氧化锌纳米棒的制备和生长机理研究

ZnO nanorods are prepared by different assistants (cetyltrimethylammonium bromide，trisodium citrate and ethylene diamine anhydrous) favored hydrothermal synthesis with Zn(OH)₂ colloid as the precursor. The samples are characterized by transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD). The results show that the as-synthesized ZnO nanorods are of uniform size with 25 nm in diameter and 200～300 nm in length. The effects of the different assistants to the morphology, size and mechanism of nano-ZnO are discussed.     

改性二氧化钛纳米棒的制备及光催化有机污染物研究

为了改善纳米二氧化钛的光催化活性,通过水热法制备了氮钨共掺杂二氧化钛纳米棒。通过扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见光吸收光谱 (UV-VIS)等对产物进行了相关表征。结果显示：与未掺杂的二氧化钛相比,氮钨共掺杂的二氧化钛纳米棒在可见光区域显示出了较强的光催化活性。因为氮钨阳离子的掺入拓宽了可见光的吸收区域。     

水热法制备ZnO纳米棒及其光催化性能研究

以Zn(acac)2.H2O为单源前驱体,采用水热法在140℃条件下制备了ZnO纳米棒,并用XRD、SEM、TEM等测试手段对其进行了表征。利用紫外—可见分光光度计测试了其光吸收性能,发现ZnO纳米棒对200-400 nm波长范围的光有很强的吸收性,在可见光范围内,也有较强的吸收。以ZnO纳米棒为光催化剂对有机染料酸性红4B进行了光催化降解实验,并研究了光源、污水浓度对ZnO纳米棒光催化氧化效果的影响。研究结果表明,在日光照射180 min后,对酸性红4B的降解率接近100%。     

日光灯光响应混晶纳米TiO2乳液的制备及抗菌性能

以四氯化钛、氨水、表面活性剂为主要原料,采用常压液相两步水解法制备了晶型比例可控的混晶纳米TiO2粉末及高分散乳液。对样品形貌、组成及结构进行了表征。结果表明,混晶乳液分散性好,粒径约15 nm;在普通日光灯照射下,乳液对一些细菌和真菌有很好的抗菌性能:对革兰氏阳性菌(金黄葡萄球菌和枯草芽孢杆菌)的杀灭率达到100%,对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)也有很好的杀灭性能,对黑曲霉、黄曲霉和白色念珠菌等真菌产生清晰的抑菌圈,抑菌直径约20 mm。     

纳米二氧化钛负载棉织物的制备及性能

以棉织物为基体,通过紫外辐照和超声法将不同表面性质的TiO_2纳米粒子负载到棉织物上,制备自清洁材料.利用扫描电子显微镜、能谱分析、接触角、紫外-可见光谱及降解甲基橙溶液等手段分别对样品表面的结构形貌、元素分布、光催化活性、紫外屏蔽性能和耐久性等进行分析.结果表明,棉织物经紫外辐照后,TiO_2纳米粒子与其结合更牢固,耐久性更佳;TiO_2负载后的棉织物表现出超疏水性能及优异的光催化活性和紫外屏蔽性能;与未改性的TiO_2纳米粒子相比,由聚乙烯醇(PVA)改性的TiO_2纳米粒子制备的自清洁棉织物的可见光光催化活性更高,其可见光的光催化效率是前者的3.9倍.PVA改性的纳米TiO_2对290~400 nm范围内的紫外光有较好的吸收作用,其紫外屏蔽效果更佳.     

水性聚氨酯/纳米TiO2复合乳液制备及其抗菌性能的研究

以佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG)和改性纳米TiO2为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂和乙二胺(EDA)为小分子扩链剂,通过原位分散聚合方法制备了水性聚氨酯/纳米TiO2复合乳液。考察了改性纳米TiO2用量对复合乳液粘度、粒径及稳定性的影响。结果表明,复合乳液具有一定的紫外吸收能力和良好的抑菌作用,抑菌性能随纳米TiO2含量的增加而提高。     

PEG辅助氧化锌纳米棒的水热法制备

采用PEG辅助水热法合成了ZnO纳米棒,XRD显示产物为结晶良好的六角结构晶体ZnO,PL谱表明适当退火处理后产物有较好的光致发光性能.利用TEM和SAED研究了纳米棒的形貌和生长机制,并研究了氢氧化钠浓度和反应时间对产物形态和尺寸的影响.     

氧化锌纳米棒的水热合成及其光催化性能

以分析纯ZnO作为锌源、NaOH为矿化剂、盐酸为反应溶液pH调节剂,利用水热反应制备了花状ZnO纳米棒;采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了产物的形貌和结构,考察了水热温度以及Zn2+和OH-浓度比对产物形貌的影响;以甲基橙为目标降解物,采用紫外-可见分光光度计研究了ZnO纳米棒的光催化性能.结果表明,在水热反应温度80℃、Zn2+/OH-浓度比1∶7.5条件下所得ZnO纳米棒呈花状聚合,直径约为200nm,长度约为2μm,具有六方纤锌矿结构.当甲基橙初始浓度为30 mg.L-1、ZnO纳米棒的投放量为1.5g.L-1时,以300W紫外灯照射150min,甲基橙的降解率可达90%.     

