水热温度对稀土Ce掺杂ZnO纳米棒的结构和光学性能影响
稀土掺杂材料实验技术的制备与性能表征方法
稀土掺杂材料实验技术的制备与性能表征方法近年来，稀土掺杂材料成为研究热点领域。
稀土元素具有特殊的电子结构和磁性质，被广泛应用于光电子、材料科学和生物医学等领域。
本文将介绍稀土掺杂材料的制备方法及性能表征方法，以及其应用前景。
一、制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的稀土掺杂材料制备方法。
首先，将稀土离子与溶剂（如乙醇）中的金属离子进行配位，形成溶胶。
随后，通过加入适当的沉淀剂将溶胶转化为凝胶状态。
最后，通过热处理或其他方法将凝胶转化为稀土掺杂材料。
该方法具有成本低、制备周期短的优点，适用于大规模生产。
2. 水热法水热法是一种基于水热反应原理的制备方法。
将稀土盐溶液与适当的反应物在高温高压条件下反应，生成稀土掺杂材料。
水热法可以控制材料的晶粒尺寸和形貌，对于制备纳米级稀土掺杂材料具有独特优势。
此外，水热法还适用于制备多相复合材料和纳米复合材料。
3. 气相沉积法气相沉积法是一种将气态前驱体转化为固态材料的制备方法。
通过让稀土化合物蒸发或分解，在一定的工艺参数下，将蒸汽沉积在基底上形成稀土掺杂材料。
气相沉积法具有高纯度、均匀性好、可控性强的优点，适用于制备薄膜和微纳结构材料。
二、性能表征方法1. 结构表征结构表征是研究稀土掺杂材料的重要手段。
X射线衍射（XRD）技术可以获取材料的晶体结构信息，确定晶胞参数和晶体结构类型。
扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）可以观察材料的形貌和微观结构。
高分辨透射电子显微镜（HRTEM）可以进一步观察纳米级材料的晶体结构和晶界缺陷。
2. 光学性能表征光学性能表征是评估稀土掺杂材料的重要方法之一。
紫外-可见-近红外吸收光谱（UV-Vis-NIR）可以测量材料在可见光和近红外波段的吸收与透过能力，了解其电子能级结构和带隙大小。
荧光光谱可以测量材料在激发光照射下的发光特性，根据发光强度和发光波长分析材料的荧光性能。
3. 磁学性能表征磁学性能表征是评估稀土掺杂材料磁性质的重要方法。
水热法制备ZnO纳米结构
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图在Si衬底上，先期对ZnO籽晶层图形化处理，后生长的ZnO 纳米图形化结构，采用电子束光刻技术对籽晶层进行图形化 处理，从而实现了单根纳米棒生长的控制 在纳米棒阵列图形化方面，通过对籽晶层先期图形化处理， 可以设计各种图形，如图4[17](a)和(b)所示，另外采用 电子束光刻等技术，可以图形化出只够一根纳米棒生长的籽 晶颗粒，从而可实现对单根纳米棒生长的控制，如图(c)所示 ， LOGO
水热法制备ZnO纳米结构
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参考文献
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水热生长直立均匀 zno 纳米棒阵列的影响因素
水热生长直立均匀 zno 纳米棒阵列的影响因素水热生长直立均匀 ZnO 纳米棒阵列的影响因素一、引言水热法是一种简单且有效的方法，用于合成直立均匀的 ZnO 纳米棒阵列。
这种方法不仅能够制备出具有优良性能的纳米材料，而且还在能源、光电、催化等领域具有广泛的应用。
了解影响水热生长直立均匀ZnO 纳米棒阵列的因素，对于优化合成策略、提高纳米材料的性能具有重要意义。
本文将从表面处理、反应条件、溶液浓度和衬底选择等方面，探讨影响水热生长直立均匀 ZnO 纳米棒阵列的因素。
二、表面处理表面处理是实现直立均匀 ZnO 纳米棒阵列生长的关键步骤之一。
在水热法合成过程中，通过表面处理可以改变衬底表面的性质，从而对纳米棒的生长行为产生影响。
常用的表面处理方法包括使用酸洗、其它表面活化剂等。
这些表面处理方法可以去除衬底表面的杂质和缺陷，提高纳米棒的生长均匀性。
三、反应条件反应条件是影响水热生长 ZnO 纳米棒阵列的重要因素之一。
合适的温度和反应时间可以促进纳米棒的生长，并控制其生长方向和尺寸。
通常情况下，较高的反应温度和较长的反应时间有利于纳米棒的纵向生长，而较低的反应温度和较短的反应时间则可以促使纳米棒的横向生长。
