晶种法制备高长径比纳米银线的研究

利用AgNO3和NaCl反应生成的AgCl颗粒作为晶种合成纳米银线.详细研究了纳米银线在溶液中的生长过程,探讨了AgCl晶种与银源AgNO3物质的量的比和反应时间对纳米银线形貌的影响.通过SEM、TEM、XRD、紫外可见光光谱等测试方法,对纳米银线的生长过程和不同条件下制备的纳米银线的微观形貌和晶体结构进行表征.实验表明,纳米银线是在AgCl颗粒表面上定向生长,AgCl与AgNO3物质的量的比和反应时间影响纳米银线的长度和直径大小.当AgCl与AgNO3的物质的量比为1:5,反应时间4 min时,制备的纳米银线平均直径52 nm,长径比超过了1000.     

PVP的混合分子量体系对AgNWs生长包覆的影响研究

近年来,AgNWs(Ag Nanowires)透明电极由于良好的导电性、优秀的韧性,作为氧化铟锡(ITO)的替代材料受到了广泛的关注,可以用于多种电子设备,如触摸屏、有机太阳能电池和显示器等.但是,在近年的透明电极应用中,低长径比所带来的雾度过高、导电性较差的缺陷使AgNWs不能广泛地推广,所以提高长径比是迫在眉睫的.本文采用一步多元醇法制备AgNWs,探究不同分子量的混合PVP体系参与反应对包覆效果及生长过程的影响.研究结果表明,与单一分子量PVP体系相比,PVP混合体系在生长过程中的再次形核点减少,AgNWs的长径比更高;分子量为1 300 000与分子量为58 000的PVP按2∶1的比例混合,AgNWs宽度最小,长径比最高可达到1 200以上.     

纳米硅增强纳米纤维薄膜的制备与研究

利用纳米硅粉和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的乙醇混合溶液,通过静电纺丝和碳化制备了Si/C纳米纤维薄膜.通过XRD、SEM、XPS、拉伸测试和TG法对样品进行表征.结果表明,纤维直径、薄膜表面元素含量、碳化薄膜强度可以通过控制Si与PVP含量而调节;当Si与PVP的质量比为0.2时,碳化薄膜拉伸强度最高其值为(6.1±0.3)MPa,继续增加硅的含量其薄膜强度明显降低.     

PVP对碳热还原氮化法制备TiN薄膜的影响

采用四氯化钛的无水乙醇溶液为钛源,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为成膜助剂及还原助剂,利用碳热还原氮化技术,在N2气氛下经1300℃进行还原氮化5h制备出TiN薄膜.采用XRD和SEM研究了PVP分子量及其用量对TiN薄膜微观结构的影响.结果发现,随着PVP分子量增大,薄膜中TiN晶体沿(111)面择优生长趋势减小,PVP分子量为1300000时薄膜中TiN晶粒尺寸较大,晶界减少.当PVP用量由钛/碳摩尔比为1∶10增加到1∶12时,TiN薄膜裂纹减少,而增至1∶14时,TiN薄膜中气孔增多.TiN薄膜的生长过程为:TiN颗粒状晶核逐渐生长成棒状,然后继续生长形成片状三角形或六边形,最后呈现出三角锥或六棱台形.     

晶形控制剂对α半水石膏结晶形态的调控研究

实验以石灰中和后的磷石膏为原料,分别以顺丁烯二酸、氨三乙酸、丁二酸为晶形控制剂,采用“半液相法”制备α半水石膏.利用XRD、SEM、XRF及EDS分别对原料及α半水石膏的物相组成、结晶形貌、成分含量等特征进行表征.结果表明:晶形控制剂在改善α半水石膏晶体形貌的同时并没有改变晶体的物相组成,可以有效抑制晶体一维方向的生长,生成短柱状的α半水石膏晶体.其中顺丁烯二酸用量在0.1;,制备的α半水石膏结晶形态最好,长径比接近1∶1,转化率可达到98;.抗压强度可达45.3 MPa.     

反向微乳液法合成ZnO纳米棒及其生长机理研究

采用对比实验法,利用表面活性剂CTAB、正己烷、异丙醇和Zn2水溶液组成的反向微乳液体系制备了ZnO纳米棒,探讨了组成及工艺因素对纳米棒形貌影响,采用XRD和SEM分析技术对实验产物物相结构及形貌进行了表征.结果表明,通过调控Zn2+水溶液的浓度、水相含量与表面活性剂加入量的物质的量比(W)能更有效的控制ZnO纳米棒的长径比.     

