Cu2ZnSnS4纳米晶的溶剂热法制备和表征

利用溶剂热制备了Cu2ZnSnS4 (CZTS)球形纳米晶.采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量色散谱(EDS)和紫外-可见分光光度计对产物的物相结构、形貌、化学组分及光学性能进行表征.结果表明:所制备的CZTS球形纳米晶具有锌黄锡矿结构,球形颗粒的直径为190～300 nm,每个球形颗粒是由很多平均尺寸大约24 nm的纳米晶构成.纳米晶具有锌黄锡矿结构,其禁带宽度约为1.55 eV.同时研究了反应前驱溶液中不同量的硫脲和氯化锌对所制备的CZTS纳米颗粒的结构、原子组分比和形貌的影响规律,并对其形成机理进行了初步探讨.     

YVO4∶Eu3+纳米荧光粉的水热法合成及其光致发光性能的研究

以NaVO3,Y2O3,Eu2O3为原料,采用水热法在不同pH值(pH =6.5,8.2,10.1,13)条件下合成了具有不同形貌与颗粒尺寸的YVO4∶ Eu3+纳米荧光粉.利用XRD,TEM和荧光光谱仪对样品的结构、形貌和光致发光性能进行了研究.实验结果表明:所合成样品均为具有四方锆石结构的YVO4∶Eu3+纳米晶,溶液pH值对所合成样品的形貌与颗粒大小均有明显影响,而且光致发光性能与样品的形貌有关,YVO4∶Eu3棒状纳米荧光粉因具有较高结晶度而具有较高的荧光强度.     

聚丙烯酰胺凝胶法制备NiFe2O4纳米颗粒及性能

采用聚丙烯酰胺凝胶法制备了NiFe2O4纳米颗粒,利用XRD、SEM、紫外-可见漫反射光谱、FTIR、XPS、VSM等对样品进行了表征分析。结果表明:分别以EDTA和乙酸作络合剂时,在600℃烧结温度下可制得单相NiFe2O4纳米颗粒;两个样品的颗粒形貌较为规整,主要以类球形为主,粒度分布较为均匀,平均粒径分别为55 nm和75 nm。根据紫外-可见漫反射光谱求得样品的带隙为1.85 eV。Fe 2p3/2和Ni 2p3/2的XPS谱分析表明:样品为反尖晶石型结构,其化学通式可表示为(Fe3+)[Ni2+Fe3+]O4。磁滞回线测量结果表明:样品具有良好的软磁特性,颗粒尺寸较小的样品其饱和磁化强度、剩余磁化强度和矫顽力相对较小。     

金属前驱体摩尔比对CZTS纳米晶微结构的影响

采用热注入法制备Cu2 ZnSnS4(CZTS)纳米晶,研究了金属前驱体摩尔比对所制备的CZTS纳米晶的晶体结构、化学组分、形貌及光学性能的影响.实验结果表明:当Cu:(Zn+Sn)前驱体摩尔比在0.8:1～1:1范围变化时,所得到的产物为纯锌黄锡矿结构CZTS纳米晶.当Cu:(Zn+Sn)≤0.7:1时,产物的XRD图谱在(112)晶面衍射峰附近出现微弱的SnS杂峰.当Cu:(Zn+Sn)前驱体摩尔比从0.9:1变化为0.8:1时,纳米晶的形貌主要为球形,少量为多边形;当Cu:(Zn+Sn)前驱体摩尔比从0.7:1减小到0.6:1时,纳米晶的形貌主要有纺锤形及少量球形.所制备样品的光学带隙随着Cu:(Zn+Sn)前驱体摩尔比的减小而增大,其带隙宽度在1.44～1.56 eV之间变化.     

CdS/TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能

采用阳极氧化法在纯钛箔上制备出TiO2纳米管阵列,再通过化学水浴沉积法在TiO2纳米管阵列上负载CdS纳米颗粒.利用XRD、FESEM和UV-Vis分光光度计对样品的晶体结构、微观形貌和光学性质进行表征,并研究了不同含量CdS负载的复合薄膜对光催化降解气相苯性能的影响.结果表明,CdS纳米颗粒均匀沉积到TiO2纳米管阵列上,所制备的复合薄膜光吸收带边均扩展到了可见光区.CdS的修饰大幅度提高了TiO2纳米管阵列对气相苯的光催化降解活性,其中负载CdS质量分数为3;的TiO2纳米管阵列光催化活性最佳,80 min内对气相苯的去除率为80;,终产物CO2的浓度为640 mg/m3.     

