氧化锌纳米棒的制备和生长机理研究

ZnO nanorods are prepared by different assistants (cetyltrimethylammonium bromide，trisodium citrate and ethylene diamine anhydrous) favored hydrothermal synthesis with Zn(OH)₂ colloid as the precursor. The samples are characterized by transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD). The results show that the as-synthesized ZnO nanorods are of uniform size with 25 nm in diameter and 200～300 nm in length. The effects of the different assistants to the morphology, size and mechanism of nano-ZnO are discussed.     

PEG辅助氧化锌纳米棒的水热法制备

采用PEG辅助水热法合成了ZnO纳米棒,XRD显示产物为结晶良好的六角结构晶体ZnO,PL谱表明适当退火处理后产物有较好的光致发光性能.利用TEM和SAED研究了纳米棒的形貌和生长机制,并研究了氢氧化钠浓度和反应时间对产物形态和尺寸的影响.     

Co掺杂ZnO纳米棒的水热法制备及其光致发光性能

以Zn(NO3)2·6H2O 和Co(NO3)2·6H2O为原料, 通过水热法在较低温度下制备了纯ZnO和Co掺杂的ZnO(ZnO:Co)纳米棒. 利用XRD、EDS、TEM和HRTEM对样品进行了表征, 结合光致发光(PL)谱研究了样品的PL性能. 结果表明, 水热法制备纯ZnO和ZnO:Co纳米棒均具有较好的结晶度. Co2+是以替代的形式进入ZnO晶格, 掺入量为2%(原子分数)左右. 纯的ZnO纳米棒平均直径约为20 nm, 平均长度约为180 nm; 掺杂样品的平均直径值约为15 nm, 平均长度约为200 nm左右; Co掺杂轻微地影响ZnO纳米棒的生长. 另外, Co掺杂能够调整ZnO纳米棒的能带结构、提高表面态含量, 进而使得ZnO:Co纳米棒的紫外发光峰位红移, 可见光发光能力增强.     

低温一步液相法合成ZnO纳米棒

近年来．一维纳米结构如纳米线、纳米棒、纳米带等．由于其新颖的物理化学性质及其在光学或电学器件上的广泛应用前景．已成为研究开发的热点。特别是氧化锌（ZnO）这种宽禁带（3．37eV）、高激子束缚能（60meV）的功能性半导体材料。基于它在光电子器件、太阳能电池、传感器、二极管、场发射显示器等领域潜在的重要应用价值，各国科学工作者都给予极大的研究热情．开发出了许多合成方案制备一维纳米ZnO结构，如水热法，模板法同，微乳液法阐，CVD法，热蒸发法，MOVPE法，电化学沉积法等。     

常温直接沉淀法制备ZnO纳米棒

在常温下, 以PEG-400(聚乙二醇400)为表面活性剂, 采用直接沉淀法合成了ZnO纳米棒. 产物用XRD, TEM, SAED和 HRTEM等进行了表征. 结果表明, 所得ZnO为一维的纳米棒, 属于六方纤维矿的单晶结构. ZnO纳米棒的直径在20~40 nm之间, 长度在300~800 nm范围. (0001)面为ZnO纳米棒的生长方向. 讨论了ZnO相的生成和ZnO纳米棒的形成机理以及PEG-400在其形成过程中的作用.     

Sb掺杂大尺寸ZnO纳米棒的制备及其特性研究

采用化学气相沉积法,在没有采用任何催化剂的条件下,在Si(100)衬底上成功制备出Sb掺杂大尺寸ZnO纳米棒,并对样品进行了结构和光学性质的表征。结果表明:纳米棒为结晶质量较好的六角纤锌矿结构,在能量色散谱(EDS)中观测到了Sb元素的存在。此外,在低温光致发光(PL)光谱中还观测到了与Sb掺杂相关的中性受主束缚激子发光峰(A0X)、自由电子到受主能级跃迁的发光峰(FA)、施主受主对(DAP)以及DAP的一级纵向光声子伴线(DAP-1LO),因此证实Sb元素作为受主杂质掺杂已进入ZnO晶格。     

水热重结晶法制备羟基磷灰石纳米棒

本文以Ca(NO₃)₂和(NH₄)₂HPO₄为原料，采用重结晶法，在水热条件下制备了羟基磷灰石(HA)纳米棒；利用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、红外光谱(FTIR)等分析测试手段，研究了pH值和晶化时间对HA组成和结构的影响。实验结果表明，室温混合pH值为7.5的沉淀物和pH值为10.5的清液，于180 ℃下水热处理10 h重结晶制得的HA纳米棒的平均长径比最长(约为28)；采用不同pH值的清液，体系的单体浓度(即化学势)改变时，得到的HA纳米棒的长径比不同；随着晶化时间延长，纳米棒的长径比先增大后减小。     

