分析表征.     

Y_2O_3纳米颗粒催化氮化Si粉制备Si_3N_4粉体

以聚乙二醇为表面活性剂,以氨水为沉淀剂,先采用沉淀法将氧化钇(Y_2O_3)纳米颗粒催化剂原位沉积于Si粉表面,再通过催化Si粉氮化工艺制备Si_3N_4粉体。研究了催化剂Y_2O_3的用量及氮化温度等对Si_3N_4粉体合成的影响。采用X射线衍射、扫描电子显微镜及能谱仪对产物的物相组成及显微结构进行了表征。结果表明:当Y_2O_3纳米颗粒的加入量为1%(质量分数,下同)时,试样于1350℃/2 h催化氮化后产物中残余单质Si含量最小,低于1%;氮化后产物中存在着长度约为几个微米,直径在20~200 nm的晶须状Si_3N_4,其生长机理主要为气相-气相-固相(VVS)机理。     

掺杂纳米CeO2的纳米玻璃的制备

采用溶胶-凝胶技术制备了掺杂纳米CeO2的纳米玻璃，探索了不同溶剂、pH值、热处理温度和升温速率等制备条件对纳米玻璃的影响，获得了最佳的制备条件，得到了透明的掺杂纳米CeO2的纳米玻璃。其中反应物最佳摩尔比为：nTEOS：ni-PrOH：nEOH：nH2O=1：2：1：20；最佳pH值为：1．4～118；凝胶化的理想环境为：T65℃～70℃，润湿气氛；制备干凝胶的最佳热处理路线为：水浴70℃，3d→水浴85℃，3d→烘箱100℃，1d→烘箱150℃，2d。因此，溶胶-凝胶技术是制备纳米玻璃的有效途径。     

Yb_2O_3纳米晶的制备及其若干性质的研究

用溶胶 -凝胶法制备了不同粒径的 Yb2 O3纳米晶。XRD分析表明 :所合成的 Yb2 O3纳米晶属于立方晶系 ,空间群为 Ia3。TEM分析表明 :所合成的 Yb2 O3粒子基本呈球形。计算表明 :Yb2 O3的平均晶粒度随焙烧温度的升高而增大 ,而平均晶格畸变率随焙烧温度的升高和晶粒度的增大而减小 ,表明晶粒越小 ,晶格畸变越大 ,微晶发育越不完整。溶解性试验表明 :Yb2 O3晶粒度减小 ,表面活性增加。FTIR光谱分析表明 :纳米 Yb2 O3比普通的 Yb2 O3具有更高的表面活性 ,Yb- O键的吸收强度减弱 ,有微小的蓝移。     

静电纺丝技术制备NiFe_2O_4纳米纤维的表征

采用溶胶-凝胶法与静电纺丝技术相结合制备了PVP/[Ni(NO3)2+Fe(NO3)3]复合纳米纤维,在一定温度下进行热处理,得到尖晶石结构的NiFe2O4纳米纤维。利用TG-DTA、XRD、FTIR、SEM、TEM等分析手段对样品的组成及结构进行表征。TG-DTA分析表明,PVP/[Ni(NO3)2+Fe(NO3)3]复合纳米纤维的热处理温度高于450℃以后,质量恒定,总失重率为87.8%。XRD与FTIR分析表明,热处理温度高于600℃时,复合纳米纤维已经完全转变成尖晶石结构的NiFe2O4纳米纤维。SEM分析表明,所制备的PVP/[Ni(NO3)2+Fe(NO3)3]复合纤维直径在250～300nm之间,NiFe2O4纳米纤维直径约100nm,长度大于200μm。对NiFe2O4纳米纤维的形成机理进行了探讨。     

PEI包覆磁性Fe_3O_4纳米颗粒的制备及性能研究

由于PEI/Fe3O4磁流体具有良好的生物兼容性,因而被广泛应用于生物医药领域。本实验用共沉淀法制备出磁性Fe3O4纳米颗粒,通过一次包覆改性法将PEI（聚乙烯亚胺）包覆在磁性Fe3O4纳米颗粒上。利用X-射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、红外光谱仪（FTIR）、振动样品磁强计（VSM）、热重分析仪（TG）等方法对其进行了表征。结果表明,实验制备出颗粒度为10nm左右的颗粒,PEI较好的吸附在其表面,吸附率为33.6%,颗粒度饱和磁化强度为58.05 emu/g,包覆后有所降低,但较好保持着原有磁性。     

Ni掺杂CoFe_2O_4晶体电磁性质的第一性原理研究

尖晶石型钴铁氧体因具有良好的电磁性质,广泛应用于电子装备、微波装备及高密度磁存储等领域。采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波赝势法,结合广义梯度近似(GGA+U),系统研究不同Ni掺杂量对CoFe_2O_4晶体结构、电子结构和磁性能的影响。结果表明:Ni离子倾向于占据八面体位置且随着Ni掺杂量的增加,晶格常数呈递减趋势。通过电子结构分析表明,带隙随着Ni掺杂量的变化而变化,大部分都呈绝缘体,且存在强烈的3d-2p轨道杂化。磁性能依赖于Ni掺杂量,随着Ni掺杂量的增加,晶格中的原子磁矩变化不明显,但总磁矩呈线性递减趋势,这主要是因为Ni离子最外层的3d未配对电子数与Co离子最外层3d未配对电子数不同,因而对磁性能的影响较大。     

NiFe_2O_4/SiO_2核壳结构纳米颗粒的制备及性能研究（英文）

采用微乳液法成功合成出以磁性铁氧体(NiFe_2O_4)为内核,以氧化硅(SiO_2)为壳层的纳米颗粒。NiFe_2O_4/SiO_2核壳结构纳米复合材料的形成过程是:将合成出的NiFe_2O_4纳米颗粒均匀分散正硅酸乙酯(TEOS)溶液中,然后对TEOS进行水解并在NiFe_2O_4纳米颗粒表面沉淀,将纳米颗粒分离出并进行后续热处理。通过XRD、IR、SEM、TEM等测试手段对纳米颗粒样品的显微组织结构进行了相应分析和观察。研究发现,纳米颗粒具有NiFe_2O_4/SiO_2核壳结构,其晶粒的平均直径大约为40 nm。采用振动样晶磁强计测试样品磁性能可发现纳米颗粒表现出典型的超顺磁性,其饱和磁化强度为12.97 emu·g~(-1)     

水热法制备Al_2O_3掺杂钼合金

以四钼酸铵和硝酸铝为原材料,采用水热合成法结合低温煅烧和两次还原工艺制备出Al2O3掺杂钼粉,经压制、烧结后制备出掺杂钼坯。利用XRD、SEM、EDS、TEM等检测手段对不同制备阶段下的相结构、形貌及相转变进行了分析。结果表明:在水热合成过程中,有六方结构的针状MoO3和棉花状的水合氧化铝AlO(OH)生成,六方结构的MoO3是由四钼酸铵(NH4)2Mo4O13·2H2O与硝酸HNO3发生化学反应生成,水合氧化铝AlO(OH)是由硝酸铝Al(NO3)3·9H2O和尿素CO(NH2)2反应生成;500℃低温煅烧后,六方结构的针状MoO3转变为正交结构且呈片状,棉花状的水合氧化铝AlO(OH)脱水转变为Al2O3,且有中间相Al2(MoO4)3的生成;经二次氢气还原,片状的MoO3完全被还原为球状的Mo颗粒,含铝相以纳米级α-Al2O3相的形式存在于Mo粉中;烧结成坯后,α-Al2O3弥散分布在钼基体中,尺寸在500nm~1μm之间。