羟基硅酸镁纳米棒的制备及光吸收性能研究

以Mg(NO3)2·6H2O和纳米SiO2为原料,采用水热法,合成了Mg3Si2O5(OH)4纳米棒.采用X射线衍射(XRD)及场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的物相组成和微观形貌进行了表征.并采用紫外-可见漫反射测试(UV-vis DRS)测定了样品的光吸收性能,DRS结果显示Mg3Si2O5(OH)4纳米棒的光吸收主要集中在紫外光区,结合Kubelka-Munk方程计算得出Mg3Si2O5(OH)4纳米棒的光学带隙为4.98 eV.     

Zn3(VO4)2微米球的制备及其光吸收性能

以硝酸锌及偏钒酸铵为原料,采用沉淀法结合高温热处理获得了Zn3(YO4)2微米球结构.利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的物相组成和微观结构进行了表征;通过热重-差热分析(TG-DTA)对前驱体分解过程和分解温度进行了研究.结果表明:硝酸锌与偏钒酸铵混合后通过沉淀反应首先获得了Zn3V2O7(OH)2-2H2O微米球,前驱体经350℃煅烧后生成了Zn3(VO4)2微米球,该微米球由厚度约为80 nm的纳米片组装而成,推测其形成机理为各向异性生长和自组装Oswald熟化过程的结合.实验发现沉淀过程的反应温度及体系pH值对Zn3(VO4)2材料的形貌具有一定的影响作用.紫外-可见漫反射测试(UV-vis DRS)表明Zn3(VO4)2微米球在紫外光区具有较强的吸收性能,通过计算得出Zn3(VO4)2微米球的光学带隙为3.09 eV.     

钒酸铁纳米棒的制备及光吸收性能研究

以Fe(NO3)3·9H2O和NH4VO3为原料,采用水热法制备了FeVO4纳米棒。采用X射线衍射(XRD),热重分析(TG),X射线光电子能谱(XPS)及场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的物相组成和微观形貌进行了表征。并采用紫外-可见漫反射测试(UV-vis DRS)测定了样品的光吸收性能,DRS结果显示FeVO4纳米棒具有较宽的紫外-可见光吸收范围,结合Tauc方程计算得出FeVO4纳米棒的光学带隙为2.13 eV。光催化降价甲基橙性能测试显示经90 min紫外灯照射,对甲基橙的降解率为93.6%。     

Ni离子注入SiO_2的表面形貌和光学吸收性能研究

室温下,将能量为60 keV,剂量范围在1×1016~1×1017/cm2的Ni离子注入到SiO2中。随后将样品在Ar气中退火(400~1000℃)。采用原子力显微镜(AFM),掠入射X射线衍射(GXRD),紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对退火前后样品的表面形貌,Ni纳米颗粒的形成和热演变过程以及样品光吸收性能进行分析表征。结果表明:剂量为1×1016/cm2的样品退火前后均未能形成纳米颗粒;剂量为5×1016/cm2和1×1017/cm2的样品中形成了纳米颗粒,退火后颗粒长大,样品表面凸起(Ni纳米颗粒)高度增加,数量减少。SiO2中Ni纳米颗粒的光吸收带在310~520 nm,800℃后光吸收带变得明显且伴随峰位蓝移。经1000℃退火后,Ni纳米颗粒被热分解的O氧化为NiO纳米颗粒,NiO纳米颗粒的光吸收带位于300 nm附近。     

SiO2纳米线/纳米颗粒复合结构的制备及光致发光性能研究

采用热蒸发法制备了非晶SiO2纳米线/纳米颗粒复合结构,确定了非晶SiO2纳米线、微米颗粒及SiO2纳米线/纳米颗粒复合结构生长的工艺条件,并利用XRD、SEM、Raman、PL光谱等技术手段分析表征样品.实验结果表明,在不同的沉积温度范围内,生长样品的形貌和结构不同;SiO2纳米线/纳米颗粒复合结构的发光区与Si衬底明显不同,主要集中在黄绿光范围.     