氧化锌纳米棒光电极对核黄素的光致电化学响应及应用

基于核黄素在第二工作电极上的预还原,将还原型核黄素作为电子给体纳入氧化锌纳米棒光电极的光致电化学反应过程,构建了一种新的光致电化学反应系统.优化了电化学制备氧化锌纳米棒光电极的方法,研究了核黄素与氧化锌纳米棒光电极的光致电化学反应机理,建立了一种测定核黄素的光致电化学分析法.在p H=6.5的缓冲溶液中,以玻碳电极为预还原电极,在峰值波长为365 nm、能量为450μW/cm~2的光照下,在偏压0.1 V处测得的光电流与1.00×10~(-5)~1.00μmol/L核黄素浓度的对数值成正比,检出限为6.0×10~(-7)μmol/L(S/N=3),灵敏度为195.6 n A/lg[c(μmol/L)].对实际样品测定的相对标准偏差小于6.25%,回收率为99.0%~104%,常见生化物质对核黄素光电流的响应无干扰.     

均一形貌的ZnO纳米棒的制备及其光催化性能研究

ZnO nanorods were synthesized from high purity Zn granule by a vapor phase deposition in the Ar + O₂ gas. The products were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). The ZnO nanorods were typically 1～2 μm in length and 20～30 nm in diameter with an aspect ratio as high as 20. The UV absorption properties were detected and the results show that the ZnO nanorods have an extremely strong absorption at 200～380 nm wavelength. The results were good when the ZnO nanorods were used as photocatalyst.     

NaOH溶液中CdS纳米棒的水热合成

在NaOH溶液中水热合成了CdS纳米棒, 并探讨了NaOH溶液浓度和反应时间对CdS纳米棒形貌及晶体结构的影响及其可能的生长机理和母液循环可行性. 用粉末X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和选区电子衍射(SAED)对CdS纳米棒进行了表征, 并考察了其在可见光照射下光催化降解亚甲基蓝的活性. 结果表明, NaOH溶液是形成棒状形貌的关键因素. 在最优实验条件下, 可获得六方纤锌矿结构CdS纳米棒, 直径约200 nm, 长度可达4 μm. 该纳米棒具有良好的可见光光催化活性.     

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。     

Hydrothermal Synthesis and Optical Properties of ZnO Nanostructured Films Directly Grown from/on Zinc Substrates

Uniform ZnO nanorods arrays are grown directly from and on Zn foils in pure water under hydrothermal conditions at a relatively low temperature. The nanorods are 80–200 nm in diameter and ∼ 1 μm in length, which grow on the Zn foil along the [001] direction. By changing the pure water to a urea solution, a Zn compound ([Zn₅(OH)₆(CO₃)₂], a precursor of ZnO nanoflowers film, is created by self-assembly. The ZnO nanoflowers film can be easily obtained by heating the [Zn₅(OH)₆(CO₃)₂] compound in N₂ at 350∘C for 5–6 hours. Possible growth processes of the ZnO nanorods arrays and the [Zn₅(OH)₆(CO₃)₂] nanoflowers are discussed. Photoluminescence properties of the as-prepared ZnO nanostructures have been measured. The ZnO nanorods array synthesized using our method has minimal defects so that only band-gap emission is observed. However, the ZnO nanoflowers film, obtained by heating the [Zn₅(OH)₆(CO₃)₂] nanoflower precursor in N₂, is polycrystalline and displays strong defect-related emission.     

微波固相合成氧化锌纳米棒

通过前驱体的微波固相热分解法快速合成了氧化锌纳米棒, 其直径在60～385 nm之间, 长可达数微米. 前驱体则通过一步室温固相反应制备. 用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线分析(EDX)和透射电子显微镜(TEM)对产物的结构和形貌进行了表征. 同时, 对氧化锌纳米棒的光致发光(PL)性能作了测试, 结果表明在355 nm处有一个明显的近带隙发射峰. 另外, 对比实验表明, 微波辐射在氧化锌纳米棒的形成过程中起了关键性作用, 并对其形成机理进行了初步探讨.     

ITO基底上ZnO薄膜的制备以及刻蚀图形的扫描电化学显微镜表征

在氧化铟锡(ITO)导电玻璃的衬底上,利用直接电沉积方法制备了ZnO纳米线或ZnO薄膜.然后利用存储有HCI刻蚀剂的琼脂糖微图案印章对其进行了化学刻蚀以形成不同的图形.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和扫描电化学显微镜(SECM)分别对ITO衬底上的ZnO薄膜的结构、形貌和电化学性质进行表征.     