适当的溶液浓度和 PH 值也对纳米棒的生长具有重要影响。
四、溶液浓度溶液浓度是影响水热生长 ZnO 纳米棒阵列的重要因素之一。
溶液浓度的增加可以提高纳米棒的密度和尺寸，并且可以增加纳米棒的生长速率。
然而，当溶液浓度过高时，会导致纳米棒之间的相互作用增强，从而影响纳米棒的均匀生长。
在水热法合成 ZnO 纳米棒阵列时，需平衡溶液浓度和均匀性之间的关系，选择适当的浓度，以实现均匀的生长。
五、衬底选择衬底的选择对于实现水热生长直立均匀 ZnO 纳米棒阵列也有重要影响。
合适的衬底可以提供足够的成核点，促使纳米棒的生长。
常用的衬底材料包括硅片、玻璃基片等。
选择不同的衬底材料，可以调控纳米棒的生长方向和排列密度，从而实现不同的纳米棒阵列结构。
Ce掺杂ZnO光催化剂的制备及性能
有较 大影响；制备过程 中金属 离子 总量 （ ｃ ｅ ３ ＋Ｚ ｎ ）与 ０Ｈ一摩 尔比为 １： ２ ． ５ ，掺 杂量 为 ２ （ 摩 尔分数 ）时 ，制备 的
催 化 荆 主要 微 观 形 貌 为 具 有 层 状微 球 结 构 ，光催 化性 能 良好 。 关 键 词 ：Ｃ ｅ 掺杂 Ｚ ｎ Ｏ；共 沉 淀 ；光催 化 中 图 分 类 号 ：０ ６ ４ ３ 文献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
近年来 ，利用光催化反应 降解环 境污染 物逐 渐成 为环 境保护研究 的热点Ｅ ｌ － ａ ］ ，其 中 ，Ｚ ｎ Ｏ作 为一种 宽带 隙半 导 体材料 ，在紫外光照射 下产生光 生 电子 一空穴 对 ，生成 具 有氧化还原能力 的 ・ ＯＨ 和 ・ ０ｚ 一等 高活 性基 团 ，从 而对 污染物进行降解 ，是一种 典型 的光催化剂 ＿ ４ ］ 。对 Ｚ ｎ Ｏ进 行掺 杂改性是 提高 其光催化 降解能 力的 主要 途径 之一 ，掺 杂的元 素主要 包括 Ｆ ｅ 、Ｅ ｒ 、Ｅ ｕ 、Ｌ ａ和 Ｔ ａ ．等 过渡 和稀土
值 。ＭＢ的降解率采用吸光度计算 ：． ｒ ） ＝ （（ Ａｏ —Ａ ）／ ｎｏ ）
×１ ０ ０ ，其中 ，Ａ。 为反应 前 ＭＢ溶 液初 始 吸光 度值 ，Ａｆ
为 ＭＢ溶液 降解 过程 中不 同时刻 的吸光度值 。
１ ． ２ Ｃ ｅ 掺杂 Ｚ ｎ Ｏ 光 催化 的 制 备
称取 一 定 量 的 Ｚ ｎ（ Ｎ０ ３ ） ２・６ Ｈ２ Ｏ、Ｃ ｅ（ ＮＯ ３ ） 。・
次 ，在恒温干燥箱 中 ６ Ｏ。 Ｃ干燥 １ ２ ｈ 。将 干燥后 的样 品放 人到马弗 炉中 ，在 ４ ０ ０ 。 Ｃ下焙烧 ３ ｈ ，自然冷却至室温 ，得
到Ｃ ｅ 掺杂 Ｚ ｎ ０光催化剂 。
ZnO纳米材料的合成与应用研究
ZnO纳米材料的合成与应用研究概述：ZnO纳米材料作为一种具有广泛应用前景的半导体材料，其合成与应用研究一直备受关注。
本文旨在探讨ZnO纳米材料的合成方法以及其在各个领域的应用，从而深入了解其在科学研究和工业应用中的潜力。
一、ZnO纳米材料的合成方法1. 水热法合成水热法是一种常用的制备ZnO纳米材料的方法。
它通过调节反应条件和反应时间，可以获得具有不同形貌和尺寸的ZnO纳米颗粒。
水热法合成ZnO纳米材料具有简单、低成本、可扩展性强等优点，因此受到了广泛关注。
2. 溶胶-凝胶法合成溶胶-凝胶法是一种通过溶胶中的化学反应和胶体形成过程制备纳米材料的方法。
在ZnO纳米材料的合成中，可以通过溶胶-凝胶法控制反应条件，如温度、浓度和PH值等，以实现获得具有不同形貌和尺寸的纳米颗粒。
3. 气相法合成气相法是制备ZnO纳米材料的一种常用方法。
它通过将金属有机化合物或金属化合物加热到高温，然后通过氧化反应生成ZnO纳米颗粒。
气相法合成的ZnO纳米材料具有高纯度、高晶度和尺寸可控性好等特点。
二、ZnO纳米材料在光电子领域的应用1. 光催化应用ZnO纳米材料具有优异的光催化性能，可以利用其吸收紫外光的特性来分解有害有机物和杀灭细菌。
因此，ZnO纳米材料被广泛应用于光催化净化空气、水处理和消毒等领域。
2. 光电器件应用由于ZnO纳米材料的特殊电学性质和优异的光电性能，它在光电器件领域具有广泛应用潜力。
例如，ZnO纳米材料可以用于制备光电传感器、光电调制器、太阳能电池等。
三、ZnO纳米材料在生物医学领域的应用1. 抗菌材料ZnO纳米材料具有较高的抗菌性能，可以通过抑制细菌的生长来达到消毒和杀菌的目的。