α-AgVO3微米棒的制备及光吸收性能

以AgNO3和NH4VO3为原料,采用水热法制备了α-AgVO3微米棒.采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的结构和表面形貌进行了表征.紫外-可见漫反射测试(UV-vis DRS)显示α-AgVO3微米棒具有较宽的紫外-可见光吸收范围,计算得出α-AgVO3微米棒的光学带隙为2.54 eV.     

ZnO纳米颗粒团聚微球的生长机理研究

采用化学浴沉积法,以Zn(CH3COO)2和TEA为反应体系,制备了ZnO纳米颗粒团聚微球,并对不同陈化时间阶段下的产物分别进行了物相、形貌、热重以及傅里叶红外吸收光谱表征,同时研究了不同TEA含量对最终产物的影响.结果表明:在恒温陈化过程中,首先会生成纳米片状的Zn5(OH)8Ac2·2H2O,同时它们之间相互连接为花状结构.其次随着陈化时间的增加,花状的Zn5(OH)8Ac2·2H2O不断分解为ZnO纳米颗粒,最后ZnO纳米颗粒会进一步自组装为一定尺寸的微米球.     

纳米球和核壳纳米球对有机太阳能电池光吸收增强效果的研究

研究了SiO2纳米球、Ag纳米球、SiO2@Ag核壳纳米球、Ag@SiO2核壳纳米球结构分别掺杂到有机太阳能电池的活性层中对器件活性层的光捕获能力增强作用.结果显示:相较于等效的平板结构,掺杂SiO2介质球使活性层光吸收提高了9.95;;Ag金属球则带来11.0;光吸收增强.表明在有机太阳能电池中的活性层中掺杂参数优化的金属球和介质球都能够带来活性层光吸收增强.另外,对活性层中掺杂核壳纳米球结构的研究表明:掺杂SiO2@Ag核壳纳米球的活性层光吸收随着包覆层厚度的增加而增加,当Ag壳厚度为16 nm时,增强效果与掺杂最优的介质球的效果接近,而且两者增强谱也基本相同;掺杂Ag@SiO2核壳纳米球结构中活性层光吸收随着介质包覆层厚度增加而减弱,当包覆层厚度为1 nm时,吸收效果与金属球相当,且吸收谱也是基本相同.通过在有机太阳能电池活性层中掺杂介质球、金属球以及核壳纳米球所带来的活性层光吸收增强效果的研究,为选择掺杂纳米球和核/壳纳米球来提高光捕获能力提供了指导.     

Fe掺杂纳米ZnO的制备及其光催化性能研究

采用改进的溶胶-凝胶法,无需研磨,制备出不同掺杂浓度的纳米Zn1-xFexO(0.00≤x≤O.03)样品.利用TG-DTA对前驱物样品的成分进行了分析,利用XRD,SEM和UV-Vis等方法对煅烧后样品的结构、形貌及光学性质进行了表征.结果显示:80℃烘干后,未掺杂样品前驱物为Zn3(C6H5O7)2,700℃煅烧后,Zn1-xFexO样品均属六方纤锌矿结构,Fe的掺杂没有引入新的杂相,晶粒均呈现为纳米球形颗粒.其具有很宽的光吸收频段和优异的紫外吸收特性,且随Fe浓度的增大光吸收边发生红移.当x=0.007时纳米Zn1-xFexO的光催化性能最好,对甲基橙溶液的降解效率高达99.71;.     

钒酸铜纳米线的制备及光吸收性能

以CuCl2和NH4VO3为原料,采用水热法制备了α-CuV2O6纳米线.采用X射线衍射(XRD)研究了所得α-CuV2O6纳米线的晶相特征,采用场发射扫描电镜(FE-SEM)及透射电镜(TEM)观察产物的微观形貌,利用X-射线能谱(EDS)及X-射线光电子能谱(XPS)对样品的组成进行了分析,并采用紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)测定了样品的光吸收性能.紫外-可见漫反射测试显示α-CuV2O6纳米线具有较宽的紫外-可见光吸收范围.     

