均相沉淀法合成纳米ZnO及其光催化性能研究

以ZnSO_4、尿素为原料，采用均相沉淀法在90 ℃合成出了纳米ZnO，并就反应 温度、反应时间、反应物浓度及物料配比等条件对产物的影响进行了探讨。XRD物 相分析，产物为六方晶系；TEM形貌观察，粒子基本为球形，平均粒径20 nm；并用 IR，TG-DTA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光吸收 性能，发现纳米氧化锌对200～380 nm波长范围的光有很强吸收性，在可见光范围 内，也有较强的吸收。利用纳米氧化锌作为光催化剂对有机染料溶液进行了降解实 验，发现在日光照射60 min后，对酸性大红4BE的降解率可达100%。     

直接沉淀法制备纳米ZnO及其光催化性能

以ZnSO₄、NH₄HCO₃为原料,采用直接沉淀法在100℃以下制备出了纳米ZnO,并就反应时间、反应物浓度及物料配比等条件对产物粒径和产率的影响进行了研究。XRD物相分析,产物为六方晶系;TEM形貌观察,粒子基本为球形,平均粒径20nm;TG-DTA表明,ZnCO₃分解变成ZnO的温度为239℃。利用紫外-可见分光光度计测试了产物的光吸收性能,发现该法制备的纳米ZnO对200～380nm波长范围的光有很强吸收性,在可见光范围内,也有较强的吸收。利用纳米ZnO作为光催化剂对有机染料溶液进行了降解实验,发现在日光照射90min后,对酸性黑234染料的降解率接近100%。     

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%。     

制备纳米氧化锌的新方法

以草酸和醋酸锌为原料，用室温固相化学反应首先制备前驱物二水合草酸锌，后者在微波场辐射分解得到产物纳米氧化锌。用XRD，TEM和IR等技术对产物的组成，大小及形貌进行了表征。结果表明：产物纳米氧化锌为粒度分布均匀的球形六角晶系结构，平均粒径约为8nm。     

微波固相合成氧化锌纳米棒

通过前驱体的微波固相热分解法快速合成了氧化锌纳米棒, 其直径在60～385 nm之间, 长可达数微米. 前驱体则通过一步室温固相反应制备. 用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线分析(EDX)和透射电子显微镜(TEM)对产物的结构和形貌进行了表征. 同时, 对氧化锌纳米棒的光致发光(PL)性能作了测试, 结果表明在355 nm处有一个明显的近带隙发射峰. 另外, 对比实验表明, 微波辐射在氧化锌纳米棒的形成过程中起了关键性作用, 并对其形成机理进行了初步探讨.     

基于纳米ZnO/聚苯乙烯的复合材料光催化性能研究

通过将聚苯乙烯与纳米氧化锌前驱体共混制备了复合材料前驱体,运用TG-DTA联机分析得到了其分解温度及相关热分解数据;前驱体经适当温度煅烧后得复合材料光催化剂,运用TEM、XRD、FT-IR、UV-Vis、ESR等测试手段进行了表征。在荧光灯作用下对复合材料光催化性能进行了检测,并与相同条件下纳米氧化锌的光催化性能进行了比对分析。结果表明,该复合材料在荧光作用下对甲基橙催化降解11h后,甲基橙的降解率为35%,与纳米氧化锌催化降解甲基橙5%的降解率相比有较大程度的提高。     

掺铝氧化锌纳米晶的超声-水热协同控制合成及其光催化性能

利用超声和水热的协同控制作用高效合成出了分散好、晶体结构完整、粒径尺寸约为20 nm的掺铝氧化锌(ZAO)纳米晶, 通过透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计和热重-差热分析(TG-DTA)手段对产物形貌、结构、光学性质及前驱物的热性质进行了研究, 对其降解罗丹明B (RhB)的光催化效果和光催化降解机理进行了探讨. 由于超声和水热的协同作用, 有效控制了产物的粒径, 提高了产物的结晶度. 产物的紫外-可见光谱吸收峰出现在369 nm左右, 计算其带隙约为3.36 eV. 同超声法或水热法制备的产物相比, 超声-水热法制备的ZAO纳米产物具有更高的光催化活性, 从而使光催化降解时间缩短为原来的77.8%. ZAO纳米光催化剂能够回收再利用.     

Ag/ZnO纳米纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝技术及煅烧法制备了氧化锌纳米纤维, 然后采用水热法将银纳米颗粒负载到了氧化锌纳米纤维表面. 利用X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 能量色散X射线光谱(EDX)、 扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)等技术对合成的Ag/ZnO纳米纤维的结构和组成进行了表征. SEM结果表明, 直径在5~100 nm之间的银纳米颗粒附着在直径在80~330 nm之间的氧化锌纤维表面形成了异质结构. 以常见的有机污染物甲基橙、 亚甲基蓝和罗丹明B等为降解底物, 对Ag/ZnO纳米纤维的光催化性能进行了表征. 结果表明, 负载银纳米颗粒后, 复合催化剂的光催化性能明显提高.     

