溶胶-凝胶法制备的MgxZnl—xO纳米薄膜结构和光学性质

用溶胶-凝胶法制备了不同组分的MgxZn1-xO薄膜．X射线衍射结果表明，薄膜为具有六角纤锌矿结构的纳米薄膜，晶粒尺寸3～5nm，随着Mg进入ZnO晶格，其晶格常数变小．紫外-可见吸收光谱表明，随着Mg含量的增加带隙变宽，自由激子吸收峰明显蓝移．室温光致发光光谱由很强的且与氧空位相关的深能级缺陷发光和较弱的紫外激子发光组成，激子发光强度和缺陷发光强度比随x的增大而减小，表明Mg原子进入ZnO晶格会引起深能级缺陷的增加．Mg0.03Zn0.97O薄膜经700℃热氧化后，紫外与可见发光强度比达到30．     

ZnO荧光粉中的紫外发射和绿色发射之间的关系

通过在低氧分压和真空中热处理ZnO粉末, 获得了ZnO荧光粉. ZnO荧光粉有两个发射谱带, 分别位于380 nm(紫外)和510 nm(绿色). 紫外谱带对应于ZnO中的激子发射, 是一个单中心发光过程；绿色谱带是一个复合发光过程, 与ZnO中的本征缺陷相关, 如氧空位、锌空位等. 实验表明, 高密度的激发条件有利于紫外发射, 而低氧分压下的热处理有利于提高绿色发射谱带的强度. 研究结果还表明, 与紫外发射相联系的激子可向与本征缺陷相联系的绿色发光中心传递能量, 这种传递可能是通过激子扩散实现的.     

同轴静电纺丝法制备ZnO/Ag2O纳米纤维材料及其光电催化性能研究

以醋酸锌和乙酰丙酮银为前驱体, 通过同轴静电纺丝和热处理过程在氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃上制备了ZnO/Ag₂O同轴纳米纤维. 采用X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 拉曼光谱和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对材料进行了表征. 以氙灯模拟可见光光源, 亚甲基蓝为目标降解物, 考察了所制备纳米纤维的光电催化活性. 结果表明, 同轴ZnO/Ag₂O纳米纤维具有壳核类似结构(ZnO为壳, Ag₂O为核), Ag₂O与ZnO形成的异质结和杂质能级降低了ZnO的带隙能, 提高了对可见光的利用率. 在可见光下, 与纯ZnO相比, ZnO/Ag₂O具有很强的光电催化能力, 并且Ag₂O的量对同轴纤维光电催化活性影响很大, 在同样光电催化条件下, ZnO/Ag₂O-7同轴纳米纤维的光电催化效果最好, 亚甲基蓝降解率达93%, 动力学常数最大为1.13×10 ^-2 min ^-1.     

醇热法制备ZnO纳米棒及其发光性能

在常压条件下,以油酸为分散剂一步反应醇热法制备ZnO纳米棒,利用XRD、SEM、TEM、HRTEM和FTIR等分析技术对产物进行了表征,对产物退火前后的光致发光性能进行了测试,并对ZnO纳米棒生长机理进行讨论. 结果表明,ZnO纳米棒沿[001]方向择优取向生长,直径为10～15 nm,长度为150～200 nm,油酸与ZnO表面Zn(Ⅱ)以螯合键形式相结合,具有良好的近紫外发光性能. 随着退火温度升高,产物深能级发光强度先降低后增加.     

退火温度对PLD法制备ZnO:Eu3+,Li+薄膜结构和发光性质的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(111)衬底上制备了Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜,分别在450,500,550和600℃条件下进行退火,退火气氛为真空。利用X射线衍射(XRD)仪和荧光分光光度计研究了退火温度对薄膜结构和光致发光(PL)的影响。研究结果表明,Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜具有c轴择优取向,Eu3+,Li+没有单独形成结晶的氧化物,均以离子形式掺入ZnO晶格中。PL谱中有较宽的ZnO基质缺陷发光,ZnO基质与稀土Eu3+之间存在能量传递,但没有有效的能量传递。随着退火温度的增加,薄膜发光先增强后减弱,退火温度为550℃时发光最强。当用395 nm的激发光激发样品时,仅观察到稀土Eu3+在594 nm附近的特征发光峰,但发光强度随退火温度变化不明显。     

