形貌可控ZnO微纳米结构的水热合成及光催化性能

以乙醇胺为辅助溶剂,采用水热合成法,制备了花状、梭状和剑状的ZnO微纳米结构。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光光谱(PL)和拉曼光谱等测试手段对样品的形貌、结构、晶相等进行了表征。结果表明所有样品均为六方纤锌矿结构ZnO;其形貌和结晶度可通过改变物质的量的配比nZn2+/nOH-来调控。探讨了反应物配比对产物形貌结构的影响,乙醇胺对不同形貌ZnO的制备起到至关重要作用。以亚甲基蓝为目标降解物,采用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)并结合低温氮吸附-脱附比表面测试(BET),研究了花状、梭状和剑状ZnO的光催化活性。结果表明,与商用ZnO相比,制备的ZnO具有更好的光催化活性;样品催化活性与其比表面积不成正比,具有最小比表面积的花状ZnO拥有最好的光催化活性,这可能是由于其低的结晶度和特殊的花状形貌所致。     

钨酸锌纳米结构的水热合成及其光催化性能研究

使用柠檬酸钠辅助的水热法合成了具有不同形貌的ZnWO4(如片状、花状)纳米颗粒,并采用X-射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等方法对样品的结构和组成进行表征。研究了溶剂组分和溶液pH值对产物形貌的影响。通过对反应产物形貌随时间变化的观察,提出了片状和花状ZnWO4纳米颗粒可能的生长机理。以罗丹明B(RhB)为催化降解对象,对样品在水溶液中的光催化性质进行了研究。结果表明,ZnWO4纳米颗粒的比表面积和孔径尺寸等结构特性对其光催化活性具有明显影响。     

杨桃状ZnO纳米片微球的制备及气敏性能的研究

以六水合硝酸锌和尿素为原料,水为反应介质,油酸作为表面活性剂,经水热过程合成了由纳米片组装的碱式碳酸锌微球前驱体,经煅烧后得到形貌一致的氧化锌(ZnO)纳米片组装的杨桃状微球。采用X射线衍射仪(XRD)和环境扫描电镜(SEM)对样品进行表征,结果表明产物为六方纤维矿结构的ZnO,微球尺寸比较均一,直径约为20μm,组装单元扇形ZnO纳米片均匀排列,单元之间存在均匀空隙,BET测试显示纳米片呈现多级介孔结孔结构,比表面积为18.9m2·g-1,室温下的光致发光性能表明其结构表面存在大量氧空位,对产物ZnO气敏元件进行了乙醇和丙酮气体敏感性测试。     

形貌可控ZnO微纳米结构的水热合成及光催化性能

以乙醇胺为辅助溶剂,采用水热合成法,制备了花状、梭状和剑状的ZnO微纳米结构。采用扫描电镜（SEM）、Ｘ射线衍射（XRD）、光致发光光谱（PL）和拉曼光谱等测试手段对样品的形貌、结构、晶相等进行了表征。结果表明所有样品均为六方纤锌矿结构ZnO;其形貌和结晶度可通过改变物质的量的配比n_Zn²⁺/n_OH^-来调控。探讨了反应物配比对产物形貌结构的影响,乙醇胺对不同形貌ZnO的制备起到至关重要作用。以亚甲基蓝为目标降解物,采用紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）并结合低温氮吸附-脱附比表面测试（BET）,研究了花状、梭状和剑状ZnO的光催化活性。结果表明,与商用ZnO相比,制备的ZnO具有更好的光催化活性;样品催化活性与其比表面积不成正比,具有最小比表面积的花状ZnO拥有最好的光催化活性,这可能是由于其低的结晶度和特殊的花状形貌所致。     

ZnO纳米柱状阵列表面AgX等离子基元修饰及其可见光光催化活性

采用浸渍法制备了表面AgX（X=I,Br）等离子基元修饰的ZnO纳米柱状阵列,研究了浸渍浓度和时间以及紫外光光照预处理对ZnO纳米柱状阵列可见光光催化活性的影响.采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外可见漫反射吸收光谱以及X射线光电子能谱仪等手段对ZnO纳米柱状阵列的形貌、相组成、禁带宽度及其表面特性进行了表征.结果显示,AgBr颗粒分布于ZnO纳米柱状阵列的顶端及顶端侧面,同时AgBr颗粒之间相互接触而形成网状结构.通过紫外光光照预处理,AgBr表面出现细小颗粒,形成Ag/AgBr/ZnO纳米复合结构.可见光光催化降解甲基橙结果表明,在相同工艺条件下所制AgBr/ZnO的可见光光催化活性明显优于AgI/ZnO,且与浸渍浓度及时间有关.由于ZnO纳米柱状阵列的比表面积大,AgBr的可见光响应特性以及Ag/AgBr纳米结构的表面等离子效应,经过紫外光光照预处理形成的Ag/AgBr/ZnO纳米复合结构表现出最好的可见光光催化活性.     