模板水热法纳米TiO2制备及光催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为模板剂,钛酸四正丁酯(TBOT)为钛源,水热法制备纳米TiO2。采用XRD,SEM、TEM和UV-Vis DRS等测试手段对其形貌和结构进行表征。通过对甲基橙的光催化降解实验,探讨了焙烧温度、催化剂用量和溶液pH值对光催化性能的影响。结果表明,TiO2具有锐钛矿相,平均晶粒尺寸约为23.2 nm,TiO2颗粒呈片层状或由片层状堆积的疏松圆球形,经超声后即分散为八面体晶粒。550℃焙烧的样品,紫外光照3 h后,对甲基橙的降解率可达84.2%。相比普通水热法,采用模板剂法制得的TiO2吸收带发生红移,因而也具有较好的可见光催化活性。     

ZnWO4:Er3+,Yb3+纳米棒的制备及发光性能

采用水热法以聚乙二醇为分散剂合成了Er3+,Yb3+共掺的ZnWO4纳米棒.X射线衍射、透射电子显微镜分析结果表明:所得产物为直径约20 nm的ZnWO4纳米棒.在激发波长为980 nm的半导体激光器做光源激发下,确定样品的3个发射峰的发光中心位于532、553和656 nm,分别对应于铒离子2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的跃迁.     

还原氧化石墨烯/TiO2纳米复合物制备及其光催化性能

采用一步水热法制备了还原氧化石墨烯-二氧化钛(RGO-P25)纳米复合物.通过透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)及紫外-可见漫反射谱(UVVisDRS)对复合材料的结构和光电性能进行了表征.在紫外光照和可见光照条件下,研究了不同复合比例的复合物的光催化降解甲基蓝(MB)的性能.结果表明:在水热过程中氧化石墨烯被还原,通过静电引力相互作用得到了具有较高缺陷的还原氧化石墨烯复合物.随着RGO含量的增加,复合物的禁带宽度由3.00 eV变到2.27eV,复合物的导电性增强.在可见光和紫外光光照条件下, 30 min内1%(w,质量分数)RGO-P25光催化降解甲基蓝的效率都超过了80%.紫外光照条件下, 1%RGO-P25纳米复合物催化降解N3染料, cis-Ru(H₂dcbpy)₂(NCS)₂ (H₂dcbpy = 4, 4'-二羧酸-2, 2'-联吡啶), 30 min内63%(摩尔分数)的染料被降解.与P25(75%锐钛矿, 25%金红石)相比,石墨烯的加入大大提高了光催化效率,有效抑制了电子-空穴对的复合.     

水热法合成纳米TiO_2及其在Grtzel电池中的应用

By varying the hydrolysis and hydrothermal processing parameters in preparing TiO2 nanoparticles different sizes of TiO2 nanoparticles are obtained.(1) At higher autoclaving temperature,lower pH and longer autoclaving period,larger sizes of TiO2 nanoparticles are prepared.(2) The nanoporous electrodes made from sintering smaller TiO2 nanoparticles show relatively poor IPCE and low absorption in UV-Vis spectrum,(3) Higher IPCE can be achieved with TiO2 nanoporous electrodes made from sintering larger TiO2 nanoparticles.These electrodes are suitable for studying behavior of the photoelectrochemistry of dye sensitized nanoporous electrodes.     

双层分等级TiO_2纳米线制备及其光伏性能研究

采用两步溶剂热反应制备了底层为分等级锐钛矿的TiO_2纳米线阵列,上层为分等级锐钛矿的TiO_2纳米线薄膜的双层结构电极.通过XRD和SEM对其组成和形貌进行了表征,并考察了纳米线薄膜对染料敏化太阳电池(DSSC)光伏性能的影响.实验结果表明,分等级锐钛矿的TiO_2纳米线作为DSSC的光阳极,光电转换效率为4.39%,其效率高于光滑的TiO_2纳米线光阳极电池效率(2.07%).     

碳纳米管/TiO_2复合材料的制备及表征研究

采用溶胶-凝胶法和水热合成法,制备出碳纳米管/TiO2(CNTs/TiO2)复合材料。通过X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis),荧光光谱(LS)检测CNTs/TiO2的晶型及形貌。结果表明:锐钛矿相TiO2纳米颗粒负载在碳纳米管的管壁上,CNTs/TiO2在紫外-可见光波长范围均有较好的吸收性能。在灭菌灯照射下,以甲基橙溶液为降解目标,CNTs/TiO2复合材料对甲基橙溶液的降解有高的光催化活性,180 min内降解率达到85%以上。     

Preparation of styrene polymer/ZnO nanocomposite latex via miniemulsion polymerization and its antibacterial property