纳米纤维结构对石墨/纳米碳纤维复合材料电化学性能的影响

为了实现石墨/纳米碳纤维复合材料用作锂离子电池负极材料的商业化应用,本实验采用了化学气相沉积在石墨颗粒表面原位生长纳米碳纤维包覆的方法制备了石墨/纳米碳纤维复合材料,利用拉曼、扫描电镜以及高分辨透射电镜等手段对纳米碳纤维包覆层中纤维的形貌与微观结构进行研究.研究结果表明:550℃下生长的板式结构的纤维嵌锂容量要高于600℃生长的无序结构和650℃生长的管状结构纤维;纳米碳纤维优良的导电性能能够复合材料的倍率性能;此外,复合材料中纤维比例在5;左右时,循环稳定性好,首次循环库伦效率也较高.     

PVP掺杂对PEDOT∶PSS忆阻器学习行为的影响

采用旋涂法制备了Ag/PEDOT∶ PSS∶ PVP/Ta忆阻器,发现器件能实现电导的连续变化,并且测试了器件的电学基本性能,包括:模拟短时程可塑性(STP)转化长时程可塑性(LTP)与脉冲频率依赖可塑性(SRDP).测试结果表明:由于PVP掺杂降低了有机层电导,使得掺杂PVP忆阻器具有更大的正向电导变化范围,且大大提高了记忆曲线的弛豫时间常数.该器件具有较大的电导变化范围,易于外部电路的识别,且具有很好的一致性,可以用于大规模神经态电路中.     

基于响应面法的半水硫酸钙晶须制备工艺优化

本研究以氯化钙、硫酸为主要原料,采用常压酸化法制备半水硫酸钙晶须.以长径比、长度为主要指标,在单因素实验的基础上,运用响应面法中的Box-Behnken design对反应温度、硫酸浓度、反应时间、搅拌速度进行优化,建立半水硫酸钙晶须制备工艺的数学模型,研究制备的最优工艺条件.结果表明,制备半水硫酸钙晶须的最优工艺条件为:反应温度103℃、硫酸浓度7.4;、反应时间60 min、搅拌速度288 r·min-,得到的晶须样品形貌规整、均一,平均长径比为82.2,φ90为53.3,平均长度为562 μm.     

PVP辅助水热合成GdF3∶ Eu3+纳米晶及发光性质研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,采用水热法制备了GdF3∶Eu3+纳米晶.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和荧光光谱对样品进行了表征.XRD研究结果表明:制备的样品为正交结构的GdF3纳米晶.PVP的使用有利于减小晶粒尺寸和提高颗粒的均匀性.发射光谱研究结果表明:位于594 nm处的主发射峰来自于Eu3+的5 D0→7F1磁偶极跃迁.5D0→7F1与5 D0→7 F2跃迁发射强度比值表明:以PVP为表面活性剂制备的样品中Eu3+的局域对称性相对下降.激发光谱研究结果表明:Gd3+与Eu3+之间有较好的能量传递.纳米晶表面的PVP可能与稀土离子之间形成配位键.     

超细长银纳米线的制备及其导电薄膜性能优化

以硝酸银为银源、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为形貌导向剂、硫酸铁为诱导剂、葡萄糖为还原剂,采用高效便捷的水热法制备银纳米线(AgNWs),通过调控PVP用量和热处理时间致使其长径比大于1000;将异丙醇与乙醇按照一定比例混合,配制出分散性良好的AgNWs墨水,并采用变速旋涂法在玻璃衬底上制备透明导电薄膜;通过低温低压烧结和聚乙烯醇(PVA)固化处理优化薄膜的光学及导电性能,制得方块电阻为(19±2)Ω·sq-1、透过率大于86;透明导电薄膜.     

硅纳米线的制备及应用研究进展

介绍了硅纳米线在制备技术方面的最新进展,综述了硅纳米线两种不同的生长模式("自上而下"和"自下而上"),以及在两种生长模式下硅纳米线的制备方法,即化学气相沉积、分子束外延、激光烧蚀、氧化物辅助生长、溶液法、电子束光刻、纳米压印光刻和金属辅助化学刻蚀等,并对各种方法的优缺点进行了仔细叙述,总结了硅纳米线的两种典型生长方向(平面和垂直)的研究现状.最后阐述了近年来硅纳米线在电子器件、传感器件和太阳能电池的应用情况,并展望其发展趋势,为科研人员进一步开拓硅纳米线研究提供一定参考.     