ZnO/SiO2的激光诱导发光光谱研究

用激光诱导发光光谱技术对一系列不同ZnO担载量的ZnO/SiO2及在不同焙烧气氛下制备的ZnO/SiO2材料进行了深入的研究,发现在空气气氛中焙烧的ZnO/SiO2主要出现ZnO的橙色发光带(中心位于670nm),但在氩气气氛中焙烧制得的样品主要呈现ZnO的绿色发光带(中心位于540nm),且明显观察到橙色发光带和绿色发光带之间的转化.ZnO的可见光区发光带可能是由ZnO中的氧缺陷引起的,高浓度的氧缺陷引发绿色发光带,而低浓度的氧缺陷引发橙色发光带.结果表明,激光诱导发光光谱是一种表征缺陷的有力工具,常规表征技术很难对材料的缺陷状态进行表征.XRD衍射图谱表明,样品中ZnO是以纤锌矿结构存在的,紫外-可见漫反射光谱和拉曼光谱显示,ZnO主要以大颗粒状态覆盖在SiO2表面上.     

Ag掺杂对n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结结构和发光性能的影响

利用简单的水热合成法在p-GaN薄膜上制备了Ag掺杂的一维ZnO纳米棒(ZnO NRs),并且研究了Ag掺杂对于ZnO NRs结构和形貌以及n-ZnO NRs/p-GaN异质结发光特性的影响。结果表明,不同Ag掺杂浓度的ZnO纳米棒截面均呈六边形的棒状结构,且纳米棒的取向垂直于衬底;XRD分析结果表明,随着Ag掺杂浓度的增加,ZnO纳米棒(0002)晶面的峰位向衍射角减小的方向移动,表明Ag+置换了ZnO晶格中的部分Zn2+后使其晶格常数略增加;随着Ag掺杂浓度的增加,ZnO纳米棒近带边发光峰发生一定的红移并且强度逐渐减弱,黄带发光峰逐渐增强,n-ZnO NRs/p-GaN异质结具有更好的传输效率。     

MAA修饰ZnO量子点及其发光特性

以ZnAc2·2H2O为原料,在乙醇中通过70℃回流4h,得到ZnO前驱物,与LiOH·H2O反应,制备出ZnO.采用巯基乙酸(mercaptoacetic acid,MAA)对所合成的ZnO进行表面修饰,修饰后的产物经SEM和XRD表征,证明获得了物相单一、近似球状、粒径为4.6nm的ZnO量子点.借助紫外-可见和荧光分析,研究了MAA对该量子点的修饰效果,探讨了设置条件下ZnO的发光机理和性质.发现该实验体系之所以产生荧光表面缺陷发射峰消失和激子发射峰明显增加的光学现象,是因为MAA有效地覆盖了ZnO的表面缺陷,并稳定包裹住ZnO粒子.同时还研究了MAA加量、温度、电解质对修饰产物发光性能的影响,发现经MAA修饰后的ZnO量子点具有较强的荧光发光性能、良好的长期陈放稳定性,以及一定的抗电解质影响能力.研究结果对ZnO量子点应用于生物分析具有重要参考价值.     

Ag掺杂对n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结结构和发光性能的影响

利用简单的水热合成法在p-GaN薄膜上制备了Ag掺杂的一维ZnO纳米棒（ZnO NRs）,并且研究了Ag掺杂对于ZnO NRs结构和形貌以及n-ZnO NRs/p-GaN异质结发光特性的影响。结果表明,不同Ag掺杂浓度的ZnO纳米棒截面均呈六边形的棒状结构,且纳米棒的取向垂直于衬底;XRD分析结果表明,随着Ag掺杂浓度的增加,ZnO纳米棒（0002）晶面的峰位向衍射角减小的方向移动,表明Ag⁺置换了ZnO晶格中的部分Zn²⁺后使其晶格常数略增加;随着Ag掺杂浓度的增加,ZnO纳米棒近带边发光峰发生一定的红移并且强度逐渐减弱,黄带发光峰逐渐增强,n-ZnO NRs/p-GaN异质结具有更好的传输效率。     

氧分压对ZnO:Eu~(3+),Li~+薄膜结构和光学性质的影响

利用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(111)衬底上制备了ZnO:Eu~(3+),Li+薄膜,分别通过XRD谱和光致发光(PL)谱测试研究了氧分压不同时薄膜结构和发光性质。XRD谱研究表明,所有样品均仅出现ZnO基质的(002)衍射峰,说明Eu~(3+)已进入ZnO基质晶格,没有单独形成结晶氧化物。PL谱研究表明,当用325 nm的光激发样品时,样品的发光仅由ZnO基质的紫外发光和绿光发射组成,没有出现稀土Eu~(3+)的特征发光峰。当用395 nm的光激发样品时,在594和613 nm处出现两个明显的Eu~(3+)特征发光峰,分别属于Eu~(3+)的磁偶极跃迁(~5D_0→~7F_1)和电偶极跃迁(~5D_0→~7F_2),而且随着氧压的增加,594 nm处的发光峰强度变化不大,但613 nm处的发光峰强度明显增强。     

新型无钴含锌MmxMl1-x(NiCuAlZn)5储氢合金性能研究

本文研究了不同稀土成分对新型无钴含锌储氢合金Mm_xMl_1-xNi_4.14Cu_0.5Al_0.3Zn_0.06性能的影响.随着混合稀土成分中Ce含量的增加,储氢合金的晶胞体积减小,吸放氢平衡压力升高.当x=0.2时该系列合金性能最佳.     

