Cu_xZn_（1-x）O纳米复合物的制备及其抗菌性能

用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了Cu2＋掺杂纳米ZnO复合粉末（CuxZn1-xO,x=0.02,0.05,0.08,0.10）,用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等表征了样品的物相、结构和形貌.结果表明纳米CuxZn1-xO粒子为六角纤锌矿结构,平均晶粒尺寸为25~35 nm.该纳米复合粉末对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌具有强效抗菌性能,且随Cu2＋掺杂浓度的增加抗菌性能增强.其中,Cu0.1Zn0.9O对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的最小抑菌浓度分别为50,50,25 mg/L.该纳米复合粉末的抗菌性能明显优于普通无机抗菌剂.     

稀土元素掺杂Al_2O_3陶瓷粉末的光致发光特性

本文利用化学燃烧合成法制备了Al_2O_3:Eu,Al_2O_3:Tb和Al_2O_3:Eu:Tb陶瓷粉末,研究了退火温度和掺杂浓度对稀土元素掺杂Al_2O_3陶瓷粉末光致发光性能的影响.结果表明:采用Al(NO3)3、Eu(NO_3)_3、Tb(NO_3)_3为原料制备的Al_2O_3:Eu,Al_2O_3:Tb陶瓷粉末,其样品随着退火温度的不断升高,发光强度先增强再减弱,光致发光峰位没有发生变化,并且最佳的退火温度分别是900?C、1100?C.随着稀土元素掺杂浓度的不断增大,样品光致发光强度先增强再减弱,最佳的掺杂浓度分别是0.055mol%、0.02mol%.在制备Al_2O_3:Tb:Eu陶瓷粉末时,只改变Tb~(3+)离子的掺杂浓度而保持Eu~(3+)离子的掺杂浓度是0.04mol%固定不变.随着Tb~(3+)离子掺杂浓度的增大,Eu~(3+)离子处于592nm,618nm,653nm,705nm的光致发光峰强度增加,而Tb~(3+)离子在545nm处的光致发光峰强度却随着Tb~(3+)离子掺杂浓度从0.14mol%增大到0.17mol%逐渐减小.此研究可为改善和提高Al_2O_3基陶瓷材料的发光性能提供一定的实验依据.     

N,B,Fe-TiO_2催化剂的制备及其可见光催化性能

通过水热方法分别制备了N,B,Fe二元素掺杂和三元素掺杂的TiO2催化剂,并对各样品进行X射线衍射(XRD),紫外-可见漫反射(DRS),N2等温吸脱附、FT-IR等表征.制得的催化剂形貌为颗粒状,晶型主要以锐钛矿相为主,掺杂不影响催化剂的晶型,三元素掺杂TiO2催化剂具有较大的比表面积(220.1m2·g-1),三元素掺杂TiO2催化剂的禁带宽度为2.6eV.降解罗丹明B染料实验结果表明,N,B,Fe三元素掺杂的TiO2催化剂在400nm以上的可见光区有明显吸收,2h内降解率可达70.6%.分析表明,N,B的掺杂,减小了TiO2的带隙,Fe的掺杂,降低了光生电子和空穴复合的几率,三元素掺杂产生了协同效应,共同提高了TiO2在可见光的光催化效率.     

多孔硅衬底上无催化剂制备GaN纳米线

采用化学气相沉积(CVD)法,在1050℃的温度下,以多孔硅(PS)为衬底,成功地制备出GaN纳米线.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)和光致发光(PL)谱对样品的物相、形貌、成分及发光性质进行了分析.研究结果表明,产物为六方纤锌矿结构的GaN纳米线,纳米线的直径范围为30nm到100nm,长度达几十微米,位于376.2nm处有一带边发射峰,在435.8nm处有一个因缺陷引起的弱发光峰.最后简单讨论了制备GaN纳米线的相关化学反应和生长机制.     

溶剂热法制备CdTe纳米带及其机理分析

本文以氯化镉(CdCl2·2.5H2O)、碲粉(Te)为源,硼氢化钾(KBH4)为还原剂,使用溶剂热法制备了厚100nm左右,宽200～400nm,长2～3μm的碲化镉(CdTe)纳米带.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外可见吸收光谱(UV-vis spectra)等测试手段对产物的物相、形貌及光学性能进行了表征.研究了不同的反应温度、镉源和反应时间对产物物相和形貌的影响,并初步推测了带状产物的形成机理.发现产物形貌随温度升高由带状变为颗粒状.不同镉源对带状形貌的形成有很大影响,用Cd粉为镉源时,无法得到带状CdTe产物.反应时间较短时,产物为棒状和无定形颗粒,反应时间过长,产物尺寸差异变大.对光学性能表征时发现CdTe带状产物的紫外吸收出现了一定的蓝移,禁带宽度与块体材料相比偏大了0.4eV.     

