聚合物基ZnO纳米线的制备和生长机理研究

采用独特的高分子溶液自组装生长方法, 在经化学镀预处理的基底上利用高分子溶液的网络络合效应制备了ZnO纳米线. 通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM), X射线能谱仪(EDS)等对样品的表面形貌及组成进行了观测表征. 结果显示, 纳米线直径约50 nm, 长度达到了数微米; 产物Zn、O化学计量比接近1∶1. 通过Si基底经化学镀工艺预处理和未经化学镀预处理对ZnO纳米结构、紫外吸收和PL性能影响的分析比较, 发现了化学镀Ni对于纳米线长度和直径尺寸的控制更为有效; 在PL图谱中, 经化学镀预处理的样品在中心波长385 nm出现了由激子碰撞复合所形成的近紫外发光峰. 进一步还分析了在不同的pH值和反应时间下样品的紫外吸收和光致发光性能. 通过以上实验, 讨论并提出了ZnO纳米线的生长机理及过程, 认为纳米线的生长是在化学镀催化剂和高分子双重作用下进行的.     

高分子自组装Mn2O3花瓣状纳米带、纳米线的研究

通过控制热处理工艺条件, 利用Mn(CH3COO)2和具有特殊空间构型的聚乙烯醇(PVA), 在600 ℃合成了类花瓣状Mn2O3纳米带和纳米线结构. SEM, XRD表征分析证明Mn2O3纳米带结构为方铁锰矿晶型结构, 沿(222)方向择优生长. 分析了热处理工艺对一维纳米结构的影响机制. 初步探讨了Mn2O3一维纳米结构的生长机理.     

高分子自组装Mn2O3花瓣状纳米带、纳米线的研究

通过控制热处理工艺条件, 利用Mn(CH3COO)2和具有特殊空间构型的聚乙烯醇(PVA), 在600 ℃合成了类花瓣状Mn2O3纳米带和纳米线结构. SEM, XRD表征分析证明Mn2O3纳米带结构为方铁锰矿晶型结构, 沿(222)方向择优生长. 分析了热处理工艺对一维纳米结构的影响机制. 初步探讨了Mn2O3一维纳米结构的生长机理.     

高分子自组装ZnO纳米带合成过程的研究

ZnO nanobelts were synthesized from zinc acetate (Zn(CH₃COO)₂) and polyvinyl alcohol(PVA) at about 300 ℃, 400 ℃, and 550 ℃. The products were characterized by scanning electron microscope(SEM) and transmission electron microscope(TEM). The ZnO nanobelts were typically 10～30 μm in length and 30～8 000 nm in width. The results show that the ZnO Y-nanobelts were formed owing to dislocation structure. The thermal treatment of 120 ℃ and enough time for growth of the crystal are essential to ZnO nanobelts synthesis.     

生物医用高分子囊泡

高分子囊泡由于其独特的腔-膜-冠结构,在生物医用等领域具有重要应用前景.本专论从自组装新机理/新方法和新的生物医学应用两方面总结和评述了近期生物医用高分子囊泡领域的研究进展.前者包括构建高效包载生物大分子的囊泡的“酸诱导吸附”和“亲和强化吸引”原理、构建完全非对称冠囊泡的“胶束-囊泡转变法”、构建高级囊泡结构的“融合诱导粒子自组装”方法、可宏量制备囊泡的氨基酸环内酸酐开环聚合诱导自组装方法;后者主要介绍“以糖控糖”囊泡、治疗糖尿病溃疡囊泡、抗菌囊泡、抗癌囊泡、靶向治疗骨质疏松症囊泡和护肾血管造影囊泡.最后,对高分子囊泡的未来发展方向进行了展望.     

