一步法合成ZnO/BiVO4复合光催化剂及其光催化性能研究

以硝酸锌、硝酸铋、偏钒酸铵等为主要原料,采用水热法一步合成ZnO/BiVO4复合光催化剂,研究了ZnO复合量对合成产物性能的影响,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计等分析测试手段对样品的组成、形貌和光吸收特性进行表征.以亚甲蓝的脱色降解为模式反应,考察了样品的光催化性能.结果表明:ZnO的复合对产物的组成和形貌影响显著,与纯BiVO4相比,ZnO/BiVO4复合光催化剂的光催化性能有所提高.当ZnO的复合量为5;(质量百分比,下同)时,产物的光催化性能最佳,在高压汞灯照射240 min条件下,对亚甲蓝的降解率达87.4;,而同条件下纯BiVO4对亚甲蓝的降解率为82.2;.     

三聚磷酸钠辅助水热合成制备氧化锌纳米片

以三聚磷酸钠为表面活性剂,采用水热合成法制备了氧化锌纳米片。采用场发射扫描电镜,透射电镜,紫外可见分光光度计和荧光光谱仪对氧化锌纳米片的显微结构和光学性能进行了表征,并对氧化锌纳米片的形成机理进行了探讨。结果表明：在220 ℃水热反应28 h可得到尺寸大约为600 nm × 500 nm × 50 nm(长×宽×高)结晶良好的六角形氧化锌纳米片,氧化锌纳米片对可见光的反射率超过90%,对紫外光的反射率小于20%,在395 nm附近均存在较强的紫外发射峰。氧化锌纳米片的形成是由于氧化锌晶体的正极面{001}晶面上显露的OH^-悬健部分被具有负电性的磷酸根取代,这种取代的发生,阻碍了溶液中的生长基元Zn(OH)₄^2-在该晶面上叠合,使得本应生长最快的(001)晶面生长受限,所以得到了片状的纳米氧化锌。     

点燃温度对ZnO超细粉体微观形貌和光催化性能的影响

以蔗糖为燃料、硝酸锌为氧化剂/锌源,采用溶液燃烧法合成ZnO超细粉体。采用XRD、SEM、比表面分析仪和分光光度计等检测设备,研究了点燃温度对合成ZnO粉体的物相组成、微观形貌、比表面积和光催化等性能影响,探讨了合成ZnO粉体对甲基橙光催化的作用机理。结果表明:在点燃温度400～700℃,均可合成棒状的ZnO超细粉体、平均径向尺寸小于150 nm;合成ZnO粉体均具有较高光催化性能,并且在点燃温度为500℃时,合成的ZnO粉体具有最大的比表面积(24.83 m2/g)和最佳的光催化性能,在高压汞灯照射60 min条件下,对甲基橙溶液(10 mg/L)的降解率可达98.2%,且反应符合一级动力学规律。     

阳极氧化法制备TiO2纳米管及其电池性能研究

采用阳极氧化法制备TiO2纳米管,并将所制备的TiO2纳米管用作染料敏化太阳能电池光阳极.研究了氧化时间,电解质浓度,水含量和表面处理对纳米管及电池性能的影响.结果表明:随氧化时间的增加,纳米管的长度和直径增加.氧化时间为7h时,纳米管的长度和直径分别为550 nm和40nm,当氧化时间为50h,纳米管的长度和直径分别为2.41μm和70肿.电解质NH4F浓度从0.25wt;,0.5wt;增加到1wt;时,纳米管的长度先增后降,直径基本不变,当NH4F浓度为1wt;时,其长度为1.50μm,直径50nm左右,并且纳米管表面部分被腐蚀.水含量为0时纳米管长度1.60μm,直径25nm;当含水1;时纳米管长度1.90 μm,直径50nm;但水含量增加到3;时,其长度却降至973 nm,直径50nm.用长和直径分别为2.60μm和70nm纳米管制备成染料敏化太阳能电池,其光电转化效率为2.45;.     

垂直导电衬底的ZnO纳米片的制备及其染料敏化太阳电池的性能

介绍了二水乙酸锌/甲醇体系和硝酸锌/尿素体系制备垂直导电衬底的多孔ZnO纳米片、相应染料敏化太阳电池的性能以及制备垂直导电衬底ZnO纳米片体系的发展和现状.硝酸锌/尿素体系更易得到垂直导电衬底的多孔ZnO纳米片,而采用二水乙酸锌/甲醇体系,既可得到垂直导电衬底的多孔ZnO纳米片,也可得到由纳米片组成的多级结构微球.当前,硝酸锌/尿素体系制备的垂直导电衬底的ZnO纳米片的电池最高光电转换效率已达6.06;.     

