ZnWO4纳米晶光催化剂的制备及表征

以Na2WO4·2H2O和Zn(NO3)2·6H2O为原料,采用水热法制备出ZnWO4纳米晶催化剂.以曙红B为目标降解物,研究了ZnWO4催化剂的光催化性能,探讨了水热温度、水热时间和水热溶液pH值对ZnWO4催化剂的结晶形态及光催化活性的影响规律,结果表明:在酸性条件下制备的ZnWO4为片状结构,链状分布,而在碱性条件下为棒状结构.在180 ℃,24 h的制备条件下,ZnWO4催化剂显示出最高的光催化活性.水热溶液pH=5和pH=8时制得的催化剂在2 h内对5 mg/L的曙红B溶液的脱色率分别达到86;和95;.制备过程中溶液的pH值,催化剂的晶态和比表面积是影响催化剂活性的重要因素.     

Ce/TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能的研究

采用电化学阳极氧化法在钛表面制备TiO2纳米管阵列,并用稀土铈对其修饰改性.以甲基橙为目标降解物,考察了Ce3+溶液浓度、甲基橙溶液的初始浓度和初始pH对铈改性的TiO2纳米管光催化活性的影响.结果表明:Ce3+溶液的浓度存在一个最佳值,当Ce3+溶液浓度为0.01 mol/L,在10 mg/L,pH =3的甲基橙溶液中光催化活性最好.光照4h后,甲基橙的降解率达83％.     

可控形貌纳米氧化锌的制备及光学性能研究

以氯化锌为原料,以不同有机胺(乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺)作为碱源,在160℃下合成出了不同形貌的纳米氧化锌.采用XRD、SEN、IR等对产物的结构和形貌进行了表征,研究了不同有机胺对纳米氧化锌形貌及发光性能的影响.结果表明:所制备的试样均为结晶良好的六方纤锌矿结构.乙胺和乙二胺在浓度为0.3 mol/L时,制备的氧化锌为棒状;二乙胺和三乙胺的浓度为0.3 mol/L时,制备的氧化锌为颗粒状.纳米氧化锌在424 nm和474 nm波长处呈现出蓝光发光峰,在525 nm波长处呈现出绿光发光峰.且在纳米尺度附近棒状氧化锌的发光强度要强于颗粒状的,当氧化锌的长度增加到微米范围时,发光强度反而降低.     

氨配合法控制合成片状纳米氧化锌

以次氧化锌为原料,采用氨配合法制备片状纳米氧化锌.制备过程包括氨浸、净化、脱氨、煅烧等工序.重点研究了添加剂用量、反应温度、空气流量、锌氨络合溶液浓度对片状纳米氧化锌前驱体形貌的影响,以及煅烧温度和煅烧时间对片状纳米氧化锌产品影响.利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)对产品进行表征.结果表明:在添加剂的加入量为0.5;(质量分数)、反应温度为90 ℃、空气流量为7 L· min-1、锌氨络合溶液浓度为1.13 mol· L-1,煅烧温度为350 ℃,煅烧时间为6 h条件下,制备的产品为片状纳米氧化锌,片层厚度在10 nm左右,产品纯度达99.13;.     

NiFe2O4磁性纳米颗粒的制备及其催化降解孔雀石绿的研究

以溶胶-凝胶法和固相研磨法制备NiFe2O4磁性纳米颗粒,采用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、震动样品磁强计等探讨了不同合成方法对其结构、晶型、形貌的影响,结果表明凝胶-溶胶法制得的NiFe2O4具有颗粒小、尺寸均匀、磁学性能优、催化性能好等特点.推测了NiFe2O4/H2O2类芬顿体系催化降解孔雀石绿的反应机理.考察了pH值、催化剂用量、氧化剂用量、反应时间等因素的影响,结果表明:对浓度为25 mg/L的孔雀石绿溶液,当NiFe2O4用量为0.05 g,H2O2用量为0.30 mL,pH为5,温度为298 K,反应时间为45 min,孔雀石绿脱色率在93;以上.动力学研究表明降解过程近似为一级反应,速率常数达0.057 min-1.     

