化学气相沉积法合成高结晶度的三元系Cd1-xZnxS纳米线

以硫化锌、硫化镉和活性碳粉作为反应物, 利用化学气相沉积方法成功合成了单晶Cd1-xZnxS纳米线. 为了解产物的结构、形貌、组分、微结构以及声子振动模式, 对样品进行了扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、能谱分析以及拉曼光谱分析. 分析显示合成的纳米线为六方铅锌矿结构, 生长方向沿着[210]方向, 长度均为10 μm, 直径在80-100 nm之间, x的值约为0.2. 拉曼光谱分析显示产物的拉曼峰位与纯CdS相比发生了蓝移.     

醇热法合成单晶银纳米线及其表征

以硝酸银为前驱物, 聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为结构导向剂, 通过醇热法, 反应温度为140 ℃, 反应时间为24 h的条件下制备了银纳米线. 采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热重分析(TG)、红外光谱(FT-IR)和激光拉曼光谱(Raman)等手段对产物进行了系统表征, 结果表明: 所得银纳米线具有面心立方结构, 沿着(111)晶面生长, 具有单晶结构; 考察了反应温度和时间对产物形貌的影响, 结果表明: 反应温度和时间在形成银纳米线的过程中起着关键的作用; 银纳米线具有较强的表面增强拉曼散射效应; 同时提出了银纳米线可能的晶化机理.     

Zn_xCd_(1-x)S纳米线的可控合成及其可调的光学性质（英文）

采用简单的气相沉积法,合成了不同组成的Znx Cd1-x S(0x1)纳米线.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和电子能谱研究了所制得的纳米线的表面形貌和组成.该方法以Au为催化剂,简单控制起始物质的相对用量和沉积温度,可以获得可控的Zn/Cd比例.X射线衍射结果表明所制得的Znx Cd1-x S纳米线具有纤维锌矿的单晶结构.根据制得纳米线的表面形貌讨论了纳米线可能的生长机理为"底部生长"机理.利用拉曼光谱和光致发光光谱研究了Znx Cd1-x S纳米线的光学性质,其纵向光学(LO)声子的拉曼位移频率随着组成的变化在ZnS和CdS的拉曼位移频率之间连续变化.光致发光光谱中同时存在带边发光和缺陷发光.Znx Cd1-x S纳米线的带间跃迁的频率可随着组成的调节而调节,纳米线的禁带宽度介于ZnS(3.63 eV)和CdS(2.41 eV)的禁带宽度之间.     

InSb纳米线阵列的可控制备与光谱表征

采用脉冲电沉积结合阳极氧化铝模板技术制备了不同生长方向的闪锌矿型InSb纳米线阵列. 结果表明, 控制电解液中十二烷基硫酸钠(SDS)的浓度, 可使纳米线的择优生长方向从[400]向[220]方向转变. 利用X射线衍射仪、 场发射扫描电子显微镜、 高分辨透射电子显微镜对所制备纳米线的相组成和微结构进行了表征. 激光拉曼光谱结果表明, 不同生长方向的InSb纳米线阵列的拉曼光谱有明显差异. 与体材料相比, InSb纳米线阵列的红外吸收声子散射峰发生强烈红移, 其吸收带边发生了明显蓝移.     

导电聚吡咯纳米线的电化学无模板法可控合成与表征

以β-萘磺酸(NSA)为掺杂剂,采用电化学无模板法制备了聚吡咯(PPy)纳米线.研究了NSA浓度、吡咯(Py)单体浓度及反应温度对PPy纳米线形貌的影响.分别采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和拉曼光谱对PPy纳米线的结构形貌和化学结构进行了表征.结果表明,利用电化学无模板法可得到中空的PPy纳米线;NSA浓度会影响PPy纳米线的取向性;增大Py单体浓度,可制得圆锥状PPy纳米线;低温有利于合成形状细长、紧密堆积的PPy纳米线.PPy纳米线形貌受游离Py浓度及Py-NSA胶束数量影响,通过调节NSA浓度、Py浓度及反应温度改变游离Py浓度及Py-NSA胶束数量,可制得不同形貌的PPy纳米线.     

