Ag修饰的Fe_3O_4/TiO_2复合磁性纳米纤维的制备及光催化性能

通过静电纺丝法制备了含有Fe3O4纳米粒子的TiO2纳米纤维,采用水热法对该纤维表面进行纳米Ag修饰,制备出具有较强磁性和较好光催化性能的复合纤维.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等对样品的结构和形貌进行表征,并以罗丹明B(Rh B)水溶液降解为模型反应,考察样品在紫外光照射下的光催化性能.结果表明,所制备的TiO2为锐钛矿结构,Fe3O4纳米粒子均匀分布在TiO2纤维中,Ag纳米颗粒比较均匀地分散在磁性TiO2纤维表面.经过纳米Ag修饰后,材料的光吸收能力大为增强,吸收带红移并扩展到可见光区.在紫外光照射40 min后,合成样品对Rh B的降解率达到99.5%.此外,Fe3O4纳米粒子的存在使该材料具有较强的磁性,可通过外加磁场将其分离回收.     

ZnO纳米纤维的静电纺丝及其光催化性能的研究

以聚乙烯醇溶液为络合剂与醋酸锌反应制得前驱体溶液,采用静电纺丝法制备PVA/Zn(Ac)2复合纳米纤维,经过高温煅烧得到直径为100 nm的ZnO纳米纤维,采用差热-热重分析、红外光谱分析、X射线粉末衍射分析及扫描电镜等手段对其进行了表征.光催化降解酸性品红溶液的实验结果表明,太阳光照65 min使质量浓度为45 mg/L酸性品红水溶液的脱色率达93%;另外,重复使用ZnO纳米纤维4次之后,其光催化降解率仍能达到70%以上.这充分说明ZnO纳米纤维具有良好的光催化性能.     

三维分级结构ZnO的制备及光催化性能

以聚乙烯醇/醋酸锌复合纳米纤维为模板, 采用模板辅助共沉积技术制备了三维尖晶石型ZnO纳米线/纳米纤维分级结构, 并采用SEM, XRD对其形貌和晶型结构进行了表征. 在光催化降解乙醛性能实验中, 三维分级结构ZnO表现出比纳米粒子和纤维更好的光催化性能. 这主要归因于ZnO纳米线的次级结构和开放的三维网络结构更有利于乙醛分子和氧分子的扩散和传输, 从而提高了乙醛的光降解速率.     

水热法制备ZnO纳米棒及其光催化性能研究

以Zn(acac)2.H2O为单源前驱体,采用水热法在140℃条件下制备了ZnO纳米棒,并用XRD、SEM、TEM等测试手段对其进行了表征。利用紫外—可见分光光度计测试了其光吸收性能,发现ZnO纳米棒对200-400 nm波长范围的光有很强的吸收性,在可见光范围内,也有较强的吸收。以ZnO纳米棒为光催化剂对有机染料酸性红4B进行了光催化降解实验,并研究了光源、污水浓度对ZnO纳米棒光催化氧化效果的影响。研究结果表明,在日光照射180 min后,对酸性红4B的降解率接近100%。     

TiO_2/LaFeO_3微纳米纤维的可控制备及光催化性能

利用静电纺丝技术及水热合成法制备了TiO2/LaFeO3异质结构.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM),X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外(FTIR)光谱和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)等手段对TiO2/LaFeO3微纳米纤维的结构和表面形态进行表征.通过亚甲基蓝(MB)光降解反应研究了其光催化性能.结果表明,不完全碳化TiO2纤维表面的缺陷位点是LaFeO3纳米粒子的有利生长点.TiO2/LaFeO3异质结材料的带隙明显窄于TiO2,光催化活性得到提高;经140 min紫外光照射后,TiO2/LaFeO3异质结催化剂对MB的降解率为65.34%,分析和探讨了其光催化机理.     

纳米ZnO的制备及其光催化性能研究

本文以羟丙基纤维素(HPC)作为分散剂,运用沉淀法制备出了粒径均匀的ZnO颗粒.通过透射电子显微镜(TEM),X射线衍射(XRD),紫外可见光吸收光谱,光致发光谱(PL)对ZnO进行了性能表征,并探讨了其形成机理及制备中的影响因素.利用纳米ZnO作为光催化剂对有机染料罗丹明B进行了光降解实验,实验结果表明,此方法制备的ZnO具有良好的光催化性能,有望在治理环境污染等领域具有良好的应用.     

