ZnO纳米线阵列的电沉积法制备及表征(英文)

利用直流电沉积方法在多孔氧化铝模板的孔洞中生成锌纳米线,在氧气氛围中,于800°C下氧化2h,将氧化铝中的锌氧化成氧化锌.本研究利用氧气氛围进行锌的氧化,大大提高了传统方法的氧化锌纳米线的制备效率.用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对其形貌及成分进行表征和分析,结果表明,氧化铝模板的有序孔洞中填充了大尺寸、均匀连续的多晶态氧化锌纳米线.纳米线具有约1000:1的高纵横比,其长度等于氧化铝模板的厚度,直径约为80nm.光致发光(PL)光谱表明,氧化锌纳米线在504nm处有由于氧空位引起的较强蓝绿光发射.这为进一步研究ZnO/AAO组装体发学性质和开发新型功能器件提供了基础.     

四脚状氧化锌晶须的制备及微观形态研究

研究了以锌粉为原料,白碳黑为催化剂,高温气相氧化反应制备任意两针夹角为109°的四脚状氧化锌(T-ZnO)晶须的条件及形态.表面能谱证实产物为纯氧化锌,X射线衍射结果表明,该晶体属六方晶系纤锌矿结构.扫描电镜研究结果表明,模型催化剂白碳黑及气相反应体系的过饱和度对产物四脚状氧化锌晶须的形态影响很大.     

T-ZnO晶须化学镀铜复合粉体的制备及其电磁性能的研究

采用化学镀的方法制备了Cu包覆四脚状氧化锌晶须(T-ZnO晶须)的复合粉体.使用X射线衍射分析仪(XRD)进行了物象分析,扫描电镜(SEM)观察了粉体的形貌.运用能谱仪(EDS)进行了成份分析.结果表明,晶须为纯氧化锌,晶体结构为六方晶系纤锌矿结构,镀层为纯铜. SEM观察晶须外观形貌为四脚状结构.同时使用波导法对T-ZnO晶须和化学镀铜得到的Cu/T-ZnO晶须复合粉体进行了电磁参数的测量.微波电磁性能试验表明,化学镀后晶须的微波吸收性能明显增加,在频率为13 GHz处反射率可达－12 dB左右,而且最大吸收峰的频率随铜析出量的不同而发生改变,这样有利于实现吸收频带的展宽.     

基于氧化锌纳米棒的乙酰胆碱酯酶生物传感器用于辛硫磷农药测定

以喷金的聚碳酸酯模板为工作电极,采用电沉积法从氯化锌和氯化钾溶液中制得氧化锌纳米棒.将沉积了氧化锌纳米棒的模板固定在打磨后的玻碳电极表面,并将模板溶解.再通过在氧化锌纳米棒修饰电极的表面直接固定乙酰胆碱酯酶,制备出乙酰胆碱酯酶生物传感器.自然晾干后,所得乙酰胆碱酯争氧化锌生物传感器用于辛硫磷农药的测定.试验结果表明:在含有0.5 mmol·L-1的巯基乙酰胆碱的PH 7.38磷酸盐缓冲溶液中,乙酰胆碱酯酶-氧化锌修饰电极的氧化峰电流显著提高,而再向其中加入酶抑制剂辛硫磷后,电流明显减小,在此基础上提出了一种高灵敏度的测定辛硫磷农药的方法.在优化的条件下,辛硫磷浓度在9.85 × 10-6～4.95×10-4mol·L-1之间,其浓度的对数与抑制率呈线性关系,检出限(3S/N)为5.99×10-6mol·L-1.     

