Ce掺杂ZnO纳米晶的光催化性能研究

以Zn( NO3)3·6H2O、Ce( NO3)3·6H2O为原料,明胶为模板分散剂,采用凝胶模板燃烧法制备纯ZnO和Ce/ZnO纳米晶,利用XRD、TEM、BET、UV-Vis漫反射进行表征.以染料罗丹明B为目标降解物考察了样品的光催化活性.结果表明:产物粒子形状基本为球形,结晶良好,属六方晶系结构.相比纯ZnO,Ce/ZnO对光具有更高的吸收利用率,在紫外和可见光下对罗丹明B的降解能力均有明显提高;随Ce掺杂量的增加,样品的粒径减小,比表面积增大,罗丹明B的降解率相应增大,在紫外和可见光下降解率分别可达98.6;、78.3;,其原因在于Ce掺杂有利于在ZnO纳米粒子中心和表面之间产生电势差,实现光生电子-空穴对的有效分离.     

ZnS空心微球的制备及其光催化性能研究

采用简单的一步溶剂热法合成了ZnS空心微球.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见吸收光谱(UV-vis)等测试手段对其形貌、结构和光学性质进行了分析,并以罗丹明B(RhB)为模型污染物研究了样品的光催化性能.结果表明:样品为纯度较高的立方闪锌矿型ZnS微球,且球体由纳米级小微粒组装而成;在降解RhB的光催化研究中,以乙醇-水为溶剂合成的ZnS微球光催化性能较优.     

声化学法制备ZnS: Mn纳米晶及其光学性能

以无水氯化锌,四水氯化锰以及硫代乙酰胺为原料,采用声化学法成功制备了锰掺杂的ZnS(ZnS: Mn)纳米晶.采用透射电子显微镜镜(TEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线粉末衍射(XRD)和光致发光谱(PL)对所制得的纳米进行了表征.结果表明:所制备ZnS: Mn为立方闪锌矿结构,纳米粒子的形貌接近于球形.平均晶粒尺寸为10 nm左右.PL光谱分析表明:所制备试样有两个主要的发射峰,分别位于在480 nm和570 nm左右,后者与体材料ZnS: Mn相比发生了明显蓝移,但仍表现为橙黄色发光.Mn2+掺杂浓度对ZnS: Mn的光致发光性能有显著影响,原料中Zn: Mn: S(物质的量比)为3: 1: 4,Mn2+掺杂浓度为2.64 at;时,光致发光光谱发射峰强度达到最大值.     

La3+,Al3+共掺杂纳米ZnO光催化降解活性艳蓝X-BR研究

采用溶胶-凝胶法制备了不掺杂和掺杂铝离子、镧离子以及两种离子共掺杂的ZnO,并用X射线衍射(XRD),高分辨透射电镜(HRTEM),紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱对其进行了表征.用紫外灯作为光源,一定浓度的活性艳蓝X-BR溶液为光催化反应模型污染物,研究了各种离子掺杂ZnO的光催化性能,考察了掺杂量对降解率的影响.结果表明,镧离子和铝离子掺杂浓度为2 at;和3 at;的共搀杂ZnO的光催化性能最好;在室温下,加入催化剂浓度为0.1 g/L,降解时间为45 min时,对活性艳蓝X-BR溶液的降解率达到96.63;.     

表面活性剂对水热法合成ZnS:Cu,Al纳米晶光致发光特性的影响

采用水热法直接合成了ZnS∶Cu,Al纳米荧光粉,并且系统研究了加入表面活性剂在不同S/Zn下,清洗样品和不清洗样品的结晶性、傅立叶红外光谱(FT-IR)及光致发光(PL)光谱.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15 nm, 尺寸分布窄,分散性好.未清洗样品的结晶性比清洗样品的好,且加入表面活性剂和未清洗都导致粒径增大,影响纳米材料的表面态.改变[S~(2-)]/[Zn~(2+)]物质的量比、清洗和加入表面活性剂都会影响材料的PL强度.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.     

Mn掺杂ZnO的制备、表征及光催化性能

采用水热法制备不同Mn掺杂浓度的Zn1-x Mnx O(0.00≤x≤0.08)材料,采用XRD、UV-vis、PL和SEM对样品的结构和光学性质进行表征与分析,并以亚甲基蓝溶液为模拟污染物,评价了Zn1-x Mnx O材料的光催化性能,考察了Mn的掺杂浓度对ZnO的结构、光学性质和光催化性能的影响.结果显示,所有的Zn1-x Mnx O样品都具有单一的六方纤锌矿结构,未有新相生成.Mn掺杂增强了ZnO的可见光响应,提高了其光生电子-空穴对的分离效率.此外,与纯ZnO相比,Zn1-x Mnx O材料表现出更高的光催化性能,其中,Zn0.96 Mn0.04 O样品的光催化活性最佳,其经过30 min光照后,降解率达到97.0;.     