ZnO自组装薄膜的可控生长及其光催化性能

通过改变工艺参数, 制得了粒径可控的ZnO自组装薄膜. 该薄膜在可见光区域出现了光子带隙. 以染料甲基橙的光催化降解为模型评价了ZnO自组装薄膜的光催化活性. 利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了ZnO的晶体结构和微观形貌. 实验结果表明, ZnO自组装薄膜在太阳光照射下表现出良好的光催化性能, 其光催化活性随着ZnO颗粒粒径的减小而提高. ZnO自组装薄膜光催化降解甲基橙的反应符合一级反应动力学规律.     

氧化铝纳米线的制备及其形成机理

采用二次铝阳极氧化技术, 制备高度有序的铝阳极氧化膜(AAO模板). 经X射线衍射(XRD)分析, 模板为无定形结构. 将模板放入腐蚀液中, 可获得大量无定形结构的氧化铝纳米线. 模板在800 ℃下退火4 h后, 变为γ-Al2O3结构, 采用类似腐蚀液溶解模板, 得到大量γ-Al₂O₃纳米线. 研究了腐蚀液种类、腐蚀时间和模板晶体结构等因素对生成氧化铝纳米线的影响, 并利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和XRD对纳米线的形貌与结构进行了表征. 结果表明, 在多种腐蚀液中, 均可获得氧化铝纳米线; 随着腐蚀时间的增加, 纳米线的长度增加, 直径变小, 长径比增大; 氧化铝纳米线的晶体结构与所采用模板的晶体结构一致. 此外, 还采用原子力显微镜(AFM)和SEM对AAO膜的表面形貌及其结构特点进行了详细的观测, 并以此为基础讨论了氧化铝纳米线的形成机理, 认为AAO模板本身存在的花状微结构是形成纳米线的内因, 花瓣间的凹陷部位首先被腐蚀断裂, 形成氧化铝纳米线.     

硅衬底上聚丙烯酰胺/氧化锌纳米线薄膜蓝色发光二极管

采用高分子络合软模板法利用高分子络合和低温氧化烧结反应,在硅衬底上自组装生长出顶面平滑具有六角柱形结构的ZnO纳米线,并基于此聚丙烯酰胺/ZnO纳米线体系构筑了聚合物基ZnO纳米线发光二极管器件,在相对低的阈值电压下实现了常温常压下电场驱动的蓝色发射光,并且其发光颜色可由其应用的激励电压方便地调控.几乎垂直排列的ZnO纳米线/高分子薄膜在器件中被作为发射层.该方法使用聚合物作为LED器件的粘结剂和发光层的分散介质,稳定了硅衬底上埋置在聚合物薄膜中的ZnO纳米线准阵列并对ZnO纳米晶的表面起钝化作用,防止发光猝灭.结果表明,新技术是一种低成本制备ZnO基紫外/蓝色发光材料的工艺,并且减少了以往工艺中要求ZnO薄膜p型掺杂的麻烦.     

光化学法合成银纳米线及其形成机理的研究

结合晶种法和光化学还原法,在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的诱导下成功地制备出直径为50～120nm,长度约为50μm的银纳米线以及银的树枝状纳米结构．实验表明各种反应条件如聚乙烯吡咯烷酮和硝酸银的摩尔比、晶种的加入量及反应时间等对纳米产物的形貌有影响．根据实验结果提出了一种新的银纳米线的形成机理．     

氧化锌纳米线自组装定向生长动力学研究

研究了以极性高分子(如聚丙烯酰胺)长分子链作为自组装网络, 利用高分子软模板控制ZnO纳米点成核和ZnO纳米线定向生长, 从而使ZnO纳米线在半导体硅衬底上自组装生长的过程; 采用差示扫描量热法(DSC)测试了高分子络合-烧结法制备ZnO纳米线的结晶曲线, 对其结晶动力学进行了研究, 推导出结晶动力学方程为: 1－X_t＝exp(－7.475×10^－2t^1.9); 并利用热重(TG)测试结果, 通过热分解反应, 导出了反应动力学方程: dα/dT＝(3.76×10²³/Φ)e^－21340.8/T(1－α) ^2.8, 从而得到了化学反应速度随时间、浓度和温度变化的关系, 并用结果解释了实验现象.     