β-AgVO3一维材料的制备及其光学性能

以AgNO3和 NH4VO3为原料,采用水热法,通过调控反应体系pH值,制备了β-AgVO3纳米线、亚微米线及微米棒.采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的组成和表面形貌进行了表征.紫外-可见光吸收测试表明所制得的不同尺寸的β-AgVO3一维材料均具有较宽的紫外-可见光吸收范围,通过计算得出β-AgVO3纳米线、亚微米线及微米棒的光学带隙分别为2.21 eV,2.17 eV和2.12 eV.     

碳包覆Zn2SnO4锂电池负极材料的制备及电化学性能研究

利用Zn2SnO4纳米颗粒和葡萄糖为反应物,通过简单的水热法制备了碳包覆的Zn2SnO4纳米颗粒.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热重分析(TG)和拉曼光谱对样品的结构、形貌和性质进行了表征.XRD和SEM结果表明制备了立方尖晶石型Zn2SnO4纳米颗粒.TEM、TG和Raman结果表明制备了碳包覆的Zn2SnO4.电化学性能测试结果表明在200 mA/g的较大电流密度下,碳包覆Zn2SnO4纳米颗粒首次充放电容量分别为1429.2 mAh/g和737.7 mAh/g,库伦效率为51.6;.经过50次循环后放电容量保持374.8mAh/g,表现出良好的循环性能,优于纯Zn2SnO4纳米颗粒.碳材料的引入抑制电极材料体积膨胀同时提高了其导电性能.     

ZnFe2O4纳米棒的制备和性能研究

以硫酸锌、氯化亚铁和草酸铵为原料,采用水热法和热分解法成功制备了ZnFe2O4纳米棒,并利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线能量色散分析谱仪(XEDS)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)和振动样品磁强计(VSM)等测试手段对样品的化学成分、形貌、晶体结构和磁性能进行了表征.结果表明,制备的ZnFe2O4为结晶良好的单相尖晶石型结构,没有杂峰出现.样品形貌为一维纳米棒状结构,分散性良好.ZnFe2O4纳米棒直径约为200nm,长度约为1～2 μm,纳米棒由晶粒尺寸在15 ～ 20 nm范围内的ZnFe2O4单晶颗粒构成.ZnFe2O4纳米棒在室温下具有超顺磁特性.     

海胆状Eu2O3/Ag3VO4复合材料的水热合成及其光致发光性能

以硝酸银和氧化铕为金属源,P123为结构导向剂,乙醇和水为溶剂.本文通过前驱体合成路线,采用水热法得到海胆状Eu2 O3/Ag3 VO4微球,并探讨其合成条件;采用SEM、XRD、XPS等方法对样品进行了表征,并探讨了Eu2 O3/Ag3 VO4海胆状微纳米结构的形成过程.测试结果表明:在反应温度为80℃,反应时间为10 h时,所合成的海胆状Eu2 O3/Ag3 VO4微球直径约为4~5μm.针对合成的样品,研究了海胆状Eu2 O3/Ag3 VO4微球的光致发光性能,并考察Eu3+掺杂量对光致发光性能的影响,当Eu3+掺杂量为4;时,样品具有最好的光致发光性能.     

相转变制备超长α-Bi2O3微米棒及其表征

首先利用液相沉淀法合成了BiOBr纳米片(～50 nm),然后以BiOBr纳米片为前驱体,进行焙烧,使BiOBr发生相转变,制备长度为～ 200 μm的α-Bi2O3微米棒.运用热重(TG)、X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见漫反射光谱分析(UV-Vis DRS)研究了BiOBr煅烧过程中发生的相变及形貌的变化.发现BiOBr纳米片是一种热力学不稳定的半导体,化合物中的Br元素在煅烧过程中逐步被释放.随着Br元素的释放,BiOBr在600℃转变成片状结构的Bi24O31Br10.生成的片状结构Bi24O31Br10在800℃左右完全转变成超长α-Bi2O3微米棒.这个研究结果提供了一种简单、有效合成α-Bi2O3微米棒的方法.     