微波辐射对纳米ZnO材料物理性质与光催化活性的影响

在采用沉淀法制备ZnO的过程中, 用不同功率(100, 150, 200, 250和300 W)的微波辐射ZnO前驱体, 获得了一系列纳米ZnO材料, 并对合成材料的晶型结构、 形貌及表面物理化学性质进行了表征. 结果表明, 与普通沉淀法制备的ZnO相比, 使用微波辐射后ZnO半导体材料的晶型仍为六方纤锌矿结构, 但吸收光谱发生了蓝移或红移, 且比表面积均有不同程度的增加. 同时, 微波辐射功率不同, ZnO形貌差异明显, 并随着微波功率变化分别呈现纳米颗粒、 椭圆形纳米团簇、 纳米片和球状纳米簇等多样化形态. 以罗丹明B为模型分子, 分别在紫外及微波辅助光催化条件下考察了所合成纳米ZnO材料的光催化性能. 结果显示, 经不同功率微波辐射作用后, ZnO的光催化活性均得到了不同程度的提高, 并且明显高于市售P25和未经微波辐射作用的ZnO.     

三维有序介孔/大孔TiO2微球的制备、表征及光催化性能

以聚甲基丙烯酸甲酯微球为模板,分别以钛酸四丁酯和四异丙醇钛为钛源,通过溶胶-凝胶法辅助模板法制得TiO2纳米微球前驱体,并用程序升温控制其焙烧温度,最终成功制得了具有三维有序介孔/大孔复合结构的TiO2微球.以罗丹明B(RhB)为模型污染物,探索了以不同钛源制备得到的介孔/大孔复合TiO2微球的光催化性能;并采用XRD、SEM、TEM、UV-vis DRS、比表面积测试、光催化性能测试等对样品的晶粒尺寸、物相、形貌、光吸收、比表面积及性能等进行了分析.结果表明,运用溶胶凝胶法辅助模板法能够合成结晶度高、形貌规整、比表面积大、光催化活性良好的锐钛矿相TiO2微球.     

SnS_2纳米材料的水热合成及光催化性质(英文)

在不同的表面活性剂和硫源的条件下,采用水热法制备了多种形貌的SnS2纳米材料,详细讨论了反应条件对其形貌和性质的影响,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、和BET比表面积法对制备的样品的物相、形貌和组成进行了表征,通过光催化降解罗丹明B研究了所得样品的光催化性能。结果表明:表面活性剂和硫源对产物的结构和形貌起到了重要的作用。当Sn4+与表面活性剂的物质量的比为1∶1时,样品均为纯的六方相SnS2。采用柠檬酸三钠为表面活性剂、硫脲为硫源时制得的SnS2纳米片具有最大的比表面积,同时表现出了最优的光催化性能。     

ZnO纳米管的光学性质及其对甲基橙降解的光催化活性

以十二烷基硫酸钠为模板剂采用水热法合成了ZnO纳米管,以尿素和ZnSO4为原料制备了ZnO纳米颗粒,并应用透射电镜、x射线衍射、光致发射光谱、拉曼光谱、比表面积测定、傅里叶红外光谱和紫外-可见漫反射光谱等技术对样品进行了表征.结果表明,ZnO纳米管的比表面积较大,在λ≈650nm的可见光波段ZnO纳米管开始出现吸收峰,而ZnO纳米颗粒在可见光波段几乎没有吸收.ZnO纳米管和纳米颗粒在紫外光照射下均对甲基橙有降解作用,其中ZnO纳米管的光催化活性较高.随着催化剂用量的增加和光照时间的延长,甲基橙降解率逐渐提高;甲基橙浓度的增大使甲基橙降解率降低.     

微/纳米ZnO粉体在Glu-BF_4离子液体水溶液中的诱导生长

以一定浓度谷氨酸-氟硼酸(Glu-BF_4)离子液体水溶液为反应介质,摩尔比为1∶6的二水合醋酸锌和氢氧化钠为反应物,在室温下制备前驱体,再通过微波辅助加热制备了具有绒球形貌的微/纳米ZnO粉体.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪、比表面积测试仪、能谱仪、拉曼光谱仪和透射电子显微镜(TEM)等对产物形貌、晶型、比表面积、组成和晶面分布进行了测定.结果显示,所得产物为六方晶系纤锌矿结构,平均粒径20.4 nm,绒球大小1.6~3.0μm,比表面积为28.3 m~2/g,产物纯度较高.当反应物浓度一定,离子液体浓度分别为0.02,0.04,0.08和0.12 mol/L时都得到了类似形貌的微/纳米ZnO粉体,且随着离子液体使用量的增加,绒球尺寸分布更加均一.当离子液体浓度一定,而反应物浓度逐渐下降时,产物形貌发生递变性变化.ZnO晶粒在Glu-BF_4离子液体诱导下首先生成不规则的纳米片,纳米片进一步聚集,在一定反应物浓度范围内生成绒球形貌粉体,反应物浓度较低时只生成绒球的核心部分,而浓度更高时则生成纳米针阵列.通过不同条件下纳米ZnO粉体形貌变化规律,探讨了强碱性条件下Glu-BF_4离子液体水溶液中微/纳米ZnO粉体的生长机制.     