基于超氧化物歧化酶/氧化锌的超氧离子传感器

利用物理气相沉积法制备了纳米氧化锌(Nano-ZnO) 膜, 通过扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度法(UV-Vis)、X 射线衍射(XRD)及电化学等方法测定了其物理化学性质. 实验结果表明, 该Nano-ZnO 膜是具有多晶六边形纤维锌矿结构的多孔纳米膜, 微粒直径在 50～100 nm, 室温禁带宽度3.37 eV. 采用浸渍法将超氧化物歧化酶(SOD)直接修饰于 Nano-ZnO 膜上, 制备了SOD 修饰电极(SOD/ZnO). 通过交流阻抗法(EIS)及循环伏安法(CV)证明了SOD能稳定地吸附在多孔ZnO膜上, 并实现了直接电子传递; 紫外-可见及红外光谱研究证明吸附在ZnO膜上的蛋白质保持了良好的生物催化活性, 并成功地构建了第三代超氧离子(O2-)生物传感器. 这种生物传感器有较宽的线性范围(氧化电流: 0.24~180×10-6 mol/L, 还原电流: 0.12~250×10-6 mol/L)、较低的检测限(氧化电流: 2×10-7 mol/L, 还原电流: 1×10-7 mol/L)、较快的响应时间(4 s)以及较好的稳定性.     

新型晶须状氧化钛担载Au的CO催化氧化性能

从钛钾比较高的二钛酸钾晶须出发,通过离子交换和热处理等步骤制备了具有不同微观结构的晶须状TiO2,然后通过均相沉积-沉淀法在制得的TiO2上担载1%的Au.采用X射线衍射、扫描电镜、低温N2吸附-脱附及透射电镜等技术对催化剂样品进行了表征,并测定了其催化CO氧化反应性能.结果表明,600℃处理所得晶须状TiO2载体(T(600))具有丰富的介孔结构,比表面积为59 m2/g,平均孔径为11 nm,担载Au后其孔道结构保持良好,而800℃处理所得晶须状TiO2样品(T(800))孔结构完全坍塌,但仍保持纯锐钛矿晶型.在相同担载条件下Au/T(800)上的Au颗粒尺寸明显小于Au/T(600)上的,但两者催化CO氧化反应活性相差不大,CO完全转化温度分别为80和70℃,活性均比Au/P25的高.     

铟掺杂氧化锌-氧化硅纳米电缆芯-壳异质结构的制备及表征

利用碳热还原反应气相沉积法制备了铟掺杂氧化锌-氧化硅纳米电缆芯-壳异质结构. X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及X射线能谱(EDS)研究表明, 纳米电缆内芯为结晶完好的单晶纤锌矿结构, 外壳包覆一层氧化硅非晶层. 纳米电缆直径为30-60 nm, 长径比大于100. 掺杂纳米异质结构的生长机理与传统的金属晶种辅助气-液-固(VLS)机理有所不同. 这种掺杂纳米异质结构有望作为理想的结构单元应用于纳米器件领域.     

沉积-沉淀法和沉积-还原法制备Nb2O5负载的金纳米粒子及其催化CO氧化活性

采用不同的沉积法制备了氧化铌(Nb2O5)负载的金纳米粒子催化剂,即沉积-沉淀(DP)法、尿素辅助的DP法、沉积-还原(DR)法和一步法制备了1 wt%Au/Nb2O5催化剂.在众多类型Nb2O5(包括商业Nb2O5)中,采用水热法制备的层间型Nb2O5(Nb2O5(HT))最适合用作载体.结果表明,较大比表面积的Nb2O5(HT)使得金以纳米颗粒形式分散于其上.在优化的条件下,以DP和DR法沉积于Nb2O5(HT)上的金纳米粒子平均粒径为5 nm.采用DR法制备的Au/Nb2O5(HT)催化剂上CO转化率为50%时的温度为73oC.不沉积金的条件下,即使在250oC, Nb2O5(HT)对CO氧化反应也没有催化活性.因此,金的沉积对活性的促进作用非常明显.该简易Au/Nb2O5催化剂将金催化剂的类型扩展到酸性载体,这将增加新的应用.     