因此，在生物医学领域，ZnO纳米材料被广泛应用于医疗设备、外科用品和医疗纺织品等。
2. 肿瘤治疗由于ZnO纳米材料的优异光学性质，在肿瘤治疗中可以利用其光热效应。
将ZnO纳米材料注入肿瘤组织，并利用红外激光的吸收来使其产生局部高温，从而实现对肿瘤的治疗。
《ZnO纳米结构的掺杂调控及其异质结光电性能的研究》范文
《ZnO纳米结构的掺杂调控及其异质结光电性能的研究》篇一摘要：本文针对ZnO纳米结构的掺杂调控及其异质结光电性能进行了深入研究。
首先，介绍了ZnO纳米材料的基本性质和掺杂技术；其次，详细阐述了不同掺杂元素对ZnO纳米结构性能的影响；最后，探讨了ZnO基异质结的构建及其在光电领域的应用。
通过实验和理论分析，为ZnO纳米材料在光电器件中的实际应用提供了理论依据和实验支持。
一、引言ZnO作为一种重要的宽禁带半导体材料，因其优异的物理和化学性质，在光电器件领域具有广泛的应用前景。
通过掺杂调控可以改变ZnO纳米结构的电学和光学性能，进一步拓展其应用范围。
本文旨在研究ZnO纳米结构的掺杂调控及其与异质结结合的光电性能，为ZnO基光电器件的研发提供理论支持和实验依据。
二、ZnO纳米材料的基本性质与掺杂技术ZnO具有较高的激子束缚能，良好的热稳定性和化学稳定性，使其在紫外光探测器、LED、太阳能电池等领域具有潜在的应用价值。
掺杂技术是调控ZnO纳米结构性能的重要手段，通过引入杂质原子，可以改变ZnO的电学和光学性质。
常见的掺杂元素包括铝（Al）、氮（N）等。
三、不同掺杂元素对ZnO纳米结构性能的影响1. 铝掺杂ZnO（AZO）：Al元素的引入可以有效地提高ZnO 的导电性能，降低电阻率。
此外，Al掺杂还可以提高ZnO的光学带隙，增强其抗辐射性能。
2. 氮掺杂ZnO（NZO）：N元素的引入可以在ZnO中形成受主能级，有效提高其P型导电性能。
NZO在蓝光LED、透明导电膜等领域具有潜在的应用价值。
四、ZnO基异质结的构建及其光电性能异质结是由两种不同材料的界面组成的结构，具有优异的电学和光学性能。
本文研究了ZnO与其他半导体材料（如Si、GaN 等）构成的异质结。
通过控制异质结的界面结构和能带排列，可以实现光生载流子的有效分离和传输，提高光电转换效率。
五、实验与结果分析1. 样品制备：采用溶胶-凝胶法、化学气相沉积等方法制备了不同掺杂元素的ZnO纳米结构及异质结样品。
(2023)最新水热法制备ZnO纳米材料及其影响因素的研究开题报告
(2023)最新水热法制备ZnO纳米材料及其影响因素的研究开题报告.答案(一)研究背景随着纳米科技和材料科学的发展，纳米材料已成为当前研究的热点。
其中，氧化锌纳米材料因其优异的物理、化学性质及广泛的应用领域备受关注。
水热法作为制备氧化锌纳米材料的一种方法，具有简单易行、成本低廉等优点，因此受到广泛关注。
研究目的本文旨在对水热法制备氧化锌纳米材料进行研究，并探究影响其制备过程及性质的因素，从而为其应用领域提供理论和实验依据。
研究内容1.概述水热法制备氧化锌纳米材料的过程2.系统研究影响制备氧化锌纳米材料过程的因素，包括反应温度、反应时间、溶液浓度等。
3.对制备得到的氧化锌纳米材料进行表征，包括粒径、形貌、结晶性等。
4.探究氧化锌纳米材料的性质，包括光学性质、催化性能等。
5.对影响氧化锌纳米材料性质的因素进行研究和分析。
研究方法1.采用水热法制备氧化锌纳米材料。
2.利用SEM、TEM等显微分析技术对氧化锌纳米材料进行形貌和结构的表征。
3.利用XRD、FTIR、UV-Vis等分析技术对氧化锌纳米材料的晶体结构、光学性质等进行分析。
4.利用对苯二酚-光度法、紫外光谱法等方法对氧化锌纳米材料的催化性能进行测定。
研究意义1.为水热法制备氧化锌纳米材料提供一种新途径。
2.探究影响制备过程及性质的因素，为优化氧化锌纳米材料的制备提供依据。
3.系统地分析氧化锌纳米材料的性质，为其在光学、催化等领域的应用提供理论基础。
4.对于绿色合成、减少污染、节约成本等方面也有一定的贡献。