多次交替浸渍法构筑簇状ZnO的PAN复合纳米纤维膜及其光催化性能

以聚丙烯腈(PAN)与氯化锌(ZnCl2)作为前驱物,采用静电纺丝工艺制备PAN/ZnCl_2复合纳米纤维膜,分别采用多次冷热交替浸渍法和单次冷热静置浸渍法得到簇状PAN/ZnO-1和PAN/ZnO-2复合纳米纤维膜。利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线能量色散光谱(XPS)和热重分析仪(TG)对复合纳米纤维膜的表面形貌和微结构进行了表征,并以亚甲基蓝(MB)为污染物模型,评价其光催化降解性能。结果表明:经冷热交替浸渍后,纳米ZnO粒子均匀地附着在PAN纤维表面,尤其在PAN/ZnO-1复合纳米纤维膜表面还出现了花状ZnO粒子;相比单次冷热静置浸渍法处理的PAN/ZnO-2复合纳米纤维膜,经多次冷热交替浸渍的PAN/ZnO-1复合纳米纤维膜循环使用3次后对MB的降解率仍可达到90%以上,具有更好的光催化活性和循环使用性能。同时,MB溶液的初始质量浓度、催化剂用量和染料溶液的pH等因素对样品的的光催化降解率有一定影响。     

仿生分级结构NiO纳米线/纳米纤维的可控制备及光催化性能

采用静电纺丝技术和"自下而上"的溶液相自组装技术, 制备了具有仿生主次分级结构的三维NiO纳米线/纳米纤维. 采用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射仪(XRD)和比表面积分析仪分别对其形貌、 晶型和孔结构进行了表征. 以水体中的有色染料亚甲基蓝为模型污染物, 研究了分级结构NiO纳米线/纳米纤维的光催化性能. 结果表明, 在180 min内, 以分级结构NiO为催化剂时, 亚甲基蓝的降解率达到了97%, 分别是以纳米纤维和纳米粒子为催化剂时的1.24倍和2.16倍.     

TiO2纳米纤维无纺布的制备及光催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为配位剂与钛酸正丁酯(Ti(C₄H₉O)₄)反应制得前驱体，再以乙醇为溶剂，CH3COOH作为催化剂，采用静电纺丝法制得PVP/TiO₂复合纳米纤维，经550 ℃、700 ℃和900 ℃焙烧后分别得到以锐钛矿型的TiO₂为主、以金红石型TiO₂为主和完全金红石晶型的TiO₂纳米纤维。对所制得的纳米纤维的结晶度、纯度和形貌，分别采用差热-热重分析(TG-DTA)、红外光谱(IR)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等进行了表征。光降解苯酚水溶液的实验结果表明，550 ℃下煅烧得到的以锐钛矿占主体的TiO₂纳米纤维，2 h使浓度为50 mg·L^-1苯酚水溶液的降解率超过85%，这充分说明这种TiO₂电纺纳米纤维具有良好的光催化性能。     

直接沉淀法制备纳米ZnO及其光催化性能

以ZnSO₄、NH₄HCO₃为原料,采用直接沉淀法在100℃以下制备出了纳米ZnO,并就反应时间、反应物浓度及物料配比等条件对产物粒径和产率的影响进行了研究。XRD物相分析,产物为六方晶系;TEM形貌观察,粒子基本为球形,平均粒径20nm;TG-DTA表明,ZnCO₃分解变成ZnO的温度为239℃。利用紫外-可见分光光度计测试了产物的光吸收性能,发现该法制备的纳米ZnO对200～380nm波长范围的光有很强吸收性,在可见光范围内,也有较强的吸收。利用纳米ZnO作为光催化剂对有机染料溶液进行了降解实验,发现在日光照射90min后,对酸性黑234染料的降解率接近100%。     

Preparation and Ethanol Sensing Properties of ZnO Nanofibers

ZnO nanofibers with an average diameter of about 90 nm were prepared by an electrospinning method combined with a calcination process. The as-electrospun nanofibers before and after calcination were characterized by means of differential thermal analysis(DTA), thermal gravimetric analysis(TGA), X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscopy(SEM). The fibers after calcination at 600 °C belong to the hexagonal wurtzite structure. The sensor based on ZnO nanofibers exhibited excellent ethanol sensing properties at 206 °C such as good linear dependence in the low concentration(1―100 μL/L), high response, and good selectivity. Fast response(less than 2 s) and recovery(about 16 s) were also observed in our investigations.     