沉积-沉淀法和沉积-还原法制备Nb_2O_5负载的金纳米粒子及其催化CO氧化活性（英文）

采用不同的沉积法制备了氧化铌(Nb_2O_5)负载的金纳米粒子催化剂,即沉积-沉淀(DP)法、尿素辅助的DP法、沉积-还原(DR)法和一步法制备了1 wt%Au/Nb_2O_5催化剂.在众多类型Nb_2O_5(包括商业Nb_2O_5)中,采用水热法制备的层间型Nb_2O_5(Nb_2O_5(HT))最适合用作载体.结果表明,较大比表面积的Nb_2O_5(HT)使得金以纳米颗粒形式分散于其上.在优化的条件下,以DP和DR法沉积于Nb_2O_5(HT)上的金纳米粒子平均粒径为5 nm.采用DR法制备的Au/Nb_2O_5(HT)催化剂上CO转化率为50%时的温度为73 oC.不沉积金的条件下,即使在250 oC,Nb_2O_5(HT)对CO氧化反应也没有催化活性.因此,金的沉积对活性的促进作用非常明显.该简易Au/Nb_2O_5催化剂将金催化剂的类型扩展到酸性载体,这将增加新的应用.     

铅在铜上电沉积的原位椭圆偏振法

采用循环伏安法(CV)和原位椭圆偏振法(SE)研究铅在铜电极上的电沉积行为。 原位椭圆偏振参数Ψ和Δ值的变化率在CV图峰电位处同时出现极值。 通过建立单层膜模型描述“电极-溶液”界面的结构并对椭圆偏振光谱数据进行拟合得到铅沉积层厚度随电位的变化规律。 拟合结果显示,铅在铜电极上的电沉积有3个不同的沉积速率,-0.20～-0.35 V之间沉积速率为0.003 nm/mV,-0.35～-0.48 V之间沉积速率为0.025 nm/mV,-0.48～-0.60 V之间沉积速率为0.116 nm/mV,由此表明铅的电沉积分为3个不同阶段：欠电位沉积阶段、欠电位沉积向本体沉积的过渡阶段和本体沉积阶段。     

利用浮区法在高氧压下生长ZnO晶须

采用浮区法在高温高氧压下生长出大尺寸的ZnO晶须. X射线衍射和拉曼光谱分析结果表明, 生长的ZnO晶须结晶良好, 具有六方结构, 沿(001)方向有明显的择优生长取向. 光致发光光谱测量结果表明, 晶须在室温下有较高的紫外光致发光效率和较低的缺陷, 生长时选择大于0.3 MPa的氧压对提高IUV/Igreen有益.     

Temperature-triggered self-assembly of ZnO: from nanocrystals to nanorods to tablets

ZnO nanocrystals, nanorods, and tablets were prepared at 110, 140, and 180 degrees C in a water-ethanol system. Nanorods (~2 x 40 nm) arranged in serpentine morphologies formed by the oriented coalescence of anhedral ZnO nanocrystals (~3.5 nm diameter), while tabular ZnO grew by [1210] textural attachment of the nanorods. The development of these crystal habits is believed to proceed via a dissolution and growth mechanism mediated by a transient amorphous phase. Materials synthesized at intermediate temperatures (125 and 160 degrees C) possessed microstructures containing mixed crystal forms in the expected orientation relationship. Photoluminescent spectra of the nanocrystals and nanorods showed blue shifts of 0.16 and 0.13 eV with respect to the bulk ZnO band gap (3.26 eV) due to quantum confinement, with the narrow emission peaks typical of particles possessing uniform size and shape. The larger tablets displayed a less energetic emission (3.10 eV) ascribed to exciton-exciton collisions.     

室温下激发强度对ZnO晶须发光的影响

采用浮区法(FZ)在高氧压条件下生长出大尺寸的ZnO单晶晶须.X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)分析结果表明,生长的ZnO单晶晶须为六方结构晶体,沿(100)晶面方向有明显的择优生长取向.研究了0.3 MPa氧压下生长的ZnO晶须的变功率光致发光光谱,结果表明,晶须在室温下有比较高的紫外光致发光效率和较低的缺陷,其紫外发光激发强度的阈值1 kW/cm2.     

Structure-direct assembly of hexagonal pencil-like ZnO group whiskers

Hexagonal ZnO group whiskers synthesized from Zn(NH₃)₄²⁺ precursor at 145°C in a structure-directing template solvent (2.5% v/v alcohol) show strong photoluminescence at 409 and 420 nm. FE-SEM and TEM observation reveals that the ZnO group whiskers consist of uniform pencil-like whiskers with the diameter of around 1.5 μm and the length of up to 6 μm.     