TiO2纳米管与纳米线的制备及光电化学研究

利用钛箔表面沉积一层TiO2纳米粒子作为晶种,与NaOH反应,通过改变反应温度制备了TiO2纳米管与纳米线.在170℃,48 h的条件下合成了TiO2纳米管.在180℃时得到另一种一维的TiO2纳米线.并用XRD,SEM,SAED,EDS及HRTEM等分析手段对两种产物的成分、形貌、结构进行表征.对TiO2纳米管电极的光电化学性能进行了研究.结果表明,TiO2纳米管与纳米线为锐钛矿型和金红石型的混晶结构.TiO2纳米管单色光的光电转化效率达到10.38%.与钛酸盐纳米管相比,混晶结构TiO2纳米管显示出优良的光电转化性能.     

GaSb纳米线的CVD可控制备及其光学表征

采用CVD法合成GaSb纳米线,并分析生长时间对其长度的影响,随后对其进行光学表征.实验过程中,分别采用喷金法和滴金法对硅片进行预处理,再置于相同条件下制备GaSb纳米线;之后对其进行表征分析,根据扫描电子显微镜（SEM）表征结果证实,两种方法制备的纳米线都满足VLS生长机制.且发现GaSb纳米线的生长长度,可以通过改变其生长时间来进行控制.通过该纳米线的透射电子显微镜图（TEM）、X射线衍射图（XRD）等结构表征,表明该纳米线为结晶品质优良的立方闪锌矿结构;同时,从GaSb纳米线的拉曼光谱（Raman）及光致发光谱（PL）可以反映该纳米线具有优良的光学性质.由此证明,采用CVD法制得的纳米线光学性质优异,且可以实现可控制备.     

Ag核Au壳双金属复合纳米线的制备及其表面增强拉曼光谱研究

采用氧化铝模板结合交流电沉积技术制备纯银纳米线, 然后通过化学还原方法, 并控制加入的金盐的量, 在已制备好的银线表面包裹不同厚度的金壳层, 得到具有核壳结构的Ag_核Au_壳复合纳米线. 采用电子显微镜(SEM, TEM)和表面增强拉曼光谱对该复合结构纳米线进行相关表征, 纳米线的表面形貌与加入的金盐的量有关. 以苯硫酚(TP)和对巯基苯胺(PATP)为探针分子, 研究了此类复合纳米线的表面增强拉曼散射效应. 并以PATP在金银纳米线表面吸附的表面增强拉曼光谱的差别为探针, 表征了复合纳米线表面金的包裹程度, 结果表明一定厚度的包裹程度可制备无针孔效应的核壳结构金银复合纳米线.     

一维铜(核)-镍(壳)纳米结构的制备及其表面增强拉曼光谱

采用多孔阳极氧化铝模板(AAO)结合直流电化学沉积法, 通过一种新的两步法合成一维铜(核)-镍(壳)纳米结构. 首先制备铜纳米线, 然后对AAO进行扩孔, 利用铜纳米线和AAO孔壁之间的间隙,沉积镍纳米线/纳米管. 通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其结构和形貌进行表征分析, 所得结果验证了这种方法的可行性. 以腺嘌呤为探针分子研究此种纳米结构的表面增强拉曼散射(SERS)效应, 结果表明, 这种一维纳米材料是一种潜在的SERS活性基底, 拓宽了过渡金属在SERS中的应用.     

片状碘化铋辅助液相法合成硫化镉纳米线的取向行为和场发射特性

利用低温液相法可控合成有序硫化镉纳米结构. 用片状碘化铋作为可分解的二维模板实现硫化镉纳米线的生长调控. 采用不同尺寸的片状碘化铋并控制反应温度, 成功制备出硫化镉纳米线的平面方形网状结构、无序交织网状结构和有序阵列结构. 电子显微分析、X射线衍射和光致发光分析显示, 这些纳米结构晶化程度良好. 场发射测试表明, 硫化镉纳米线由横向排列向竖直排列的可控变化使得硫化镉纳米线平面方形网状结构、无序交织网状结构和有序阵列结构的场发射性能依次增强.     