硫化锌与硫化锌/氧化锌异质结纳米线的化学气相沉积法制备与表征

介绍一种利用石墨还原快速制备大量硫化锌纳米线的方法,并分别合成了超晶格型、双轴型、核/壳型的硫化锌/氧化锌异质结纳米线。所合成的硫化锌纳米线存在六方纤锌矿和立方闪锌矿两种晶型,纳米线长度达几十微米,直径在20-50 nm,直径均匀且产量很高。在具有双轴型的硫化锌/氧化锌异质结中,首次发现具有超结构特征的氧化锌。HRTEM分析表明,硫化锌/氧化锌超晶格异质结界面为ZB-ZnS(111)∥ZnO(0001),而核/壳型异质结界面为W-ZnS(0001)∥ZnO(0001),这三个晶面分别为各自晶体的极性面,即所合成的硫化锌/氧化锌异质结中极性面相互平行。对ZnS 和ZnS/ZnO 异质结的生长机制进行了探讨,并对硫化锌纳米线与硫化锌/氧化锌异质结的光学性质进行了分析。     

介电力显微镜探测氧化锌纳米线表面吸附分子对电导率的影响

利用场效应晶体管器件和介电力显微镜来研究氧化锌纳米线表面吸附分子对其电导率的影响. 相比于空气中,ZnO纳米线场效应晶体管器件在氮气中电导率更高,介电力显微镜得的介电信号也是在氮气中更大. 影响ZnO纳米线电导率变化的主要原因是表面吸附分子数量的变化,而并不是电极与材料之间接触性质的变化.     

Sn掺杂ZnO纳米针的结构及其生长机制(英文)

利用包括磁控溅射和热氧化的两步法在Si(111)衬底上制备了Sn掺杂ZnO纳米针.首先用磁控溅射法在Si(111)衬底上制备Sn:Zn薄膜,然后在650℃的Ar气氛中对薄膜进行热氧化,制备出Sn掺杂ZnO纳米针.样品的结构、成分和光学性质采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量散射X射线(EDX)谱和光致发光(PL)光谱等技术手段进行分析.结果表明,制备的样品为具有六方纤锌矿结构的单晶Sn掺杂ZnO纳米针,Sn掺杂量为2.5%(x,原子比),底部和头部直径分别为200-500 nm和40 nm,长度为1-3μm,结晶质量较高.室温光致发光光谱显示紫外发光峰比纯ZnO的发光峰稍有蓝移,这可归因于能谱分析中探测到的Sn的影响.基于本实验的实际条件,简单探讨了Sn掺杂ZnO纳米针的生长机制.     

Spatial determination of gold catalyst residue used in the production of ZnO nanowires by SIMS depth profiling analysis

In this paper we demonstrate how secondary ion mass spectrometry (SIMS) can be applied to ZnO nanowire structures for gold catalyst residue determination. Gold plays a significant role in determining the structural properties of such nanowires, with the location of the gold after growth being a strong indicator of the growth mechanism. For the material investigated here, we find that the gold remains at the substrate–nanowire interface. This was not anticipated as the usual growth mechanism associated with catalyst growth is of a vapour–liquid–solid (VLS) type. The results presented here favour a vapour–solid (VS) growth mechanism instead. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

ZnO纳米棒阵列基-芴类共轭聚合物膜的制备及对TNT的检测评价

将共轭芴类荧光聚合物涂覆在纳米Zn O棒阵列上,制成荧光传感膜检测痕量TNT。通过水热法生长的Zn O纳米棒阵列具有较好的取向性,作为衬底可有效增大荧光膜荧光强度,同时,Zn O纳米棒阵列的高比表面积可提高膜对TNT气体的响应效率,使20s内的荧光猝灭率可达72%。