声化学法合成ZnS纳米晶及反应动力学研究

采用声化学法制备了ZnS纳米晶,对其反应动力学进行了研究,利用XRD、TEM等手段对样品进行了表征.结果表明,以无水氯化锌、硫代乙酰胺为原料,采用声化学法可以制备粒径在10 nm左右的ZnS纳米晶,所得样品为α-ZnS纤锌矿结构,六方晶系,形貌为球形或近球形.随超声功率增加,ZnS纳米晶粒度降低.动力学研究表明,ZnS纳米晶的生成量随时间呈线性增加,ZnS纳米晶的生成活化能为29.88 kJ/mol.     

纤锌矿CuInS2纳米晶的合成及其机理研究

采用一步溶剂热法合成纤锌矿结构CuInS2(W-CIS)纳米粉体,并对其生长形成机理进行了研究.利用XRD、FE-SEM及EDS对W-CIS纳米晶的结构和形貌以及元素组成进行分析,研究了溶剂热合成过程中的铜源、硫源、反应温度及反应时间对CuInS2纳米粉体物相及形貌的影响.结果表明:以CuCl2·2H2O或Cu(CH3COO)2·H2O、InCl3·4H2O和硫脲为原料,聚乙二醇400、乙二胺为溶剂于200℃下反应2h可以成功合成出结晶性良好的CuInS2纳米片,直径约为300 nm,厚度大约为10～20 nm.通过研究发现,乙二胺对形成纤锌矿结构CuInS2起着关键的作用,并且该粉体对亚甲基蓝的降解率可达75.04;.     

Er掺杂ZnS纳米晶的合成及光致发光性能研究

以巯基乙酸(HSCH2COOH)为稳定剂,采用水热法合成了分散性好的ZnS∶ Er纳米晶,分别利用XRD、TEM,荧光光谱仪对其物相,形貌及光学性能进行了研究.结果表明:ZnS∶ Er纳米晶为闪锌矿ZnS结构,颗粒近似球形,平均粒度为5 ～8 nm.当Er3+掺杂摩尔浓度为6;,稳定剂巯基乙酸添加摩尔分数为2;,合成温度为120℃条件下得到了发光性能较好的Er离子掺杂ZnS纳米晶材料,并对其发光机理进行了探讨.     

Ce3+掺杂CsPbBr3纳米晶的制备与性能

采用热注入法制备Ce³⁺掺杂CsPbBr₃纳米晶,利用XRD、TEM、XPS、UV-Vis、PL、Time-resolved fluorescence spectroscopy、J-V曲线测试等对样品的晶体结构、微观形貌、化学组成、光吸收性能、发光性能、荧光寿命和荧光太阳能集光器(LSC)的光学效率进行表征。实验结果表明:采用热注入法成功制备出分散性良好、平均晶粒大小为12.26 nm的立方相Ce³⁺掺杂CsPbBr₃纳米晶。Ce³⁺掺杂CsPbBr₃纳米晶的光学带隙和荧光发射峰强度随着Ce/Pb摩尔比的增加呈现先增大后减小的变化趋势,当n(Ce)/n(Pb)=0.25时,光学带隙达到最大为2.416 eV,发光强度最强,荧光发射峰由纯CsPbBr₃纳米晶的515 nm蓝移到510 nm,Ce³⁺掺杂CsPbBr₃纳米晶的发光性能与稳定性均得到增强。Ce³⁺掺杂CsPbBr₃纳米晶与聚苯乙烯溶液制备复合薄膜型LSC器件的光学效率ηopt最高达到6.81%。     

反相微乳液法制备CdS/ZnS纳米晶及其表征

用反相微乳液法制备了CdS纳米粒子,以ZnS对其表面进行包裹,得到了核壳结构的CdS/ZnS纳米晶.采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)表征其结构、粒度和形貌,紫外-可见吸收光谱(UV-VIS)、光致发光光谱(PL)表征其光学特性.制得的CdS纳米微粒近似呈球形,直径约3.6nm;包裹以后颗粒仍为球形,粒径约10nm,以XRD、UV-VIS和PL证实了CdS/ZnS核壳结构的实现.文章还研究了不同Zn/Cd的摩尔比对CdS/ZnS纳米微粒光学性能的影响,UV-VIS谱表明随着壳层厚度的增加CdS/ZnS纳米晶的吸收带边有轻微的红移;PL谱表明壳层ZnS的包覆可减少CdS纳米微粒的表面缺陷,带边直接复合发光几率增大,且具有合适的壳层厚度时,CdS核层的发光效率有较大提高.     