ZnO/CdS复合材料的合成与可见光催化性能

采用喷雾辅助气相沉积法在水热法合成的ZnO纳米线上沉积CdS纳米颗粒。采用X射线衍射仪（XRD）、激光拉曼仪（Raman）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱分析谱（XPS）和紫外可见漫反射光谱等测试手段对复合光催化剂进行表征。结果表明,3~10 nm的CdS纳米粒子修饰在直径约为100 nm ZnO纳米线的表面。XPS和Raman表明复合材料中ZnO和CdS之间存在化学相互作用。可见光催化降解罗丹明B实验结果表明ZnO/CdS复合材料的催化性能优于单相CdS或ZnO,沉积时间为30 s合成的ZnO/CdS速率常数分别是CdS和ZnO的2.91和4.03倍,且具有较高的稳定性。ZnO/CdS复合材料光催化性能增强的可能原因为光吸收范围的拓展和光生载流子分离效率的提高。     

ZnxCd1-xS纳米线的可控合成及其可调的光学性质

采用简单的气相沉积法,合成了不同组成的Zn_xCd_1-xS (0< x <1)纳米线. 利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和电子能谱研究了所制得的纳米线的表面形貌和组成. 该方法以Au为催化剂,简单控制起始物质的相对用量和沉积温度,可以获得可控的Zn/Cd 比例. X射线衍射结果表明所制得的Zn_xCd_1-xS纳米线具有纤维锌矿的单晶结构. 根据制得纳米线的表面形貌讨论了纳米线可能的生长机理为“底部生长”机理. 利用拉曼光谱和光致发光光谱研究了Zn_xCd_1-xS纳米线的光学性质,其纵向光学(LO)声子的拉曼位移频率随着组成的变化在ZnS和CdS的拉曼位移频率之间连续变化. 光致发光光谱中同时存在带边发光和缺陷发光. Zn_xCd_1-xS纳米线的带间跃迁的频率可随着组成的调节而调节,纳米线的禁带宽度介于ZnS (3.63 eV)和CdS (2.41 eV)的禁带宽度之间.     

Band-gap engineering of semiconductor nanowires through composition modulation

Alloyed ternary CdS(1-x)Se(x) nanowires were synthesized by template-assisted electrodeposition, in which the ratio of S to Se in the nanowires was controlled by adjusting the relative amounts of the starting materials. Higher-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and X-ray diffraction (XRD) showed that the alloyed ternary CdS(1-x)Se(x) nanowires are highly crystalline, and no phase-separated Cd was observed in these nanowires. Optical measurements indicated that the band-gap engineering can be realized in these CdS(1-x)Se(x) nanowires through modulating the composition of S and Se. With broadly tunable optical and electrical properties, these alloyed nanowires could be used in color-tuned nanolasers, biological labels, and nanoelectronics.     

Sacrificial template growth of CdS nanotubes from Cd(OH)2 nanowires

A diffusion-controlled process was proposed for the preparation of inorganic nanotubes from nanowires. The preformed Cd(OH)₂ nanowires were used as the sacrificial templates to generate CdS nanotubes with different wall thickness. The axle-sleeve transition state found in-between the precursor and the formation of products proves the diffusion-controlled mechanism. CdS nanotubes can be prepared via this method at different temperature and with various sulfide sources. X-ray diffraction (XRD) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) results showed that all obtained CdS nanotubes consist conglomerated crystallites, and the crystallinity can be altered by changing the temperature of the growth process. The wall thickness of the produced CdS nanotubes can be controlled by changing the concentration of the sulfide source and stopping the reaction at different stages.     