S离子注入形成的缺陷对CdS纳米带的影响

为了探究缺陷对CdS纳米带性能产生的影响,本文通过简单、易行的化学气相沉积法(CVD)在硅基底上制备了CdS纳米带,将不同剂量的S离子注入到CdS纳米带中,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)、拉曼光谱(Raman)等分析样品的晶体结构,进一步通过光电性能的测试,研究S离子注入引入的缺陷对CdS纳米带性能产生的影响.结果表明,S离子注入引入的缺陷使CdS纳米带晶体质量发生变化,导致S离子注入后CdS纳米带的激子发光峰减弱,缺陷发光峰增强,并且它们之间的强度比随着注入剂量的改变可以进行调节.最后,通过对单根CdS纳米带场效应晶体管的转移特性曲线进行分析,证明了S离子注入引入的缺陷对CdS纳米带电学性能有较大影响,并进一步分析讨论了其对电学性能影响的机理.     

785nm LD激发下Tm3+/Ho3+∶Y2O3纳米晶的上转换发光

以甘氨酸为燃烧剂,采用低温燃烧法制备了Tm3+,Ho3+共掺杂的Y2O3纳米晶粉末,通过X射线衍射和透射电子显微镜(TEM)对样品的结构、形貌和粒径进行了分析和表征.本文以785 nm LD为激发光,研究了样品的上转换发光性质,实验结果得到了峰值波长为487 nm(蓝色),548 nm(绿色),659 nm和695 nm(红色)上转换发光.经过分析表明,上述发光分别指5F3→5I8(Ho3+)+1G4→3H6(Tm3+),(5F4,5S2)→5I8(Ho3+),5F5→5I8(Ho3+)和3F3→3H6(Tm3+)跃迁.通过对上转换发光强度和激发光功率的关系研究,揭示出其均为双光子过程,并且能量传递上转换和激发态吸收是上转换发光的主要机制.由于其高效的上转换发光性能,该材料在荧光标记、三维立体显示等方面有着潜在的应用前景.     

785nmLD激发下Tm3+/Ho3+:Y2O3纳米晶的上转换发光

以甘氨酸为燃烧剂,采用低温燃烧法制备了Tm3+,Ho3+共掺杂的Y2O3纳米晶粉末,通过X射线衍射和透射电子显微镜(TEM)对样品的结构、形貌和粒径进行了分析和表征.本文以785nm LD为激发光,研究了样品的上转换发光性质,实验结果得到了峰值波长为487nm(蓝色),548nm(绿色),659nm和695nm(红色)上转换发光.经过分析表明,上述发光分别指5F3→5I8(Ho3+)+1 G4→3 H6(Tm3+),(5F4,5S2)→5I8(Ho3+),5F5→5I8(Ho3+)和3F3→3 H6(Tm3+)跃迁.通过对上转换发光强度和激发光功率的关系研究,揭示出其均为双光子过程,并且能量传递上转换和激发态吸收是上转换发光的主要机制.由于其高效的上转换发光性能,该材料在荧光标记、三维立体显示等方面有着潜在的应用前景.     

ZnO纳米结构的电化学法可控生长及其机理

以溶胶-凝胶法制备c轴取向为主的ZnO薄膜作缓冲层,采用阴极电化学沉积技术制备高c轴取向ZnO纳米结构.在0.7 mA/cm2的恒定电流密度下生长出直径约50 nm、密度为2.5×107mm-2的垂直向上的ZnO纳米杆阵列,通过逐渐增大电流密度(0.4~0.9 mA/cm2)或逐渐减小电流密度(0.9~0.4 mA/cm2)分别研制出直径逐渐变小或变大的纳米杆阵列,实现了纳米杆形貌、尺寸的可控生长.c轴择优取向的同质ZnO缓冲层既为纳米杆的定向生长提供了形核中心又减小了纳米杆的晶格失配度,有ZnO缓冲层样品的强紫外光发射和较弱的与缺陷相关的可见光发射的光致发光结果证实了缓冲层对提高样品晶体质量的重要作用.     