ZnFe2O4的制备及光催化性能研究

以乙二醇作为溶剂,采用溶剂热法制备ZnFe2O4,进一步通过控制煅烧温度获得具有不同晶粒尺寸的ZnFe2O4晶体.XRD和SEM分析表明,ZnFe2O4是由纳米尺寸的微晶构成的球状颗粒,粒径约200 nm,属于正尖晶石结构.UV-vis测定表明ZnFe2O4在紫外及可见光范围均有吸收,禁带宽度为1.60 ～2.18 eV,制备的温度条件对禁带能隙产生一定的影响.进一步以亚甲基蓝染料为研究对象考察了不同温度条件下制备的ZnFe2O4光催化活性,实验结果表明500℃煅烧的ZnFe2O4具有较高的染料降解率,当染料初始浓度10 mg/L,初始pH为11,催化剂用量为0.04 g/L,300 W汞灯照射2h,亚甲基蓝的降解率可达到96.8;,降解反应符合一级动力学.由于制备的ZnFe2O4具有磁性,重复使用三次亚甲基蓝的降解率仍可达到83.3;.     

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.     

介孔氧化锌的微乳液法制备及表征

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/苯乙烯/硝酸锌溶液/过硫酸钾组成的聚苯乙烯微乳液为模板,提出一种制备介孔氧化锌的简易方法,研究了煅烧温度对介孔氧化锌结构特性的影响,提出了介孔形成的可能机制.结果表明:煅烧温度较高时,所得介孔氧化锌的孔径较大,比表面积较小;当煅烧温度为 500℃时,所得纳米氧化锌的比表面积为 11.013 m2·g-1,孔容为0.135 cm3·g-1,介孔分布在40.2 nm左右.此外,光催化降解亚甲基蓝的实验表明所制备的介孔 ZnO 具有较高的光催化性能.     

不同形貌的纳米氧化锌粉的光学性能研究

本文采用水热和溶剂热法制备了粒状、棒状、片状、管状纳米氧化锌粉体,并对四种不同形貌的氧化锌粉的光学性能进行了对比研究.结果表明:氧化锌纳米粒,纳米片和纳米管在200~400 nm区域的反射率均低于8;,而氧化锌纳米棒在200~400 nm区域的反射率大约为18;.氧化锌纳米管对甲基橙的光催化降解效果最好,在距离30 cm 的30 W紫外灯条件下进行照射,8 h完全降解,而氧化锌纳米棒对甲基橙的光催化降解效果最差,在相同的实验条件下,氧化锌纳米棒的降解率仅为70;.     

均匀沉淀水热法微/纳米Sm2O3的合成与表征

以尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀水热法,合成了微/纳米Sm2 O3及其前驱体.利用XRD、TG-DTA和扫描电子显微镜(SEM)等表征手段对产物进行测试与分析,确定前驱体的焙烧温度为800℃.考察了反应温度和硝酸钐浓度对微/纳米Sm2O3形貌、尺寸的影响,探讨了Sm2O3及其前驱体的形成过程,提出了不同形貌微/纳米Sm2O3可能的形成机理.结果表明,当反应温度分别为100℃、140℃和170℃时,微/纳米Sm2O3的形貌依次由球状变为树枝状再变为双扇状;当硝酸钐的浓度分别为0.4 mol/L、0.6 mol/L和0.8 mol/L时,球状微/纳米Sm2O3的尺寸依次为1.49 ～3.18 μm、1.32～2.59 μm和0.69～1.41 μm,且随硝酸钐的浓度的增大而减小.     

金刚石表面化学镀铜的研究

为了改善金刚石与金属基体的润湿性,利用化学镀的方法在金刚石粉体表面成功的进行了镀铜,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段研究了pH值及添加剂对镀层的组织、形貌及镀速的影响.结果表明:当镀液的pH值低于10.5时,镀速几乎为零,没有反应发生;pH值在10.5～12.5时,镀速随pH值的增大而增大,XRD图谱中开始有铜的衍射峰出现,且衍射峰随pH值的增大而增强;pH值大于12.5时,镀速开始随pH值增大而下降,衍射峰开始随pH值增大而减弱.当pH值为11时,金刚石基体有裸漏现象,镀层较薄;pH值为12时,镀层表面较为致密、结合较好、有一定厚度且包覆严实;pH值为13时,镀层开始变得粗糙,有卷边、起皮及脱落现象.当向镀液中分别添加适量的亚铁氰化钾及二联吡啶时,能够提高镀液的稳定性,两种添加剂对铜的化学沉积都有阻化作用,降低铜的沉积速率,使镀层光亮致密.     

Si基外延GaN中缺陷的腐蚀研究

本文采用KOH:H2O=3:20～1:25(质量比)的KOH溶液,对Si基外延GaN进行湿法腐蚀.腐蚀后用扫描电子显微镜(SEM)观察,GaN面出现了六角腐蚀坑,它是外延层中的位错露头,密度约108/cm2.腐蚀坑的密度随腐蚀时间延长而增加,说明GaN外延生长过程中位错密度是逐渐降低的,部分位错因相互作用而终止于GaN体内.观察缺陷腐蚀形貌还发现,接近裂纹处腐蚀坑的密度要高于远离裂纹处腐蚀坑的密度,围绕裂纹有许多由裂纹引起的位错.腐蚀坑的密度可以很好地反映GaN晶体的质量.晶体质量较差的GaN片,腐蚀后其六角腐蚀坑的密度高.     