Enhanced photoelectrochemical performance of Bi2S3/Ag2S/ZnO novel ternary heterostructure nanorods

The current work investigates the morphology, crystallinity and photoelectrochemical (PEC) performance of bismuth sulfide/silver sulfide/zinc oxide nanorods (Bi₂S₃/Ag₂S/ZnO NRAs) photoelectrodes as prepared at different annealing temperature. ZnO NRAs was initially grown hydrothermally, deposited in sequence with Ag₂S and Bi₂S₃ via successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method before undergoing the annealing treatment. The optimised photoelectrode (Bi₂S₃/Ag₂S/ZnO NRAs-400 °C) possesses an optical bandgap of 1.60 eV extending the absorption edge of ZnO to visible light spectrum. The current-voltage characterization of Bi₂S₃/Ag₂S/ZnO NRAs photoelectrodes revealed that the photocurrent density and photoconversion efficiency were strongly dependent on the annealing temperature. The PEC study shows that the photoelectrode annealed at 400 °C achieved impressive photocurrent density of 12.95 mA/cm² at +0.5 V (vs Ag/AgCl/saturated KCl) under 100 mW/cm² illumination with superior photoconversion efficiency of 12.63%. This improvement is due to the cascade-designed band structure alignment of Bi₂S₃/Ag₂S/ZnO/ITO and to the brilliant role of Ag₂S as an intermediate layer that reduced random chance of electron-hole (e⁻_-h⁺) pairs recombination and improved the electrons collection efficiency. This work is highly anticipated to give contribution on further utilisation of Bi₂S₃/Ag₂S/ZnO NRAs as a promising semiconductor material in PEC related applications.     

水热合成掺Fe氧化锌复合材料及其光催化活性

以Zn(Ac)2•2H2O、Fe(NO3)3•9H2O和NaOH为原料,采用水热法合成了Fe掺杂ZnO复合材料。并用x射线衍射和扫描电子显微镜技术对合成样品的结构和形貌进行了表征,Fe掺杂ZnO合成产物为直棒状,直径为500 nm,长度为3 µm左右。样品的紫外可见漫反射分析,在300~500 nm紫外可见光区域均有强的吸收。利用Fe掺杂ZnO作为光催化剂降解有机染料,发现对于光催化降解有机染料有较好的降解功能,且光降解性能优于纯ZnO材料。     

Y掺杂的ZnO纳米纤维材料的制备及其气敏传感器作用机理

采用静电纺丝法成功制备了Y掺杂的ZnO纳米纤维.并通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),能量色散X射线(EDX),透射电子显微镜(TEM)以及热重差热分析(TG-DTA)等手段对样品的结构和形貌进行了表征分析.同时用纯的ZnO和Y掺杂的ZnO纳米纤维制备了传感器,对浓度为(1-200)×10^-6 (体积分数)丙酮的气敏特性进行了测试分析.测试结果表明,可以通过简单控制纳米纤维中Y的含量,来微调该传感器的气敏特性.同时也发现通过Y掺杂, ZnO纳米纤维对丙酮的气敏特性有所改善,表现出很高的响应.纯ZnO和Y掺杂ZnO制成的传感器对几种潜在干扰气体表现出良好的选择性,比如氨气、苯、甲醛、甲苯以及甲醇.本文最后也讨论了该传感器的气敏作用机理.     