用于去除有机染料的分级结构ZnO微球的简便合成

以六亚甲基四胺(HMTA)为结构导向剂，采用乙二醇辅助的溶剂热法制备了均匀分散的纳米片组装的三维分级结构ZnO微米球。可控实验证明，HMTA和溶剂在分级结构微米球的形成中起重要作用。通过二维纳米片组装来构建三维分级结构，不仅增加了产品的比表面积，而且还建立了更多的电荷传输通道。在暗室下，该样品可作为吸附剂去除水溶液中的一些有机染料。吸附结果表明，纳米片组装的分级结构ZnO微球对阴离子染料具有良好的去除率和选择性。特殊的分级结构、较大的比表面积和静电引力的协同作用，使ZnO微球对代表性染料刚果红(CR)经过5次循环吸附后的去除率仍可达95.67%。动力学研究证实，CR在ZnO微球上的吸附为物理吸附，符合准二级动力学和Langmuir等温线模型。     

用于去除有机染料的分级结构ZnO微球的简便合成

以六亚甲基四胺(HMTA)为结构导向剂,采用乙二醇辅助的溶剂热法制备了均匀分散的纳米片组装的三维分级结构ZnO微米球。可控实验证明,HMTA和溶剂在分级结构微米球的形成中起重要作用。通过二维纳米片组装来构建三维分级结构,不仅增加了产品的比表面积,而且还建立了更多的电荷传输通道。在暗室下,该样品可作为吸附剂去除水溶液中的一些有机染料。吸附结果表明,纳米片组装的分级结构ZnO微球对阴离子染料具有良好的去除率和选择性。特殊的分级结构、较大的比表面积和静电引力的协同作用,使ZnO微球对代表性染料刚果红(CR)经过5次循环吸附后的去除率仍可达95.67%。动力学研究证实,CR在ZnO微球上的吸附为物理吸附,符合准二级动力学和Langmuir等温线模型。     

用于去除有机染料的分级结构ZnO微球的简便合成

以六亚甲基四胺(HMTA)为结构导向剂，采用乙二醇辅助的溶剂热法制备了均匀分散的纳米片组装的三维分级结构ZnO微米球。可控实验证明，HMTA和溶剂在分级结构微米球的形成中起重要作用。通过二维纳米片组装来构建三维分级结构，不仅增加了产品的比表面积，而且还建立了更多的电荷传输通道。在暗室下，该样品可作为吸附剂去除水溶液中的一些有机染料。吸附结果表明，纳米片组装的分级结构ZnO微球对阴离子染料具有良好的去除率和选择性。特殊的分级结构、较大的比表面积和静电引力的协同作用，使ZnO微球对代表性染料刚果红(CR)经过5次循环吸附后的去除率仍可达95.67%。动力学研究证实，CR在ZnO微球上的吸附为物理吸附，符合准二级动力学和Langmuir等温线模型。     

Morphosynthesis of hierarchical hydrozincite with tunable surface architectures and hollow zinc oxide

Hydrozincite (Zn5(CO3)2(OH)6) microspheres with a tunable surface architecture have been successfully synthesized via a homogeneous precipitation method under solvothermal conditions. For a smooth hydrozincite microsphere, various building blocks such as nanocubes, nanorods, and nanosheets are arranged to cover a spherical surface by concisely controlling reaction time and the volume of ethylene glycol. Hexagonal Zn5(CO3)2(OH)6 with nanostep structures are also prepared without any additives. The hollow ZnO microspheres with a porous surface have been successfully fabricated via a solution-based method by the room-temperature treatment of filled Zn5(CO3)2(OH)6 microspheres composed of nanocubes. A possible growth mechanism of these hollow ZnO microspheres is proposed. The similar filled ZnO microspheres can also be obtained by a direct pyrolysis of Zn5(CO3)2(OH)6 microspheres composed of nanocubes at 450 degrees C.     