锰锌铁氧体纳米颗粒及其磁性液体的制备与磁性研究

采用化学共沉淀法制备出Mn1-xZnx Fe2O4(x=0.1,0.2,0.3)磁性颗粒,通过X射线衍射(XRD)测试分析了Mn1-xZnxFe2O4(x =0.1,0.2,0.3)颗粒的结构参数及平均粒径,结果表明制备的样品为锰锌铁氧体纳米粒子.用振动样品磁强计(VSM)测量了样品的饱和磁化强度,对应x=0.1,0.2,0.3分别为25.3、44.4、30.7 emu/g.选用Mn0.8Zn0.2FeO4纳米粒子,通过油酸作分散剂,分散到航空煤油中制备出磁性液体样品,研究分析了磁性液体的磁化特性和热磁特性.     

碳修饰Zn_2SnO_4纳米颗粒的制备及光催化性质研究

利用葡萄糖做碳源,通过简单的水热法制备了碳修饰的Zn2SnO4纳米颗粒。利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品的结构和形貌进行了表征。实验结果表明本方法制备的Zn2SnO4为立方尖晶石结构,形貌为纳米颗粒,分散性好,粒径在10~50 nm左右。拉曼光谱(Raman)表明制备的Zn2SnO4纳米颗粒中有无定型碳的存在。用所制备的样品对亚甲基蓝进行紫外光照射下的光降解实验,结果表明碳修饰的Zn2SnO4纳米颗粒光催化效率比不含碳的有所提高,可能原因是无定形碳材料具有良好的吸附力和导电能力。     

拓扑结构优化晶体网络实现WO3电致变色性能的提升

利用水热合成法,根据晶体生长特性,分别改变水热反应液中HCl和草酸的浓度,在旋涂有WO3种子层颗粒的FTO导电玻璃上,生长多尺度WO3晶体网络结构,即微米花1、微米花2以及微米海胆.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析表征样品形貌特征以及晶体结构.最后利用电化学工作站表征WO3的电致变色性能.结果表明,在四种结构中微米海胆由于其有序的针状结构,有利于电解液离子在其中通透,使得离子能够在电场作用下,在纳米针之间较小的运输阻力和路径下定向脱嵌,导致更高的颜色对比度和更好的电致变色性能.     

水热合成硅酸锌纳米粉体及其形成机理的研究

以醋酸锌为锌源、正硅酸乙酯为硅源水热合成硅酸锌(Zn2 SiO4)晶体.研究了反应时间、温度、pH以及不同的反应溶剂对Zn2 SiO4晶体生长的影响.采用X射线衍射仪(XRD)分析样品物相,扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品晶粒聚集成球的过程在结构和形貌上进行表征.利用Johnson-Mehl-Avrami (JMA)方程对Zn2 SiO4晶体进行生长动力学分析.结果表明:随着温度升高与反应时间的延长,球状Zn2SiO4不断长大,结晶性能逐渐增强.水热合成的Zn2 SiO4晶体Avrami指数n145℃=0.55、n165℃=0.60、n205℃=0.71、n185℃=0.85,表明晶体的形成有从扩散机制向成核机制转变的趋势.     

三维有序大孔TiO2/CeO2光催化剂的制备及性能研究

以自组装SiO2纳米球为模板,通过煅烧和模板刻蚀制备具有三维有序大孔结构的TiO2/CeO2复合光催化剂(3DOM TiO2/CeO2).用XRD、SEM、FT-IR、DRS、PC等手段对所制备的光催化剂进行表征,在模拟太阳光下,以罗丹明B为模型降解物,对样品的光催化活性进行测试.结果表明,3DOM TiO2/CeO2的光催化降解活性与TiO2/CeO2相比得到进一步提高,其原因可能是由于3DOM结构可以产生慢光子效应,提高了TiO2/CeO2复合光催化剂的光吸收能力,进而提高了TiO2/CeO2的光催化性能.