N2O在Mg-Fe复合氧化物上的催化分解

用共沉淀法制备了一组Mg-Fe复合氧化物催化剂,用于N₂O催化分解,考察了催化剂组成、焙烧温度、负载助剂钾等参数对其催化活性的影响。采用N₂物理吸附、X射线衍射、H₂-程序升温还原等技术对催化剂进行了结构表征。结果表明,500 ℃焙烧的Mg_0.6Fe_0.4Fe₂O₄催化剂对于N₂O分解反应有较高活性,而K改性的催化剂活性均有所降低,且K的负载量越高,改性催化剂的活性越低,这是由于负载的K粒子抑制了表面铁物种的还原,降低了催化剂的比表面积。在有氧无水、水氧共存条件下连续反应10 h,Mg_0.6Fe_0.4Fe₂O₄的催化活性和稳定性均显著高于FeO_x催化剂。     

氨合成球形催化剂的穆斯堡尔谱研究

本文用穆斯堡尔谱法对郑州大学开发的球形氨合成催化剂A₆C型和HAC型进行了研究。结果是不同工艺制成的氨合成熔铁催化剂基本相组成接近,但维氏体含量及助剂分布的均匀程度有较大的差异。球形A₆C催化剂较之配方接近的无定形A₆催化剂含有较多的维氏体,且Al⁺³进入晶格较多;A₆C与HAC两种球形催化剂,由于助剂含量不同,维氏体量与助剂分布状况的不同,引起催化剂还原性、活性及耐热性的差别。据此对球形催化剂的铁比(Fe⁺²/Fe⁺³)控制及使用条件提出一些看法。     

Pd修饰对Cd0.8Zn0.2S/SiO2光催化甘油水溶液制氢性能的影响

用等体积浸渍法制备了不同Pd负载量的Pd/Cd_0.8Zn_0.2S/SiO₂光催化材料,采用XRD、H₂-TPR、XPS、UV-vis DRS和光催化反应评价等方法对光催化材料的表面结构、光吸收性能以及光催化甘油水溶液制氢反应性能进行了考察。研究结果表明,ZnS与CdS在SiO₂表面形成了Cd_0.8Zn_0.2S固溶体,金属Pd负载未对固溶体Cd_0.8Zn_0.2S/SiO₂的结构造成影响;金属Pd修饰明显地提高了原固溶体的光响应性能,拓展了其吸光域,增强了吸光效率。金属Pd修饰后,Cd_0.8Zn_0.2S/SiO₂的光解甘油水溶液产氢速率显著提高,Pd负载量为0.5%的Pd/Cd_0.8Zn_0.2S/SiO₂具有最佳的光催化甘油水溶液制氢性能,其在紫外光照射下的氢气生成速率为831 μmol/h,较未负载时提高了近四倍;模拟太阳光下为153 μmol/h,较未负载时提高了近两倍。     

Ce/Zr物质的量比对Ru/CexZr1-xO2催化剂的性质及其湿式氧化苯酚性能的影响

采用溶胶凝胶法制备了系列不同Ce/Zr物质的量比的Ru/Ce_xZr_1-xO₂催化剂,通过X射线衍射（XRD）、氮气吸附-脱附、拉曼（Raman）光谱、储氧能力（oxygen storage capacity,OSC）、热重（TG）以及吡啶红外（Py-FTIR）等手段对其进行了表征,考察了该催化剂在湿式氧化苯酚反应中的性能。结果表明,ZrO₂可与CeO₂形成固溶体;随着ZrO₂掺杂量的增加,Ce_xZr_1-xO₂固溶体的OSC值增大。相比于CeO₂,掺杂ZrO₂后催化剂表面的L酸量明显增多。催化剂湿式氧化（catalytic wet air oxidation,CWAO）性能与OSC和表面酸性均有密切的关系：催化剂表面的L酸有利于苯酚氧化生成CO₂,而OSC过高会导致催化剂表面积炭,使催化剂失活。当ZrO₂掺杂量为25%时,在160℃、2 MPa纯氧条件下,催化氧化苯酚5 h后,苯酚转化率和总有机碳（total organic carbon,TOC）去除率分别为100%和99%,说明该催化剂具有优异的苯酚氧化性能。     