SnO2/TiO2复合纳米纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝技术,以聚乙烯吡咯烷酮和钛酸正丁酯为前驱体,制得锐钛矿相TiO2纳米纤维。以TiO2纳米纤维为模板,通过水热合成法,制备了具有异质结构的SnO2/TiO2复合纳米纤维。利用扫描电镜(SEM)、X射线能量色散光谱（EDS）、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等分析测试手段对其形貌和结构进行了表征,结果表明,SnO2纳米粒子均匀地生长在TiO2纳米纤维表面,形成了异质结构的SnO2/TiO2复合纳米纤维材料。通过改变反应物浓度,能有效地实现SnO2/TiO2复合纳米纤维的可控合成。以罗丹明B为模拟污染物,考察了SnO2/TiO2复合纳米纤维的光催化性能,与纯TiO2纳米纤维相比光催化活性明显提高,初步探讨了光催化反应机理。     

双盘状ZnO的可控制备

采用水热法制备了形貌可控、 尺寸均一的双盘状ZnO. X射线粉末衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)等测试结果表明, 制备的ZnO具有六方纤锌矿结构, 由2个直径约为4 μm, 厚度约为600 nm的圆盘复合而成. 考察了反应温度和乙酸锌与柠檬酸钾的摩尔比对产物形貌与尺寸的影响, 实现了双盘状ZnO的可控合成, 并初步探讨了其形成机理. 荧光光谱显示, 双盘状ZnO的紫外发射峰半高宽约为10 nm, 比块体ZnO的紫外发射峰半高宽(18 nm)窄, 表明双盘状ZnO具有更好的光学特性.     

水热法制备高度取向的氧化锌纳米棒阵列

氧化锌的激子结合能(60meV)及光增益系数(300cm^-1)比GaN的(25meV,100cm^-1)还高,这一特点使它成为紫外半导体激光发射材料的研究热点。最近,Yang等成功地观测到规则的ZnO纳米线阵列的激光发射现象,更加激起了人们合成一维高度有序ZnO纳米结构的热情,由于一维ZnO     

Preparation and Photocatalysis of Mesoporous TiO2 Nanofibers via an Electrospinning Technique

Mesoporous TiO₂ nanofibers have been synthesized by a new method that combines sol-gel chemistry and electrospinning technique. The obtained mesoporous TiO₂ nanofibers were characterized with scanning electron microscopy(SEM), X-ray diffraction(XRD), transmission electron microscopy(TEM) and nitrogen adsorption-desorption isotherms. The photocatalytic performance was evaluated by the photocatalytic degradation of Rhodamine B under UV light irradiation. The results show that mesoporous TiO₂ nanofibers exhibit higher photocatalytic activity compared with nonporous TiO₂ nanofibers.     

酸碱度调控氧化锌纳米材料形貌及其光催化还原CO2研究

利用水热法合成了形貌可控的氧化锌(ZnO)微纳材料。利用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),紫外-可见(UV-Vis)分光光谱和比表面积分析(BET)等技术对所制备的ZnO材料进行了表征。不同酸碱度(pH值)条件下,经过500 ℃退火2 h制备的ZnO均为纤锌矿结构。随着前驱液pH值的增加,所得ZnO从片状晶体变为棒状晶体。片状ZnO主要暴露极性晶面,棒状ZnO主要暴露非极性晶面。从生长角度考虑,在溶液为弱酸性条件下(pH 6.5),溶液中游离的氯离子(Cl^-)抑制了ZnO在锌极性面({Zn²⁺}_{crystal surface})的生长,水热反应产物为片状Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O,退火后得到微孔片状ZnO;当溶液中添加氢氧根(OH^-)后,锌离子(Zn²⁺)被络合为四羟基锌络合离子(Zn(OH)₄^2-),该络离子促进了ZnO在{Zn²⁺}_{crystal surface}的生长,从而得到棒状晶体。利用上述催化剂,在氙灯照射下进行光催化还原二氧化碳实验,发现极性面较多的片状ZnO具有更高的光催化性能。     

水热法制备ZnO二维周期有序孔结构薄膜

在由溶胶-凝胶法制备的纳米ZnO薄膜衬底上,以Zn(NO3)2.6H2O和六亚甲基四胺(HMT)等摩尔浓度配制成前驱体溶液,在单层聚苯乙烯(PS)微球模板辅助下,采用水热法制备了具有规则多孔结构的ZnO薄膜。探讨了PS微球作为模板对ZnO纳米棒生长的限制作用以及柠檬酸钠在水热制备方法中对晶体生长的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征了水热反应后所得二维有序ZnO膜表面形貌和取向性,测量了ZnO薄膜的光致发光(PL)光谱并研究其相应机理。