分级多孔结构ZnO微球的制备及其光电性能

采用简单的低温化学溶液沉积方法制备了分级多孔ZnO微球。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2吸附脱附以及紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等对样品进行了表征。结果显示产物为分级多孔结构的ZnO微球,由直径约10~20 nm ZnO颗粒组装而成,比表面积为40 m2.g-1。把多孔ZnO微球用作染料敏化太阳能电池(DSCs)光阳极,结果表明,该光阳极在增强对入射光的散射作用的同时,为染料分子的吸附提供了较大比表面积,从而提高了DSCs的光伏性能。     

Preparation and optical properties of three-dimensional navel-like Bi2WO6 hierarchical microspheres

Three-dimensional (3D) navel-like Bi₂WO₆ hierarchical microspheres were successfully prepared using a simple hydrothermal method. The 3D navel-like BWO hierarchical structure composed of well-ordered nanosheets displayed the excellent photocatalytic activity, and the degradation rate of norfloxacin was about 67%.     

Sb2S3纳米粒子修饰ZnO纳米片微纳分级结构的光电化学性能

采用恒电位方法,选择氯化钾和乙二胺(EDA)为添加剂,在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上制备了高度有序的ZnO纳米片阵列,通过二次电沉积得到了ZnO纳米片上生长纳米棒的微纳分级结构.利用化学浴沉积法在ZnO基底上沉积Sb₂S₃纳米粒子制备出了Sb₂S₃/ZnO纳米片壳核结构和Sb₂S₃/ZnO微纳分级壳核结构.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、瞬态光电流等对其形貌、结构组成和光电化学性能进行了表征和分析.结果表明, Sb₂S₃/ZnO纳米片上生长纳米棒分级壳核结构的光电流明显高于Sb₂S₃/ZnO纳米片壳核结构.在Sb₂S₃/ZnO纳米片壳核结构和Sb₂S₃/ZnO微纳分级壳核结构的基础上旋涂一层P3HT薄膜形成P3HT/Sb₂S₃/ZnO复合结构,以上述复合结构薄膜为光活性层组装成杂化太阳电池,其中, P3HT/Sb₂S₃/ZnO分级壳核结构杂化太阳电池的能量转换效率最高,达到了0.81%.     

复合Ag/ZnO分级结构微球的制备及其光催化性能研究

采用化学沉淀法制备ZnO微球,利用柠檬酸三钠（TCD）避光还原硝酸银在ZnO表面沉积银粒子制备Ag/ZnO复合材料.利用XRD、SEM、TEM、EDS、FTIR、UV-vis DRS、PL、BET等对Ag/ZnO的结构、组分、形貌及光谱性质进行了表征,通过紫外及可见光照降解甲基橙溶液评价样品的光催化性能.结果表明：ZnO纳米微球是由ZnO纳米片相互交错构筑而成的具有丰富孔道的分级结构,Ag纳米粒子均匀沉积在ZnO纳米片上.Ag的沉积显著增加了ZnO的可见光吸收,猝灭了ZnO荧光,提高了ZnO催化活性.     

Controllable synthesis and visible-light-responsive photocatalytic activity of Bi2WO6 fluffy microsphere with hierarchical architecture

Bismuth tungstate (Bi(2)WO(6)) has attracted great research interest as an important visible-light-responsive photocatalyst. In this paper, we report a facile hydrothermal route for the shape-controlled synthesis of micro/nanostructured Bi(2)WO(6), without adding surfactants or templates. The results show that various morphologies of Bi(2)WO(6) including coralloid spherical particles, packed nanosheets, fluffy microspheres, and plates can be obtained by adjusting the pH values of the precursors. The as-prepared porous fluffy microspheres with a hierarchical architecture synthesized at pH 8 exhibit the highest photocatalytic activity for the degradation of Rhodamine (RhB) under visible light irradiation. The photodegradation efficiency reaches as high as 99% within 20 min irradiation. This enhanced photocatalytic activity can be attributed to the unique porous structure and high BET surface area of fluffy microspheres with hierarchical architecture.     

ZnO hierarchical structures for efficient quasi-solid dye-sensitized solar cells

We report a direct precipitation method for mass production of ZnO microflowers (MFs) containing hierarchical structures. The ZnO MFs are constructed by interlaced single crystalline and porous nanosheets which are ideal photoanode material for dye-sensitized solar cells (DSCs) because the MFs can largely improve the energy harvesting performance and the efficiency of DSCs. Compared with other forms of nano-sized structures, the novel hierarchical structures show obvious advantages in DSC application because of their large surface area for dye-loading, good light scattering efficiency and excellent electrical transport property. The quasi-solid state DSCs fabricated with the MF hierarchical structures exhibited an efficiency of 4.12%, much higher than that of ZnO nanoparticle-based DSCs, indicating a great potential for the development of highly-efficient quasi-solid DSCs.