纳米晶材料SrMgxTi1-xO3的合成与表征

采用硬脂酸法合成纳米晶SrMg_xTi_1-xO₃(x=0.1～0.5)材料.用DTA,TG,XRD,IR,XPS和TEM进行表征.结果表明,粉末粒径d随SrMg_xTi_1-xO₃中镁含量、烧结温度和烧结时间的改变而变化;烧结所产生的粉末粒度分布均匀、大小适中;Mg²⁺部分替代SrTiO₃的Ti⁴⁺后,O的1_s光谱随着Mg²⁺含量的不同而发生变化.     

锌(Ⅱ)配合物的超分子设计及对甲醇蒸气的吸附性能

采用饱和蒸气扩散技术, 将2,4-二羟基苯甲醛缩异烟酰腙(H₂dhbi)配体分别与Zn(ClO₄)₂·6H₂O和Zn(NO₃)₂·6H₂O进行配位作用, 得到2种不同配位模式的金属-有机框架材料[(dhbi)₂Zn₂·8H₂O]_n(1)和{[(dhbi)₂(H₂O)₂Zn₂]·4DMF]}_n(2). 利用X射线单晶衍射、 热分析技术(TG-DTA)和X射线粉末衍射(PXRD)等方法进行了结构表征. 进一步将配位聚合物1和2用于对甲醇分子的吸附性能研究, 结果表明, 化合物1是一种理想的微孔材料, 其对甲醇分子的吸附能力为化合物2的近5倍, 采用PLATON对材料的孔隙体积进行计算得到化合物1和2的孔隙率分别为38.2%和5.5%.     

Structure,Thermal Behavior and Characterization of a New Hybrid Iron Fluoride FeF4(2,2'-bipyridine)(H2O)2

New crystal of FeF₄(2,2'-bipyridine)(H₂O)₂ was prepared by hydrothermal synthesis. Crystalline structure determination is performed from single crystal X-ray diffraction data. The unit cell is monoclinic space group P2₁/n, with cell parameters a=0.9046(5) nm, b=0.7502(5) nm, c=1.9539(5) nm, β=93.307(5)°, V=1.3238(12) nm³ and Z=4. The structure of FeF₄(2,2'-bipyridine)(H₂O)₂ is built up from FeF₄N₂ octahedra coordinated by two nitrogen atoms of the 2,2'-bipyridine molecules, and four fluorine atoms as well as uncoordinated H₂O molecules. Thermal analysis of the title compound showed that the decomposition introduced four steps. IR spectra confirmed the presence of 2,2'-bipyridine molecules. The optical absorption was measured at the corresponding l_max using UV-Vis diffuse reflectance spectrum.     

Cd(Ⅱ)-btec配聚物的合成、结构及光电性能

采用水热法合成了Cd(Ⅱ)配聚物[Cd₃Na₂(btec)_n(1)和{[Cd₃Na₂(btec)₂(H₂O)₂]·4H₂O}_n(2)(H₄btec=1,2,4,5-苯四甲酸). 单晶结构解析结果表明, 配聚物1和2的不对称单元中均包含2种晶体学不等效的Cd(Ⅱ)离子, 分别为六配位和八配位, 均通过btec^4-基团桥连成具有3D无限结构的配聚物. 二者区别在于: 2个配聚物中Na(Ⅰ)离子的配位环境不同, 且配聚物2中存在游离水分子. 表面光伏技术研究结果表明, 2个配聚物在300~500 nm范围内呈现出明显的光伏响应, 表明它们具有一定的光-电转换能力. 对配聚物的表面光电压谱(SPS)与紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)进行了关联, 并对配聚物进行了X射线衍射(XRD)和热重(TG)分析.     

5,10,15,20-四-(4-N,N,N-二甲基十六烷基氨基苯基)卟啉LB膜结构的研究

研究了两亲性卟啉5,10,15,20-四-(4-N,N,N-二甲基十六烷基氨基苯基)卟啉(TDMC₁₆PP)在气/液界面上的成膜性能,制备了其多层LB膜。用UV-Vis吸收光谱、荧光光谱、偏振UV-Vis吸收光谱和小角X射线衍射对LB膜进行了测试表征。结果表明:两亲性卟啉TDMC₁₆PP具有良好的成膜性能,其LB膜性质稳定,有较好的结构均匀性和周期性。在LB膜内,脂肪链并不是直立的,卟啉大环平面与基片平面成42.5°排列。