Micro-Raman and photoluminescence study of urchin-like ZnO structure assembled with nanorods synthesized by hydrothermal method

Urchin-like ZnO structures assembled with nanorods have been synthesized by cetyltrimethylammonium bromide-assisted hydrothermal method. The as-obtained products were characterized by powder X-ray diffraction, field-emission scanning electron microscopy for the study of crystal structure and morphology. The ZnO urchin is constructed of well-assembled nanorods of length ~3 μm range and diameter ~20 nm. Micro-Raman study shows characteristic Raman-active mode of hexagonal ZnO at 439 cm⁻¹ and also mode related to defects at ~581 cm⁻¹. The ZnO urchin assembled with nanorods possessed band edge emission at 3.085 eV and defect related visible emission at 2.97, 2.57, and 2.36 eV.     

IRMOF-1衍生介孔ZnO微球催化合成低聚聚碳酸酯二醇

IRMOF-1是一种最经典的IRMOF系列材料,通过直接在空气中不同温度下热处理IRMOF-1得到三种ZnO催化剂,并采用XRD、SEM、BET、CO_2-TPD等分析技术对所得样品的晶体结构、表观形貌、孔结构、表面碱性进行了表征。结果显示,ZnO为球状结构,是一种典型的介孔材料,BET比表面积和孔径分别为49.7~62.2 m2/g和2.18~2.92 nm。研究了ZnO微球在碳酸二苯酯(DPC)与新戊二醇(NPG)酯交换合成低聚碳酸酯二醇(PCDL)反应中的催化性能。结果表明,500℃下得到的ZnO微球在DPC与NPG酯交换反应中表现出良好的催化活性。     

Sol–gel process of ZnO and ZnAl<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>4</Subscript> coated aluminum borate whiskers

Zinc nitrate and citric acid were used to prepare ZnO sol. ZnO and ZnAl₂O₄ coated aluminum borate whiskers were separately prepared by a sol–gel process. The results show that ZnO forms when ZnO xerogel is calcined at 500 °C and it does not undergo any phase transformation in the range of 500 and 1000 °C during calcinations. In ZnO xerogel coated aluminum borate whiskers system, a large amount of heat, gas and pores are produced during the heating process. When ZnO xerogel coated aluminum borate whiskers are calcined at 500 °C, ZnO can be uniformly coated on the surface of the whikers and the coated whiskers can be easily dispersed in distilled water through an ultrasonic vibration apparatus. During the calcination of ZnO coated whiskers at 1000 °C, ZnO reacts with the whiskers and ZnAl₂O₄ forms on the surface of aluminum borate whiskers.     

ZnO/Eu~(3+)发光材料的高温固相合成及其发光性能

采用高温固相法制备了ZnO/Eu3+红色长余辉发光材料.应用正交试验设计法(每个因素取3个水平,选用L9(34)正交试验表),以初始亮度为指标,研究了煅烧温度、Eu3+质量分数、敏化剂Li+质量分数、煅烧时间等4个因素对发光性能的影响;利用X射线衍射仪对合成的ZnO/Eu3+发光材料进行了物相分析,应用荧光分光光度计测定了样品的激发光谱和发射光谱,应用照射计测定了样品的发光特性.结果表明,当各个因素在水平范围内变化时,所制备的样品均具有ZnO晶格结构;荧光粉的主激发峰位于365 nm和458 nm处,主发射峰位于480 nm、570 nm和600 nm~640 nm,对应于Eu3+的4f和5d间的激发和发射.所确定的最佳合成条件为:煅烧温度850℃,w(Eu3+)=4%,w(Li+)=2.5%,煅烧时间3 h.     

均匀沉淀法制备氧化锌纳米棒

采用均匀沉淀法制备了氧化锌纳米棒,用XRD,TEM,PL等检测手段对样品进行了表征.结果表明:所得样品为长约100 nm,宽约30 nm的纤锌矿结构氧化锌纳米棒,颗粒分布均匀.其在可见光区比紫外区的荧光发射显著增强.