Ag/ZnO纳米纤维的制备及光催化性能（英文）

采用静电纺丝技术及煅烧法制备了氧化锌纳米纤维,然后采用水热法将银纳米颗粒负载到了氧化锌纳米纤维表面.利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、能量色散X射线光谱(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)等技术对合成的Ag/ZnO纳米纤维的结构和组成进行了表征.SEM结果表明,直径在5~100 nm之间的银纳米颗粒附着在直径在80~330 nm之间的氧化锌纤维表面形成了异质结构.以常见的有机污染物甲基橙、亚甲基蓝和罗丹明B等为降解底物,对Ag/ZnO纳米纤维的光催化性能进行了表征.结果表明,负载银纳米颗粒后,复合催化剂的光催化性能明显提高.     

纳米氧化镍、氧化锌的合成新方法

以草酸和醋酸盐为原料,用室温固相化学反应首先合成出前驱配合物二水合草酸镍和二水合草酸锌,进而二水合草酸镍和二水合草酸锌分别在380℃和460℃热分解2 h,得到产物纳米氧化镍和氧化锌。用X-射线粉末衍射、透射电镜对产物的组成、大小、形貌进行表征。结果表明,产物纳米氧化镍为球形立方晶系结构,平均粒径均为40 nm左右,产物氧化锌为粒度分布均匀的球形六角晶系结构,平均粒径约为20 nm。     

纳米氧化锌的合成及表面改性

以硫酸锌、尿素为原料,采用均相沉淀法合成了纳米氧化锌.研究了硬脂酸对所制的纳米氧化锌粉体表面改性的机理及其对粉体亲油性的影响.实验结果表明,硬脂酸中的羧基与纳米氧化锌粉体颗粒表面的羟基发生了酯化反应,并在表面形成单分子膜.经过表面改性的纳米氧化锌由亲水性转化为亲油性.同时,就纳米氧化锌粉体硬脂酸表面改性反应,探讨了反应摩尔分数、反应温度和反应时间对产物的影响,从而筛选出粉体亲油性最大的反应条件为:硬脂酸质量分数为7%;反应温度为50℃;反应时间为1h.     

Poly(methyl methacrylate) composites prepared by in situ polymerization using organophillic nano-to-submicrometer zinc oxide particles

Nano- and submicrometer zinc(II) oxide particles were synthesized by the polyol method and were used for the preparation of ZnO/poly(methyl methacrylate) (ZnO/PMMA) composite materials by the chain polymerization of methyl methacrylate (MMA) in bulk. ZnO particles with an organophilic surface layer were homogeneously dispersed in the PMMA matrix. Very low concentrations (0.1 wt.%) of nano zinc oxide absorbed over 98% of UV light as determined by UV-vis spectroscopy. Nano zinc oxide (75 nm) increased the initial decomposition temperature of the PMMA matrix by 30-40 °C at concentrations of 0.1% and above. This was explained by the changes in the termination mechanism of MMA polymerization resulting in a reduced concentration of vinylidene chain ends. Nano ZnO also increased the MMA polymerization reaction rate and reduced the activation energy. Submicrometer ZnO showed lower UV absorption, thermal stabilization and no influence on the reaction kinetics indicating that average particle size is of vital importance for the properties of PMMA nanocomposites and for MMA polymerization.     

CMC辅助纳米ZnO粒子的制备及表征

以离子型纤维素醚羧甲基纤维素(CMC)的水溶液为反应介质,制备[Zn4CO3(OH)6]CMC水凝胶,洗涤、干燥后经不同温度煅烧前驱物得到ZnO纳米粒子。通过XRD、SEM、TEM、TG-DSC及FT-IR等测试技术对产物的组成、粒径及形态进行表征,研究了CMC对前驱物及ZnO形态和尺寸的影响。结果表明,由于CMC加入对煅烧前驱物产生的空间位阻作用,所制得纳米ZnO粒子粒度分布均匀、分散性好、不易团聚、粒子的平均粒径<20 nm。利用UV-V is测试了纳米ZnO的光吸收性能,所得的纳米ZnO在200~400 nm具有较强的吸收性。     

水热合成掺Fe氧化锌复合材料及其光催化活性

以Zn(Ac)2•2H2O、Fe(NO3)3•9H2O和NaOH为原料,采用水热法合成了Fe掺杂ZnO复合材料。并用x射线衍射和扫描电子显微镜技术对合成样品的结构和形貌进行了表征,Fe掺杂ZnO合成产物为直棒状,直径为500 nm,长度为3 µm左右。样品的紫外可见漫反射分析,在300~500 nm紫外可见光区域均有强的吸收。利用Fe掺杂ZnO作为光催化剂降解有机染料,发现对于光催化降解有机染料有较好的降解功能,且光降解性能优于纯ZnO材料。     