离子交换法制备介孔TiO2/CdS纳米复合光催化剂及性能研究

使用离子交换法制备了介孔TiO2/CdS纳米复合光催化材料.利用X射线衍射、高分辨率透射电镜、氮气吸附-脱附分析、红外光谱和紫外-可见漫反射光谱等手段对制备的介孔TiO2/CdS纳米复合光催化材料的微观结构和光吸收性质进行了研究,并选择染料罗丹明B和茜素红作为底物在可见光下考察了催化材料的光催化活性.结果表明:离子交换法制备介孔TiO2/CdS的光催化活性显著高于沉淀法制备的TiO2/CdS.     

等级状CdS树枝晶的形貌控制及生长机理

以聚乙烯醇(PVA)作为表面修饰剂,采用水热法在180 ℃下于Cd2 -硫脲络合体系中合成了大量的等级状CdS树枝晶.用扫描电镜研究发现,合成的这些CdS晶体具有规则的树枝状形貌,X射线衍射图谱显示这些产物具有六方铅锌矿结构.研究表明:在晶体生长中, PVA分子在CdS晶体不同晶面的选择吸附对其取向生长有强化作用,从而有助于树枝晶的形成,但过量PVA的空间位阻效应及其交联作用对CdS树枝晶的形成有不利的影响.     

可见光照FePz(dtnCl2)4活化过氧化氢降解对硝基苯甲酸

应用高效液相色谱法和固相微萃取-气相色谱质谱联用法研究了可见光(λ>420 nm)和四(1,4-二噻英-5,6-二氯)-四氮杂卟啉铁(FePz(dtnCl2)4)存在下,过氧化氢降解无可见光吸收的有机底物对硝基苯甲酸和水杨酸的行为.研究表明,在酸性和中性水溶液中,FePz(dtnCl2)4能有效地活化过氧化氢来氧化降解对硝基苯甲酸和水杨酸以使其苯环结构发生破裂,降解反应速率随pH值增大而减小.这一结果证明,FePz(dtnCl2)4为可见光激发的活化过氧化氢催化剂,该体系对有机底物的氧化降解具有良好的适应性.     

Ba,Ti双位共掺杂BiFeO_3多铁功能陶瓷的制备与性能

采用快速液相烧结法制备出多铁BiFeO_3(BFO),Bi_1-xBa_xFe_(0.950)Ti_(0.050)O_3(x=0.100,0.150,0.200,0.300,0.350) 和Bi_(0.800)Ba_(0.200)Fe_(1-y)Ti_yO_3(y=0.025,0.050,0.075,0.100)陶瓷.研究了不同Ba,Ti掺杂含量对BFO陶瓷微观结构、表面形貌、介电性能以及磁性的影响.XRD测试表明制得的陶瓷样品为菱形钙钛矿结构,属于R3c空间群,Ba,Ti掺杂含量较高时会引起结构发生畸变.陶瓷的漏电流密度随Ba掺杂含量的升高而增大,却随Ti掺杂含量的升高而减小.磁性测试表明,Ba,Ti双位共掺杂BFO陶瓷具有饱和的磁滞回线,其剩余磁化强度随Ba掺杂含量的增加而增加,但随Ti掺杂含量的增加而减小.在x=0.350时陶瓷样品的最大剩余磁化强度达到0.29emu/g.     

钼钴电荷补偿共掺TiO_2的光催化性能

为了研究过渡金属电荷补偿共掺TiO_2中载流子的分离与复合问题,本文采用溶胶-凝胶法制备了Mo单掺和(Mo+Co)共掺TiO_2,测量了样品的光催化性能.实验结果表明,Mo单掺TiO_2比(Mo+Co)共掺TiO_2有较低的载流子复合率以及更好的光催化性能.在不同比例(Mo+Co)共掺样品中,电荷完全补偿共掺样品的载流子复合率最高,而可见光催化效果却是所有共掺样品中最好的,其原因可能是它对可见光的吸收相对较高.讨论了钼钴电荷补偿共掺对载流子分离与复合的影响机制.     