荧光标记用Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+纳米发光材料的研究

通过水热共沉淀法制备了Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+纳米发光材料并对其进行表面修饰,研究了添加不同金属络合剂对样品粒径、分散性、发光性能的影响及表面修饰后样品的性能.通过X射线衍射分析,激发发射光谱及余辉性能测试研究了不同金属络合剂对Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+结晶性能、发光性能的影响,通过SEM和TEM图分析研究了不同金属络合剂对颗粒粒径、分散性的影响,结果表明添加EDTA时样品结晶与发光性能良好且粒径为50～ 200 nm,为制备Sr2 MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+纳米发光颗粒的最佳添加剂.此外,将样品进行表面修饰后,通过红外光谱、Zeta电势分析研究了其官能团的连接情况和电势大小,通过纳米粒度分析、SEM和TEM图谱分析研究了表面修饰后样品的粒径分布、形貌以及核壳结构,结果表明样品表面修饰后成功包裹了SiO2壳层,并通过悬浮测试证明了SiO2包覆后的长余辉纳米粒子悬浮性能良好.     

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。     

正交设计α-Fe2O3纳米颗粒的制备

依据正交设计实验方案,研究了以三价铁盐为原料、微量Fe(Ⅱ)为催化剂,沸腾回流条件下,液相制备α-Fe2O3球形纳米颗粒的实验过程,用XRD、TEM、粒度分布仪表征了样品的物相、形貌和粒径。结果表明:用正交表安排复杂实验体系的条件可以减少工作量,得出制备纯相α-Fe2O3的最佳条件;Fe(Ⅲ)浓度、Fe(OH)3凝胶形成温度和pH值三个因素影响样品粒径的程度依次减弱;在最佳配比下试验得到了颗粒形貌完整,粒径在50±10 nm的α-Fe2O3。     

热注法合成CuInSe2纳米晶的性能研究

以氯化亚铜(CuCl)、氯化铟(InCl3·4H2O)作为金属源,溶解在三辛基膦(TOP)中的Se粉作硒源,利用油胺(OLA)作为配体、十八烯作为溶剂,采用热注入法合成出了CuInSe2纳米晶(NCs),研究了反应温度对产物的影响.采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等测试手段对CuInSe2纳米晶的晶体结构、形貌、化学组分和光学性能进行了表征.实验结果表明:通过调控反应温度合成了具有不同形貌的黄铜矿结构的CuInSe2纳米晶,纳米晶的形貌由三角形或四边形向球形演化,其晶粒平均尺寸为3.71~13.65 nm,其光学带隙Eg在1.75~1.50 eV之间变化.所得到的产物在有机溶剂甲苯中分散性良好,这样的"墨水"溶液在后期制备薄膜太阳能电池更有利.     

Na3ZrF7:Er/Yb纳米颗粒的合成及荧光性能研究

采用热分解法制备多种核壳结构的Na3ZrF7:Er/Yb纳米颗粒,并对制备的上转换纳米颗粒的形貌、晶相以及发光特性进行研究.在980nm激发光激发下,与单核的Na3ZrF7:Er3+2;,Yb3+20;纳米颗粒相比,核壳结构的Na3ZrF7:Er3+2;,Yb3+20;@CaF2上转换纳米颗粒荧光强度提高了5倍.把Yb3+/Nd3+共掺的四方相NaYF4层包覆在Na3ZrF7:Er3+2;,Yb3+20;@CaF2纳米颗粒上,我们实现了Na3ZrF7@CaF2@NaYF4纳米颗粒在808nm激发下较强的上转换红光发射,发射光的红绿比在10左右,并对其发光机制作出了解释.     

synthesis of high‐quality crystalline α‐MoO3 nanobelts

High‐quality crystalline MoO₃ nanobelts were successfully fabricated with a facile hydrothermal route by using common and inexpensive NaCl as a capping agent. The products are thoroughly characterized by the combination of different techniques. The results indicate that as‐prepared MoO₃ nanobelts have an orthorhombic crystal structure (α‐MoO₃) with growth preferential in the [001] direction, the size of the obtained MoO₃ nanobelts ranges from 200 nm to 300 nm in width and micrometers in length. The effects of the amount of NaCl on the morphology and size of the resultant MoO₃ were also investigated, it is clearly shown that the presence of appropriate amount of NaCl plays a crucial role in controlling the size and morphology of the obtained MoO₃. (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Catalytic growth of In2O3 nanobelts by vapor transport

Indium oxide (In₂O₃) nanobelts have been fabricated by thermal evaporation of metallic indium powders with the assistance of Au catalysts. The as-synthesized nanobelts are single-crystalline In₂O₃ with cubic structure, and usually tens of nanometers in thickness, tens to hundreds of nanometers in width, and several hundreds of micrometers in length. The room temperature photoluminescence spectrum of In₂O₃ nanobelts features a broad emission band at 620 nm, which could be attributed to oxygen deficiencies in the as-synthesized belts. The formation of In₂O₃ nanobelts follows a catalyst-assistant vapor—liquid–-solid growth mechanism, which enables the controlled growth of individual belts on predetermined sites.     