微球谐振腔光上转换的研究

利用光的上转换使微球辐射出与入射光频率不同的光,可以利用光学滤波的方法排除入射光的影响, 则可以降低微球形貌共振现象实际应用的难度.为实现基于微球谐振腔的光上转换,本文设计制作了Tm3 /Yb3 共掺杂的TiBa玻璃微球.其成份为:25TiO2-27BaCO3-8Ba(NO3)2-5ZnO2-8CaCO3-5H3BO3-9SiO2-7 water glass -1Tm2O3.5Yb2O3(质量分数).实验观测了TiBa玻璃与TiBa玻璃微球在633nm激发下的发射光谱,并进行了讨论.观察到了从上转换光的很强的型貌共振现象.实验结果与理论分析相符,用Lorenz-Mie理论可以很好地解释实验结果.     

PZT基反铁电材料研究进展

在综述Pb(Zr,Ti)O3(PZT)基反铁电材料的研制与性能研究进展的基础上,重点探讨了PZT95/5反铁电材料和在PZT基础上掺杂改性的Pb(Zr,Sn,Ti)O3(PZST),(Pb,La)(Zr,Sn,Ti)O3 (PLZST)反铁电材料.总结了利用La3+、Nb4+、Hf4+、Sr2+、Ba2+和Nd3+等离子对富锆PZT以及PZST粉体、陶瓷以及薄膜材料的掺杂取代改性研究.讨论了各类PZT基反铁电材料的铁电(FE)-反铁电(AFE)相变机理以及其场致应变性能.展望了PZT基反铁电材料今后研究与应用的发展方向.     

New experimental results on nucleation of Au on NaCl: Dependence on deposition rate and time

Systematic experiments have shown that saturation density, nucleation rate, and condensation coefficient are considerably smaller than previously reported. The low condensation coefficient and the linear deposition rate dependence of the nucleation rate show that the model usually applied for the theoretical explanation of the nucleation process needs some revision. From measured condensation coefficients we have estimated the diffusion length of adatoms, x_s = (14.4 ± 2.4) nm, and the difference between desorption and diffusion energy, E_a – E_sd = (0.31 ± 0.01) eV. Possible reasons for the deviation of the new results from the earlier ones are discussed.     

基于声光效应的可调谐光子晶体的研究

利用传输矩阵法研究了一维异质双周期光子晶体的光子带隙随超声波变化的特性.首先,光子晶体的介电常数随超声波的传播出现周期性变化;然后,光波入射到此光子晶体时产生声光效应,采用Matlab软件模拟仿真并分析了该结构光子晶体的光子禁带的位置、宽度与超声波强度及频率的关系.结果表明:光子晶体禁带的位置、宽度可以通过控制超声波的强度和频率实现实时调制.这个结果为基于声光效应的可调谐光子晶体器件的研究提供了理论依据.     

缺陷双层石墨烯吸附碱金属原子的第一性原理研究

采用基于密度泛函的色散修正方法研究了Li、Na、K、Rb吸附在单空位缺陷(SV)双层石墨烯(BLG)表面的体系,对吸附体系的晶体结构、吸附能、电荷转移、扩散行为和电子结构进行了计算和分析.结果表明,碱金属原子更容易吸附在缺陷区域空位上方;使BLG平均层间距减少了0.0100～0.0137 nm;吸附体系的Bader电荷、电荷密度差分和电子结构的计算结果表明,碱金属原子与BLG之间结合属于离子键.通过计算扩散能垒发现,脱离缺陷所需激活能比朝向缺陷扩散的能垒大0.300～0.640 eV,表明SV缺陷能够捕获Li、Na、K、Rb原子.     

粒子束注入单晶硅尺寸效应的机理研究

使用分子动力学方法研究硅粒子注入技术.系统比较分析了团簇粒子的包含反射,扩散和植入基底在内的全部运动过程,同时使用可视化方法观测记录基底表面形貌演化过程.所建立模型直观地显示了低注入能量域内的新特征.注入过程中,团簇粒子由不同粒径(数量)的硅原子组成.通过对粒径变化在注入过程的影响研究揭示了注入技术机理.仿真结果表明提出方法可用于定量预测注入粒子表面分布.本文工作可作为原子尺度下生成基底表面特征或设计图案的参考,并对可控表面沉积技术提供理论指导.