S-Ce共掺杂TiO_2薄膜的制备与表征

利用溶胶-凝胶法,结合浸渍-提拉技术,制备了S-Ce共掺杂TiO2薄膜。利用原子力显微镜(AFM)、X线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)和接触角测试等多种表征手段,研究了S-Ce共掺杂对TiO2薄膜的结构和光学、电化学、亲水性能的影响。研究结果表明:S-Ce共掺杂TiO2薄膜的吸收边向可见光范围产生了不同程度的红移,与水的接触角逐渐减小。5%S-5%Ce共掺杂TiO2薄膜的接触角仅为6°,表现出良好的润湿性,将在新型自洁净建筑材料具有广阔的应用前景。更多还原     

掺杂元素离子半径对LiMxMn2-xO4(M=Li,Na,T1)电化学性能的影响

以尿素为络合剂,氢氧化锂、醋酸锰等为原料通过水热反应获得颗粒均匀的尖晶石LiMxMn2-xO4(M=Li,Na,T1)前驱物,然后将前驱物在600℃～700℃间煅烧4h后获得最终产物.实验主要考察了掺杂元素的离子半径和M-O键离解能对产物LiMxMn2-xO4充放电过程中稳定性的影响,以及煅烧温度对材料形貌与结构的影响.结果表明掺杂元素的离子半径与被取代元素的离子半径越接近则掺杂后的材料越稳定,而M-O键离解能的影响则很小.实验发现LiNa0.02 Mn1.98O4的综合性能最佳,该样品在室温0.2C倍率的首次放电容量可以达到107 mAh·g-1,且不可逆容量衰减小,电池循环20次后容量只衰减了约2.8％.     

纳米多孔Al2O3薄膜的制备及其光致发光

利用二次阳极氧化法在室温条件下制备了多孔氧化铝薄膜.采用扫描电镜、能量色散谱和X射线衍射对空气环境中600℃退火处理的多孔氧化铝薄膜进行了表面形貌、成分和结晶形式分析,结果表明多孔氧化铝薄膜孔阵排列有序、孔径大小一致,含有微量的C元素且为非晶态结构.在340nm的光激发条件下,多孔氧化铝薄膜出现峰值位于470nm的蓝绿发光带.通过分析得出,此光致发光带与草酸根离子发光基团有关.     

基于上转换纳米材料的体外检测技术

上转换纳米材料是一类稀土离子掺杂的无机纳米材料,能够连续吸收两个或者两个以上的近红外光子(一般980 nm),发射出高能量的紫外-可见光.由于其近红外激发的性质,上转换纳米材料可以有效地避免生物样本本身的自发荧光和散射光的干扰,而且能有效降低紫外或者可见光激发对生物样品的光损伤,具有良好的应用前景.本文概述了上转换纳米材料的发光机理、合成方法、表面修饰方法,重点介绍基于上转换纳米材料的体外检测技术,并对上转换纳米材料的未来发展进行展望.     

掺杂元素离子半径对LiMxMn2-xO4（M=Li,Na,Tl）电化学性能的影响

以尿素为络合剂,氢氧化锂、醋酸锰等为原料通过水热反应获得颗粒均匀的尖晶石LiMxMn2-xO4(M=Li,Na,Tl)前驱物,然后将前驱物在600℃～700℃间煅烧4h后获得最终产物。实验主要考察了掺杂元素的离子半径和M-O键离解能对产物LiMxMn2-xO4充放电过程中稳定性的影响,以及煅烧温度对材料形貌与结构的影响。结果表明掺杂元素的离子半径与被取代元素的离子半径越接近则掺杂后的材料越稳定,而M-O键离解能的影响则很小。实验发现LiNa0.02Mn1.98O4的综合性能最佳,该样品在室温0.2C倍率的首次放电容量可以达到107mAh.g-1,且不可逆容量衰减小,电池循环20次后容量只衰减了约2.8%。     

Nd、Mn 离子掺杂对铁氧体LaFeO3的结构和性能影响

采用高温固相反应法制备了LaFe1-xMnxO3(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)和La1-xNdxFeO3(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)2个系列样品,分别研究了Mn离子部分替代Fe位掺杂、Nd离子部分替代La位掺杂对材料结构和性能的影响.研究结果表明:随着Nd离子掺杂浓度的增大,样品的晶格参数和晶胞体积均呈减小的趋势,随着Mn离子掺杂浓度的增大,样品的晶格参数和晶胞体积均有所增加.Mn离子掺杂使样品的居里温度呈现升高趋势,而Nd离子的掺杂使样品的居里温度呈现降低趋势.