硫化锌纳米晶的合成及性能表征

采用水热法以油酸和十二烷基硫酸钠(简记为SDS)作为复合型表面活性剂制备ZnS纳米晶,并对制备的ZnS纳米晶进行了表征.通过正交实验考察了油酸用量、SDS用量、反应温度、反应时间及pH值对ZnS发光性能的影响,确定了最佳工艺条件.结果表明,制备的ZnS为闪锌矿结构,单分散,粒径尺寸为6 nm,ZnS纳米晶表面的亲水性得到了有效的改善.所以,复合型表面活性剂的使用既可以提高ZnS纳米晶的发光性能又起到表面改性的作用.     

酞菁镍-ZnO复合光催化剂的合成及其降解亚甲基蓝性能研究

采用水热法以25∶1,50∶1,100∶1和150∶1的掺杂比例,制备酞菁镍(NiPc)敏化半导体ZnO纳米粉末光催化剂,并用IR、UV、XRD及XPS等方法对NiPc-ZnO进行微观结构表征.研究了在可见光照射下,NiPc-ZnO对模拟染料废水中有机染料亚甲基蓝的降解性能.结果表明:NiPc能有效地扩展ZnO的可见光吸收范围,并提高其光催化性能,当酞菁镍掺杂比例为50∶1时,亚甲基蓝的降解率最高,达到53.7;,比纯ZnO提高了30.6;.     

Li+掺杂ZnO基荧光粉的制备、性能研究及其表面包覆

采用草酸根沉淀法制备ZnO∶ Eu3+荧光粉,探讨了Li+对Eu3+的敏化作用,并研究了SiO2的表面包覆对ZnO∶Eu3,Li+荧光粉性能的影响.采用XRD、IR、SEM、PL等分析了样品的物相、形貌及发光性能.结果表明:K+的掺杂能有效的增强Eu3+与ZnO之间的能量传递,提高其发光性能.而表面包覆SiO2使ZnO∶ Eu3+,Li+荧光粉的晶粒间团聚减小,并对其激发光谱产生影响.     

Er掺杂钛酸锶的制备及可见光催化性能研究

通过水热法制备了Er3+掺杂的SrTiO3系列光催化剂,对样品进行了X射线衍射、扫描电镜、紫外可见吸收光谱和比表面积分析,并以染料降解考察了样品的光催化活性.研究表明,Er3+的适量掺杂抑制了SrTiO3粒径生长,增加了SrTiO3对太阳光的利用率.在紫外光和可见光辐照下,水热法制备Er3+-SrTiO3的光催化活性优于纯SrTiO3和高温固相反应制备的Er3+-SrTiO3.当掺杂量为1.5;时,SrTiO3的光催化活性达到最大,且在可见光辐照下的光催化活性优于TiO2(P25)光催化剂.     

TiO2-Pt-CoPi三元复合物的制备、表征和光催化性能研究

以钛酸正丁酯TBT为原料,采用水热法制备了TiO2纳米片,并用光沉积法将Pt纳米颗粒和CoPi催化剂分步沉积在TiO2纳米片上,制备TiO2-Pt-CoPi三元复合物.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等对样品进行了表征,测试了三元复合物的光催化活性.实验结果表明,通过控制光沉积时间、顺序等因素对复合光催化剂的光催化性能进行优化,大大提升了其完全光解水的光催化活性.     

ZnWO4纳米晶光催化剂的制备及表征

以Na2WO4·2H2O和Zn(NO3)2·6H2O为原料,采用水热法制备出ZnWO4纳米晶催化剂.以曙红B为目标降解物,研究了ZnWO4催化剂的光催化性能,探讨了水热温度、水热时间和水热溶液pH值对ZnWO4催化剂的结晶形态及光催化活性的影响规律,结果表明:在酸性条件下制备的ZnWO4为片状结构,链状分布,而在碱性条件下为棒状结构.在180 ℃,24 h的制备条件下,ZnWO4催化剂显示出最高的光催化活性.水热溶液pH=5和pH=8时制得的催化剂在2 h内对5 mg/L的曙红B溶液的脱色率分别达到86;和95;.制备过程中溶液的pH值,催化剂的晶态和比表面积是影响催化剂活性的重要因素.