衬底温度对硼掺杂ZnO薄膜微观结构及其光电特性的影响

采用射频磁控溅射技术,改变玻璃衬底温度制备B掺杂ZnO薄膜,薄膜的微结构及其光电性能分别用X-射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、四探针测试仪及粗糙度测试仪进行表征.结果表明:ZnO∶B薄膜样品表面平整,具有六角纤锌矿结构并呈C轴择优取向.所有薄膜样品在420 ～ 900 nm区间内的平均透光率大于91;.随着温度的增加,电阻率先减小后增大,但晶粒尺寸一直变大.衬底温度为100℃时电阻率可低至1.14×10-3Ω·cm,所有样品禁带宽度相对于本征ZnO蓝移.     

杂化钙钛矿(NH3C6H12NH3)CuCl4的制备与表征

采用低温溶液法合成了含有二铵阳离子结构的新型二维层状结构的有机/无机杂化钙钛矿材料（NH₃C₆H₁₂NH₃） CuCl₄。采用元素分析、红外光谱、X射线衍射和紫外-可见光吸收光谱等手段对其结构与性能进行了表征。结果表明该材料的紫外-可见吸收光谱吸收峰位于285 nm和387 nm,层间距为1.18 nm。二铵阳离子的引入,使有机层⁺NH₃C₆H₁₂NH₃+与2个相邻的无机框架CuCl₄^2-分别通过较强的氢键结合在一起,排列更为规整,热稳定性更高。与单铵阳离子结构的杂化钙钛矿材料相比,由于不存在两层有机分子层间较弱的范德华力,（NH₃C₆H₁₂NH₃） CuCl₄材料的电阻率为1.36×10⁵ Ω·cm,比单胺结构的杂化钙钛矿材料的电阻率低3个数量级。     

ZnO/g-C3N4复合光催化剂制备及其光催化性能研究

以硝酸锌、三聚氰胺为原料,采用热解法合成ZnO掺杂g-C3N4复合光催化剂.利用XRD、SEM、UV-Vis等对合成产物的组成、形貌及光吸收性能进行了表征.研究了热解温度及ZnO的掺杂量对合成产物性能的影响,并以亚甲蓝溶液为模拟污染物,对合成ZnO/g-C3N4进行光催化性能评价.结果表明:ZnO掺杂有利于提高ZnO/g-C3N4复合材料的光催化性能,当热解温度为650℃、保温时间为60 min、ZnO的掺杂量为2.5wt;时,合成的ZnO/g-C3N4光催化性能最佳,在高压汞灯照射240 min时,对亚甲蓝溶液的降解率为84.1;,比同条件下单一g-C3N4光催化性能提高26.2;.     

杂化钙钛矿(NH_3C_6H_(12)NH_3)CuCl_4的制备与表征

采用低温溶液法合成了含有二铵阳离子结构的新型二维层状结构的有机/无机杂化钙钛矿材料(NH_3C_6H_(12)NH_3)CuCl_4。采用元素分析、红外光谱、X射线衍射和紫外-可见光吸收光谱等手段对其结构与性能进行了表征。结果表明该材料的紫外-可见吸收光谱吸收峰位于285 nm和387 nm,层间距为1.18 nm。二铵阳离子的引入,使有机层~+NH_3C_6H_(12)NH_3~+与2个相邻的无机框架Cu Cl42-分别通过较强的氢键结合在一起,排列更为规整,热稳定性更高。与单铵阳离子结构的杂化钙钛矿材料相比,由于不存在两层有机分子层间较弱的范德华力,(NH_3C_6H_(12)NH_3)CuCl_4材料的电阻率为1.36×105Ω·cm,比单胺结构的杂化钙钛矿材料的电阻率低3个数量级。     

水热合成法制备纳米氧化锌粉

采用水热法合成了氧化锌纳米棒,研究了不同合成条件对ZnO纳米晶的影响.采用碱式碳酸锌作为前驱体,水为水热介质,可获得氧化锌纳米棒,水热时间的延长和水热温度的提高都使氧化锌纳米棒的长径比减小,其紫外发射光和近红外发射强度增大.当在体系中加入聚乙二醇时,可获得片状氧化锌结晶.当以0.5 mol/L的碳酸钠水溶液为水热介质,可得到长径比超过20,直径为500 nm左右分散均匀的纳米氧化锌棒.以氢氧化锌为前驱体,也能得到氧化锌纳米棒,其长径比为15左右.