利用离子交换法制备银沉积二氧化钛纳米结构及其光催化性能的研究

通过将水热法制备的钛酸盐纳米管,质子化得到氢基钛酸盐纳米管(H-TNTs)后,利用离子交换法,在碱性条件下,制备出银沉积二氧化钛纳米结构(Ag@TiO2).采用XRD、TEM、XPS、DRS等手段对不同工艺下制备的Ag@TiO2的形貌、结构、组成和光学性能进行了表征,并以甲基橙为目标降解物,研究了其光催化活性.研究发现,利用离子交换的方法,可以将银以单质银的形式均匀沉积在二氧化钛纳米结构中,随着煅烧温度的升高,Ag@TiO2光催化剂的形貌由管状结构转变成棒状结构,在长度不断减小的同时,直径不断增大,同时结晶度逐步提高.550℃煅烧的Ag@TiO2的光催化活性最好,以其为光催化剂,60 mL 20 mg·L-的甲基橙在1.5h时降解完全.     

硅基AAO模板内电化学沉积ZnO纳米线及其光电性能研究

本文利用二次阳极氧化法在p型低阻〈100〉晶向的硅衬底上制备了AAO/Si,以硅基AAO为辅助模板,采用电化学沉积的方法以Zn(NO3).6H2O和HMT(C6H12N4)为原料,在80℃的水浴槽中制备了ZnO纳米线结构。采用SEM,XRD和拉曼光谱等手段对ZnO/AAO/Si复合结构进行表征。SEM图表明ZnO纳米线已成功组装到AAO/Si模板里,直径约45 nm,长度约为600 nm。XRD和拉曼光谱表明ZnO具有六角纤锌矿多晶结构。光致发光(PL)谱图表明ZnO/AAO/Si复合结构在565 nm附近有较宽黄绿发射峰,在395 nm附近有微弱的紫外发射峰。场发射测试结果表明,ZnO纳米线的场增强因子的β值为2490,场增强因子很高,具有广泛的应用前景。     

硅纳米线的制备及其光学性能的研究

通过金属催化化学刻蚀的方法中的两步法制备出了具有阵列结构的硅纳米线,研究了不同刻蚀条件对硅纳米线形貌的影响,分析了形成不同形貌的原因.测定了不同条件下制备的硅纳米线的光吸收性能,总结了影响光吸收性能的因素和原因,根据硅纳米线的光吸收图求出了硅纳米线的禁带宽度,说明了硅纳米线已经具备不同于硅片的性能.     

在硅衬底上制备Si纳米线及其表征

采用以硅衬底为硅源的简单方法,在蘸有一层催化剂(0.05 M FeCl2·6H2O)薄膜的硅基片上直接制备了大量的单晶Si纳米线.用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)分别观察了硅纳米线的形貌及单根Si纳米线的显微结构.试验结果表明:随着温度的升高,纳米线的直径增大;催化剂是Si纳米线生成的重要因素,没有沉积催化剂的硅基片上不会有硅纳米线的生成,且该硅纳米线的生长机理为典型的气-液-固模式.     

纤蛇纹石制备硅纳米线的研究

以天然矿物纤蛇纹石制备的氧化硅纳米线为氧化剂和模板,镁粉为还原剂,采用镁热还原法制备了系列硅纳米线.利用热分析仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其进行表征.结果表明:温度对反应产物硅的结构和形貌有显著影响,随着温度的上升,样品的结晶度先减小后增大;在温度650℃条件下硅“继承”了氧化硅纳米线的微观结构,而随着温度升高至700℃纳米线的结构出现坍塌,形成硅纳米颗粒.     

用电沉积法在氧化铝模板中制备氧化锌纳米线的研究

利用直流电沉积法在阳极氧化铝模板的有序孔洞中生长了氧化锌纳米线,首次在氧气氛围中将锌氧化成氧化锌.用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)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高致密、均一连续的锌纳米线.在氧气氛围中,800 ℃下氧化2 h,氧化铝中的锌纳米线己全部氧化成氧化锌纳米线.光致发光光谱表明,氧化锌纳米线在496 nm处有较强蓝绿光发射.