不同晶型Bi2O3可见光光催化降解罗丹明B的研究

采用化学沉淀法制备了α、β、γ 3种晶体结构的Bi₂O₃光催化剂。利用XRD、TEM、氮气吸附、TG-DSC、紫外-可见漫反射光谱对样品的晶体结构、微观形貌、光学吸收特性进行了表征,并以罗丹明B(RhB)作为模型污染物,研究了不同的粉体光催化剂在可见光(λ>420 nm)照射下的光催化能力。结果表明：制备的α-Bi₂O₃为长3 μm、宽1 μm的板条状颗粒,带隙为2.84 eV;β-Bi₂O₃为粒径约150 nm的不规则颗粒,带隙为2.75 eV;γ-Bi₂O₃为直径6 nm、长度150~200 nm的纳米管,带隙为2.68 eV。在可见光照射下Bi₂O₃光催化降解RhB的活性如下：γ-Bi₂O₃>β-Bi₂O₃>α-Bi₂O₃,其中γ-Bi₂O₃在辐照60 min后对罗丹明B的脱色率可达97%以上。     

电沉积种子层化学控制生长氧化锌纳米棒和纳米管

采用水溶液法在电沉积的ZnO种子层上制备了高度取向的ZnO纳米棒阵列,并通过碱溶液化学腐蚀法获得了ZnO纳米管。对ZnO纳米棒和纳米管的溶液生长和腐蚀过程进行了分析。结果表明,种子层的结构和性能对ZnO纳米棒有着重要的影响,在-700 mV电位下沉积的种子层薄膜均匀性好,生长的纳米棒密度大、与基底垂直性好;碱溶液对纳米棒的腐蚀具有选择性,通过控制腐蚀液的浓度和时间,可获得中空的ZnO纳米管。     

有机电解液在阳极氧化法制备TiO2纳米管中的应用

二氧化钛纳米管由于其特殊的结构和优异的性能,在很多领域都有着重要的应用前景。阳极氧化法是制备二氧化钛纳米管的一种主要方法。近来,在阳极氧化法中使用有机电解液来制备二氧化钛纳米管取得了非常显著的效果。与传统的水溶性电解液相比,其深宽比和光电转换效率有了很大的提高。本文主要介绍了二氧化钛纳米管的阳极氧化原理以及有机电解液在阳极氧化法中对二氧化钛纳米管生长过程的影响。     

有机电解液在阳极氧化法制备TiO2纳米管中的应用

二氧化钛纳米管由于其特殊的结构和优异的性能,在很多领域都有着重要的应用前景。阳极氧化法是制备二氧化钛纳米管的一种主要方法。近来,在阳极氧化法中使用有机电解液来制备二氧化钛纳米管取得了非常显著的效果。与传统的水溶性电解液相比,其深宽比和光电转换效率有了很大的提高。本文主要介绍了二氧化钛纳米管的阳极氧化原理以及有机电解液在阳极氧化法中对二氧化钛纳米管生长过程的影响。     

混合模板法制备螺旋纳米结构二氧化硅

用凝胶剂高氯酸环（L-11-（N-甲基咪唑）十一烷基天冬酰胺-L-苯丙酰胺）（11mim ClO4）和十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）作模板剂,经溶胶-凝胶过程,制备纳米结构二氧化硅．使用冷场发射扫描电镜（FESEM）,表征了多种反应条件下样品的形貌和表面结构．结果表明,通过调节CTAC和凝胶剂的质量比,可以得到螺旋介孔二氧化硅纳米纤维,其长度为数百纳米,孔径为3．0nm．     

反位缺陷对碳化硅纳米管电子结构和光学性质影响研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算对含有反位缺陷（5,5）单壁碳化硅纳米管的电子结构和光学性质进行了研究.纳米管进行结构优化的结果显示,C_Si缺陷在纳米管表面形成了凹陷,Si_C缺陷形成了凸起;反位缺陷在纳米管的导带底附近形成了缺陷能级,使纳米管表现出n型导电的特点,由价带顶到缺陷能级的跃迁,在垂直和平行于纳米管管轴方向上形成了新的介电峰.     

二维BN材料中n型掺杂探索:基于第一性原理的带电缺陷计算

半导体材料的有效掺杂可为半导体器件的成功应用提供保障。理论上,通过计算缺陷形成能和电荷转移能级可以预测掺杂的难易性以及缺陷能级的深浅性。基于密度泛函理论,结合二维带电缺陷计算方法,系统计算二维BN材料中四种(C_B,Si_B,Ge_B,Sn_B)潜在n型掺杂体系的缺陷性质。结果表明,C_B(Sn_B)体系最稳定价态为+1价(-1价)和0价,而Si_B,Ge_B体系最稳定价态为+1价,0价和-1价,C_B,Si_B与Ge_B体系相应的施主离子化能为2.00 eV,3.57 eV和4.06 eV,均表现为深能级施主,很难为BN提供n型载流子。另外,C_B体系在宿主BN为p型掺杂时+1价态具有负形成能,将会严重降低BN p型掺杂效率及空穴导电率。该研究结果可为实验上对二维BN进行掺杂尝试提供理论依据。     

含水量对TiO2纳米管形貌控制参数的影响

以不同含水量的乙二醇溶液为电解液,采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列。通过记录反应过程中电导率、粘度及回路电流随时间的变化曲线,研究含水量对电解液粘度、电导率及电流等过程参数的影响,分析了纳米管形貌尺寸与TiO2溶蚀所耗电荷量的关系。粘度初始值和初始电导率均与含水量呈三次关系,相关系数分别为0.992 5和0.977 8。在反应过程中,溶液粘度值有缓慢增加的趋势。由于不同含水量的电解液粘度的不同,H+和OH-数量不同,F-迁移速率不同,电导率-时间曲线及电流-时间曲线具有不同的变化趋势,并对其进行了理论分析。当水体积分数为4%,5%,6%和10%时,纳米管的形貌较为有序并且TiO2纳米管阵列表面的碎片较少,纳米管直径变化范围为50 nm至72 nm,长度变化范围为0.85~1.90 m。F-腐蚀氧化膜时所消耗电量与TiO2氧化膜被腐蚀掉的体积呈一次函数关系,即腐蚀电量越大,腐蚀掉的体积越大,为制备一定形貌尺寸的纳米管提供了一定的控制方法。     

纳米管中的自旋极化

结构缺陷、掺杂等可以导致纳米管的自旋极化,而自旋极化的纳米管可以利用载流子的自旋状态作为信息载体,实现一维的自旋电子传输.具有不同自旋极化结构的纳米管,根据其电子结构、自旋极化性质和输运性质的不同,可以用于实现不同用途的自旋电子器件.很多有关自旋极化的纳米管的理论和实验工作已经展开,然而其中仍有很多物理问题有待深入研究.     

水热法制备TiO2纳米管阵列

在(NH4)2TiF6的水溶液中,以铝基阳极氧化铝膜为模板,采用水热法制备了TiO2纳米管阵列. 采用场发射扫描电镜、 X射线能量色散谱及X射线光电子能谱对所得纳米管阵列进行了表征,并探讨了其形成机制. 结果表明,控制水热处理时间对制备形貌规整的纳米管阵列至关重要,较佳的水热处理时间为90 min. 采用本方法制备的纳米管阵列具有特殊的形貌,即表面的连续多孔结构和断面的不连续、分离的管状特征. 这种特殊形貌的形成是由于[TiF6]2-与阳极氧化铝模板的表面和断面具有不同的反应速率,水解产物优先在阳极氧化铝模板的表面沉积所致.