Styrene polymer/ZnO nanocomposite latex was fabricated using miniemulsion polymerization in the presence of coupling agent 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) and hexadecane as hydrophobe. The size distribution and morphology of the composite latex particles were characterized by dynamic light scattering and transmission electron micrograph. X-ray photoelectron spectroscopy and Fourier transform infrared spectrophotometer results demonstrate that ZnO nanoparticles were encapsulated into polymer phases. The coupling treatment of ZnO with APTES can improve the dynamic contact angles of ZnO nanoparticle with water to enhance its hydrophobicity. When 0.6% APTES to ZnO (wt/wt) is used to modify ZnO, the encapsulation efficiency of ZnO reaches to 95%. It shows that the high encapsulation efficiency improves dispersion of ZnO nanoparticles in polymer film by scanning electron microscope. The stable structural hybrid latex can adequately exert unique function of nanoparticles in coatings. It indicates that the coatings added the composite latex exhibits perfect antibacterial activity, which has a tremendous potentiality in the field of coating materials.     

Near monodisperse TiO2 nanoparticles and nanorods

Highly crystalline, near monodisperse TiO2 nanoparticles, nanorods and their metal-ion-doped (Sn4+, Fe3+, Co2+, and Ni2+, etc.) derivatives have been prepared by well-controlled solvothermal reactions. Through adjusting the reaction parameters, such as reaction temperature, duration, and concentration of the reactants, the size, shape, and dispersibility of the products can be controlled. A possible reaction mechanism can be proposed based on experimental evidence.     

溶胶-凝胶法制备二氧化钛溶胶

以钛酸丁脂为前驱体,乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛(TiO2)溶胶.最佳制备条件为:钛酸丁脂29 mmol,n(水):n(钛酸丁脂)=5:1,n(乙醇):n(钛酸丁脂)=15:1,pH 3～4,聚乙烯醇2 mL,于室温剧烈搅拌下缓慢加料制得透明度较好,可长时间放置,粘度适于涂膜的TiO2溶胶.     

混合相二氧化钛石墨烯复合物的制备及光催化性能

采用水热法制备了一系列混合相二氧化钛-石墨烯(TrG)的复合物, 并考察了石墨烯的用量对降解污染物甲基蓝的影响. 采用X射线衍射(XRD), 傅里叶变换红外(FTIR)光谱, 高分辨透射电镜(HRTEM), 拉曼光谱,紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS), X射线光电子能谱(XPS)和比表面积(BET)等测试手段对复合材料进行表征. 结果表明, 复合材料中TiO₂为棒状的混合相, 且均匀分散在石墨烯表面. 由于石墨烯良好的吸光性能,混合相中的异质结和复合物的良好光电子传递能力以及高比表面积, 复合材料具有较高的光催化活性. 所制备的TrG复合材料在紫外光下降解甲基蓝的催化活性均高于纯TiO₂, 且当氧化石墨烯负载量为0.8% (质量分数,w)时, 复合材料TrG具有较好的光催化效果.     

制备二氧化钛分枝纳米棒阵列结构以提高聚合物杂化太阳电池的性能

分别采用一步水热法和两步水热法在导电玻璃(FTO)上制备了二氧化钛(TiO₂)纳米棒(NR)阵列和TiO₂分枝纳米棒(B-NR)阵列。 利用低温化学浴沉积法(CBD)在TiO₂纳米棒阵列(NRA)和TiO₂分枝纳米棒阵列(B-NRA)基底上沉积Sb₂S₃纳米粒子(NPs)。 接着分别旋涂聚-3已基噻吩(P3HT)和2,2'7,7'-四-(二甲氧基二苯胺)螺芴(Spiro-OMeTAD)组装成TiO₂(NRA)/Sb₂S₃/P3HT/Spiro-OMeTAD和TiO₂(B-NRA)/Sb₂S₃/P3HT/ Spiro-OMeTAD为光活性层的杂化太阳电池。 结果表明,由TiO₂(NRA)/Sb₂S₃/P3HT/Spiro-OMeTAD复合膜结构组装的杂化太阳电池的光电转换效率(PCE)是2.92%,而由TiO₂(B-NRA)/Sb₂S₃/P3HT/Spiro-OMeTAD复合膜结构组装的杂化太阳电池的PCE提高到了4.67%。     

掺硼纳米TiO2的制备及光催化性能研究

采用改进的Sol-gel方法,制备了单分散椭球形微孔结构的掺B纳米TiO₂光催化剂,并用TG-DTA、XRD、XPS、UV-Vis、TEM、BET等手段进行表征.以难生化降解的染料罗丹明B为目标降解物,采用HPLC检测,通过不同光照时间下染料降解率考察了产物的光催化活性.结果表明,改进的Sol-gel法制得的光催化剂具有明显的孔结构,而且比表面积大、孔径分布窄、粒径小、分散性好;适量B的掺杂能够有效促进TiO₂纳米粒子的光催化活性.最佳催化剂制备条件:B掺杂的摩尔分数为20%、450℃煅烧2 h,此时所制得的B-TiO₂光催化剂活性比纯TiO₂有显著提高.