Synthesis of Nano‐Sized Zinc Oxide Photocatalyst by Combustion Method

The objective of this research was to use combustion synthesis to create a nano‐sized ZnO photocatalyst using citric acid as the fuel and zinc nitrate as the oxidant. The starting materials were mixed in a stoichiometric ratio, and a slurry precursor with high homogeneity was formed. The precursor was ignited at room temperature, resulting in dry, loose, and voluminous ZnO powders. The powders, characterized by SEM, TEM and XRD, showed a particle size range of 40 to 80 nm with a wurtzite structure. The ZnO powders were introduced as a photocatalyst for the degradation of methyl orange, which was adopted as a model compound. UV light (6W) was used as the irradiation source to induce synthesized ZnO powders to perform catalytic activity. The photocatalytic reaction was executed in 40 mL of a 10 ppm methyl orange aqueous solution under 254 nm UV illumination. In this work, it was observed that both UV light and ZnO powders are needed for the photocatalytic reaction. In addition, it was found that increasing the amount of ZnO powder present in the MO (methyl orange‐C₁₄H₁₄N₃NaO₃S) solution did not correlate directly with an increase in photocatalytic ability. It was found that the scattering problem of UV light also needs to be considered. The optimized photocatalytic degradation ratio in this work reached 92.7%.     

水热法制纳米CeO2膜及紫外吸收性能研究

以Ce(NO3)3.6H2O和CO(NH2)2为原料,采用水热法在玻璃基质上制备了CeO2纳米膜。研究了水热温度和时间对所制备纳米CeO2薄膜的抗紫外性能的影响。采用XRD、FT-IR、SEM、UV-Vis以及自动椭圆偏振仪等测试手段对CeO2纳米膜及粉体进行了表征。结果表明,水热法制备的薄膜,最佳的水热工艺条件为水热温度130℃加热7 h。在此条件下,制备的薄膜厚度达100nm,晶型较好,膜表面平整度较高,且具有优异的可见光透过性和紫外吸收特性。     

纳米ZnO室温选择氧化H2S特性的研究

碱式碳酸锌在不同焙烧温度下制得的纳米ZnO具有六方晶系纤锌矿结构，平均粒径为15.4 nm、19.1 nm、22.9 nm和33 nm，以其为脱硫剂，对H2S室温脱硫性能进行了研究。利用XRD和XPS技术对脱硫反应前后的样品进行了表征。实验结果表明，纳米ZnO的脱硫性能随粒径的增大而降低，常温、常压下，260 ℃焙烧的纳米ZnO对H2S有高的去除率，并且H2S可选择性地被氧化为单质硫。     

A Synergy of ZnO and ZnWO4 in Composite Nanostructures Deduced from Optical Properties and Photocatalysis

ZnO/ZnWO₄ composite rod-like nanoparticles were synthesized by low-temperature soft solution method at 95 °C with different reaction times (1–120 h), in the presence of non-ionic copolymer surfactant Pluronic F68. Obtained nanoparticles had diameters in the range around 10 nm and length of 30 nm. Optical properties such as reflection and room temperature photoluminescence of obtained samples showed strong dependence on their crystallinity and composition. Photocatalytic activity of ZnO/ZnWO₄ nanopowders was checked using photodegradation of selected dyes as model system. Obtained results were correlated with specific surface area, particle sizes, crystallinity and ZnO/ZnWO₄ ratio of the samples. As crystallinity of ZnWO₄ component in the ZnO/ZnWO₄ increase, photocatalytic activity also increases. The main findings can be explained by charge transfer reactions that follow light absorption by ZnO and ZnWO₄ in nanocomposite.     

水热合成Fe3+掺杂ZnO复合材料及其光催化活性

以Zn(Ac)2·2H2O、Fe(NO3)3·9H2O和NaOH为原料,采用水热法合成了Fe3+掺杂ZnO复合材料. 并用X射线衍射和扫描电子显微镜测试技术对合成样品的结构和形貌进行了表征. 结果表明,Fe3+掺杂ZnO合成产物为直棒状,直径为500 nm,长度为3 μm左右. 样品的紫外可见漫反射分析结果表明,在300～500 nm紫外可见光区域均有强的吸收. Fe3+掺杂ZnO作为光催化剂降解有机染料性能优于纯ZnO材料.     

纳米钯膜电极的制备、结构表征和特殊反应性能

用循环伏安方法制备纳米钯膜电极,运用扫描隧道显微镜和原位红外光谱等方法研究其结构和反应性能.STM图像表明,制备的纳米钯膜具有特殊的层状结构,纳米级厚度的层状晶体由直径6nm左右的Pd微晶聚集而成.发现当钯膜厚度为几个纳米时,CO的吸附表现出异常红外效应,即红外谱峰反向和红外吸收显著增强(增强因子可达42.6).纳米钯膜电极对氢的反应也具有特殊的性能,与氢向钯晶格扩散吸收过程相比较,氢吸脱附的表面过程成为主要反应.研究结果还指出,纳米钯膜电极的异常红外效应和对氢反应的特殊性能与钯膜厚度密切关联,并可归结为钯膜材料的纳米尺度效应.