S/Cd物质的量比对微波水热制备CdS微晶的形貌影响及光学性能研究

采用微波水热法,以CdCl2·H2O和Na2S2O3·5H2O为镉源和硫源,在不同的S/Cd物质的量比条件下合成了CdS微晶。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、EDS、透射电子显微镜(TEM)等对样品的物相、形貌和元素组分进行了分析。结果表明:随着S/Cd物质的量比的增大,产物CdS的形貌发生规律性变化,由四面体结构逐渐转变为准球形结构;准球形结构具有分级结构,是由更小的纳米晶组装而成;光致发光性质研究结果表明,所得的CdS微晶具有较好的蓝光发射性能。     

Electrospun nanofibers of TiO2/CdS heteroarchitectures with enhanced photocatalytic activity by visible light

Herein, we have demonstrated that the electrospun nanofibers of TiO(2)/CdS heteroarchitectures could be fabricated through combining electrospinning technique with hydrothermal process. The configuration, crystal structure, and element composition of the as-prepared TiO(2)/CdS heteroarchitectures were characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), resonant Raman spectrometer, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results indicated that the high-density hexagonal wurtzite CdS crystalline particles of ca. 6-40 nm in diameter were uniformly and closely grown on anatase TiO(2) nanofibers. Especially, the light-absorption properties as well as photocatalytic characteristics of pure TiO(2) nanofibers and TiO(2)/CdS heteroarchitectures with different amount loading of CdS were also investigated. The absorption of TiO(2)/CdS heteroarchitectures was extended to the visible due to effective immobilization of sensitizing agent CdS on TiO(2). In contrast with the pure TiO(2) nanofibers, the TiO(2)/CdS heteroarchitectures showed excellent photocatalytic activity by using rhodamine B dye as a model organic substrate under visible-light irradiation. It was worth noting that the cooperative photocatalytic mechanism of the TiO(2)/CdS heteroarchitectures was also discussed.     

利用牛血清蛋白合成CdS纳米棒和网状纳米线

采用简单易控、对环境友好的矿化方法, 利用牛血清蛋白(BSA)做模板, 通过Cd2+与硫代乙酰胺(TAA)反应制备了形貌均一的CdS纳米棒和网状纳米线. 分别采用透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、荧光(PL)发射谱和导电原子力显微镜(C-AFM)等方法对不同实验温度下制备的CdS样品的结构形貌、成分组成和光学性质及微区电子传输行为进行了表征. 结果表明: 在实验反应温度为20 ℃时, 得到的产物为单分散性好的CdS 纳米棒, 长度为250 nm, 直径为30 nm; 在50 ℃时, 得到网状CdS纳米线, 其长度为2-3 μm; CdS纳米棒和网状纳米线均为立方相闪锌矿结构. 荧光性质的测试表明, CdS纳米棒和网状纳米线具有优良的荧光性能, 电流-电压(I-V)特性的表征表明CdS纳米线具有很好的电导特性.     

微波水热法制备CdS单分散纳米球及其形貌控制

采用微波水热法,以醋酸镉(Cd(CH3COO)2.2H2O)为镉源,硫脲(CS(NH2)2)为硫源,制备出了具有单分散球形形貌的CdS纳米晶。应用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能量色散谱仪(EDS)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)等测试手段对样品的物相、形貌、元素组分及吸光性能进行了表征,并以罗丹明B溶液的降解脱色反应来考察了其的光催化活性。结果表明:随着S/Cd物质的量比(nS/nCd)逐渐增大,产物会出现由刺球链状向分散球形过渡的规律性变化。在一定的nS/nCd比的条件下可以合成出大小均匀、分散性较好的六方相CdS纳米球。样品对可见光有较强吸收,存在着一定的红移现象。在可见光照射下,硫化镉单分散纳米球具有更高的光催化活性。     

具有三维阵列结构的树枝晶CdS的制备及生长机理研究

采用电沉积和溶剂热相结合的方法,以树枝状金属Cd颗粒为模板和前驱体,在乙二胺溶剂中以六亚甲基四胺(HMTA)为表面修饰剂,制备出具有三维阵列结构的树枝晶CdS。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)结合X射线能谱仪(EDS)等对样品的物相、形貌、元素组分和结构进行了分析。结果表明:在溶剂热反应过程中,当不加入HMTA时,得到的产物是无序的CdS纳米线;而在HMTA的作用下,则生成的是具有三维阵列结构的树枝晶CdS;通过分析溶剂热反应过程中的化学反应,并结合产物形貌演变规律,提出了具有三维阵列结构的树枝晶CdS的形成机理。光催化性能测试表明具有三维树枝晶CdS纳米阵列在可见光照射下表现出良好的光催化活性。