以陶瓷球为载体的铁掺杂氧化锌纳米棒光催化降解甲醛气体

采用简单的湿化学法在陶瓷球上制备了纯氧化锌和铁掺杂的氧化锌纳米棒。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）和紫外可见分光光度计（UV-Vis）对样品的结构、形貌和光学性能进行了结构表征和分析。研究了纯氧化锌及铁掺杂的氧化锌在紫外光照射下对甲醛气体的降解效率。结果表明与纯氧化锌相比,铁掺杂的催化剂表现出更优越的光催化活性。当Fe的掺杂量为4%时,催化剂对甲醛的降解效率最高。催化剂具有良好的稳定性,可以重复利用,循环使用10次之后,催化效率仍可达到85%。     

以陶瓷球为载体的铁掺杂氧化锌纳米棒光催化降解甲醛气体(英文)

采用简单的湿化学法在陶瓷球上制备了纯氧化锌和铁掺杂的氧化锌纳米棒。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)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)对样品的结构、形貌和光学性能进行了表征和分析。研究了纯氧化锌及铁掺杂的氧化锌在紫外光照射下对甲醛气体的降解效率。结果表明与纯氧化锌相比,铁掺杂的催化剂表现出更优越的光催化活性。当Fe的掺杂量为4%时,催化剂对甲醛的降解效率最高。催化剂具有良好的稳定性,可以重复利用,循环使用10次之后,催化效率仍可达到85%。     

铜掺氧化锌多孔纳米棒的水热合成及其光催化性能

通过两步法合成铜掺杂的氧化锌纳米棒,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）和紫外-可见（UV-Vis）分光光谱等技术对系列样品进行了表征,研究并探索了铜掺杂的氧化锌纳米棒光降解染料罗丹明B（RhB）和气体乙醛的催化活性。通过对多孔Cu掺杂ZnO纳米棒光催化分解乙醛进行了评价。多孔Cu掺杂ZnO纳米棒（CZ-5）光催化剂具有最高的催化分解乙醛的能力,比其它多孔Cu掺杂ZnO纳米棒具有很高的催化活性。多孔Cu掺杂ZnO纳米棒光催化剂在室温下在可见光（435 nm）下照射16 h,5.50×10^-4（φ,体积分数）的乙醛气体完全降解为二氧化碳（CO₂）。多孔铜掺杂的氧化锌纳米棒光催化剂的光催化性能的改善主要归因于铜和氧化锌纳米棒之间的协同作用。这种改进的光催化协同作用归因于Cu掺杂ZnO的可见光吸收的延伸和光生电子空穴对的抗重组。     

Fabrication of Well-Aligned ZnO Nanorods with Different Reaction Times by Chemical Bath Deposition Method Applying for Photocatalysis Application

Zinc oxide nanorods were grown on an aluminum-doped zinc oxide seeds layer using the chemical bath deposition method. The effects of growth reaction time on the structural, optical, and photocatalytic properties of zinc oxide nanorods were investigated. It was clearly observed that the growth direction of zinc oxide nanorods were dependent on the crystallinity of the as-deposited aluminum-doped zinc oxide seed layer. The crystallinity of the obtained zinc oxide nanorods was improved with the increase in reaction times during the chemical bath deposition process. The mechanism of zinc oxide nanorod growth revealed that the growth rate of nanorods was influenced by the reaction times. With increasing reaction times, there were much more formed zinc oxide crystalline stacked growth along the c-axis orientation resulting in an increase in the length of nanorods. The longest nanorods and the high crystallinity were obtained from the zinc oxide nanorods grown within 5 h. The optical transmittance of all zinc oxide nanorods was greater than 70% in the visible region. Zinc oxide nanorods grown for 5 h showed the highest degradation efficiency of methyl red under ultraviolet light and had a high first-order degradation rate of 0.0051 min⁻¹. The photocatalytic mechanism was revealed as well.     

Well Oriented ZnO Nanorods Array: Negative Resistance and Optical Switching

Well‐oriented ZnO nanorods (NRs) arrays were grown on Si, alumina, quartz, and FTO substrates through a ZnO seed layer followed by low temperature wet chemical process. The influence of sputtered ZnO seed layer thickness (100, 50, 32, and 16 nm), annealing temperature and CuO_x coverage on the characteristics of ZnO NRs were investigated in this study. The crystalline structural, chemical, morphological, optical, and electrical properties of ZnO NRs arrays were studied by X‐ray diffraction (XRD), field emission‐ scanning electron microscopy equipped by energy dispersive X‐ray spectroscopy (FE‐SEM/EDX), Raman scattering, UV/Vis ‐ near IR absorption spectroscopy and current‐voltage characteristic. XRD and Raman spectra measurement revealed that the synthesize ZnO displayed hexagonal wurtzite structure. The individual rod diameter, density, and orientation can be controlled by varying the seed layer thickness. The mean diameter and maximum length of ZnO NRs are around 55–66 nm and 282 nm, respectively. ZnO NRs/ ZnO thin film structure shows optical switching and negative differential resistance behavior as applicable to ON/OFF gate and memory devices.     

葡萄糖辅助合成碲化铅纳米棒及其表征

采用简单的葡萄糖辅助溶剂热合成法制备了碲化铅纳米棒。 利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、能谱仪(EDS)等技术手段进行材料结构和形貌表征。 结果表明,产物是纯的立方相PbTe,纳米棒的直径约为50 nm,长500 nm左右。 研究了反应过程的影响因素及碲化铅纳米棒的形成机制。 产物的形貌受葡萄糖的量、反应时间、反应温度和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)质量的控制,分析了形成这种结构的原因。