Controlled synthesis of different morphologies of BaWO4 crystals via a surfactant-assisted method

BaWO₄ crystals with different morphologies, such as nanosheets, nanobelts, flower-like, quadrangled plates and sheaves of dendrite, have been successfully synthesized via PVP as templates. Our result shows that reaction parameters, such as the concentration of PVP aqueous solutions, pH value of the starting solution and molar ratio of [Ba²⁺]/[WO₄²⁻] played important roles in the formation of BaWO₄ crystal with different morphologies. It is obviously different between microwave irradiation heating and oil bath heating. The products were characterized by X-ray powder diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and electron diffraction.     

不同形貌氮化硅纳米结构的制备与表征

分别通过VLS和VS生长机制得到了Si3N4纳米线和纳米带.产物经X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等表征手段进行了分析.FTIR图谱表明它们在800～1100cm-1的波数范围内有一个宽的吸收带,这是Si-N键伸缩振动模式的典型吸收带.它们的室温光致发光图谱显示,在420nm左右都有一很强的发射带,表明其将在纳米光电器件中有潜在应用.另外,Si3N4纳米线发光峰与纳米带的发光相比有少许蓝移(蓝移约4nm),这可能和晶须尺寸的少许差别有关.至于纳米带的发光强度大于纳米线的原因,可能是纳米带的比表面积相对较大,有利于悬键的形成,从而导致材料结构内缺陷的浓度较大.     

离子液体对硫化镉粒径和光催化性能调控研究

以氯化镉和硫代乙酰胺为原料,分别以水,离子液以及两者的混合液为溶剂,用超声法成功合成了不同粒径的硫化镉纳米粒子.用XRD,SEM,IR以及UV-Vis等手段对所制备样品的晶型、形貌和光学特性进行了表征;以紫外光为光源、甲基橙为目标降解物评价了硫化镉纳米粒子的光催化活性.结果表明,离子液的引入使硫化镉纳米粒子的粒径明显变小,带隙能量变大,光催化性能测试表明,离子液介质中合成的CdS纳米粒子具有更高的光催化活性.离子液体对比实验还表明,三乙烯四胺型离子液体中合成的硫化镉具有更高的光催化活性.     

一维Fe2 O3/α-MoO3异质结的制备及其可见光光催化性能

利用沉积法获得了一维Fe2 O3/α-MoO3异质结光催化剂,通过XRD、SEM-EDS、STEM、XPS、UV-Vis-DRS等测试手段对其组成、形貌、光吸收性质进行了表征,同时在可见光区测试了光催化氧化降解罗丹明B溶液的性能。测试结果表明,Fe2 O3修饰一维α-MoO3纳米带可将其光响应扩展至可见光区域,提高光催化性能。1wt;Fe2 O3/α-MoO3异质结作为光催化剂时,光照40 min后罗丹明B降解率可达到99;,分别是纯α-MoO3纳米带和纯Fe2 O3的光催化活性的3.8倍和26倍。     

PbS量子点/MoO3纳米带复合材料的低温气敏性能研究

采用液相法制备PbS量子点修饰MoO3纳米带复合材料.利用XRD、FESEM、TEM、EDS等表征手段分析样品组成、结构与形貌,分别将MoO3纳米带、PbS量子点、PbS量子点/MoO3纳米带组装成陶瓷管气敏元件并测试其对NH3的气敏性能.结果表明,在低温(20~100 ℃)下PbS量子点/MoO3纳米带复合材料对NH3具有良好检测能力,最低测试限为10 ppm.由于PbS量子点均匀分布在MoO3纳米带表面可形成异质结界面,这可有助于电子、空穴的分离,从而显著改善电子传输性能和气敏特性.     

Ag2O/TiO2异质结的光催化活性及耐光腐蚀性研究

以钛酸丁酯、硝酸铋和硝酸银为原料,FTO为基底,采用水热法结合超声沉积法合成了Ag2 O/TiO2异质结光催化剂.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)分析测试手段对样品的形貌和结构进行了表征.结果表明,Ag2O/TiO2异质结是由直径约200 ～ 300 nm的TiO2纳米棒镶嵌着Ag2O纳米颗粒组成,与TiO2纳米棒阵列相比,Ag2O/TiO2异质结在可见光区有明显的光吸收.Ag2O/TiO2异质结的光催化效率明显提高.尤为重要的是,经光处理后,最终得到稳定的Ag-Ag2O/TiO2三元体系,并对Ag-Ag2 O/TiO2三元体系提高光催化稳定性和活性的机理进行了分析.     

Tetragonal tungsten oxide nanobelts synthesized by chemical vapor deposition

Tungsten trioxide (WO₃) nanobelts in tetragonal structure were grown on Si substrates by a hot-wall chemical vapor deposition (CVD) method without using catalysts. The products were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), Raman spectroscopy, and photoluminescence (PL) spectrum. The width of the nanobelts is in the range of 50–100 nm with width-to-thickness ratios of 5–10 and lengths of up to tens of micrometers. These nanobelts grew along the [0 0 1] direction and can be identified as the tetragonal WO₃ structures. Raman and PL measurements indicate the high quality of the nanobelts. The vapor–solid growth mechanism could be applicable in our experiment.