研究计划阶段时间任务第一阶段2023.1-2023.3 文献综述，明确研究思路和方向第二阶段2023.4-2023.6 开展水热法制备氧化锌纳米材料的实验第三阶段2023.7-2023.9 对制备得到的氧化锌纳米材料进行表征和性质研究第四阶段2023.10-2023.12分析影响氧化锌纳米材料制备和性质的因素，撰写论文第五阶段2024.1-2024.2 完善并提交毕业论文参考文献1.Li Y, Wang Y, Zhang L, et al. Synthesis of ZnOnanoparticles in microemulsions and theircharacterization[J]. Materials Science and Engineering: B, 2008, 149(1): 10-14.2.Liu F, He S, Ge C, et al. Hydrothermal synthesis of ZnOnanostructures with different morphologies[J]. Journalof Alloys and Compounds, 2009, 467(1-2): 369-373.3.Chen X, Mao S S. Titanium dioxide nanomaterials:Synthesis, properties, modifications, andapplications[J]. Chemical Reviews, 2007, 107(7): 2891-2959.4.Pan S, An L, Li W, et al. Hydrothermally grown ZnOnanorods and nanosheets: Characterization and gassensing properties[J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 2011, 156(2): 700-706.5.Singh R P, Singh P, Singh A K. A comprehensive review onsynthesis, characterization, photocatalytic activity,and mechanism of ZnO nanoparticles[J]. Advances inColloid and Interface Science, 2017, 242: 65-79.结论经过实验和分析，本文得出以下结论： 1. 水热法是一种可行的制备氧化锌纳米材料的方法； 2. 反应温度、时间和溶液浓度是影响氧化锌纳米材料制备和性质的关键因素； 3. 制备得到的氧化锌纳米材料在形貌、结晶性、光学性质和催化性能等方面表现出良好的性质； 4. 氧化锌纳米材料具有潜在的光学、电化学和催化应用前景。
稀土Ce掺杂对ZnO结构和光催化性能的影响
稀土Ce掺杂对ZnO结构和光催化性能的影响一、本文概述本文旨在探讨稀土元素Ce掺杂对ZnO结构和光催化性能的影响。
ZnO作为一种宽禁带半导体材料，因其优异的物理和化学性质，在光催化、太阳能电池、气体传感器等领域具有广泛的应用前景。
然而，ZnO的光催化效率常常受到其光生电子-空穴对复合速率快的限制。
为了提高ZnO的光催化性能，研究者们常常采用元素掺杂、构建异质结等方法来改善其光生载流子的分离和传输。
稀土元素Ce因其独特的电子结构和光学性质，在掺杂改性中展现出巨大的潜力。
Ce的引入不仅可以调控ZnO的能带结构，提高其对可见光的吸收能力，还可以通过Ce的4f电子与ZnO的导带和价带之间的相互作用，抑制光生电子-空穴对的复合，从而提高ZnO的光催化活性。
本文首先通过文献综述，回顾了ZnO的光催化性能及其改性方法，重点介绍了稀土元素掺杂在ZnO改性中的应用。
随后，通过实验制备了不同Ce掺杂量的ZnO样品，并利用射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱等手段对样品的结构和光学性质进行了表征。
在此基础上，通过光催化降解有机污染物实验，评估了Ce掺杂对ZnO 光催化性能的影响，并探讨了其影响机制。
本文的研究结果将为进一步优化ZnO的光催化性能提供理论支持和实验依据，同时也为稀土元素在半导体材料改性中的应用提供新的思路和方法。
二、文献综述在过去的几十年里，氧化锌（ZnO）作为一种重要的半导体材料，在光电器件、气体传感器和光催化等领域受到了广泛的关注。
尤其是其优异的光催化性能，使得ZnO成为环境净化、能源转换等领域的研究热点。
然而，ZnO的宽带隙（约37 eV）限制了其只能吸收紫外光，限制了其在可见光催化领域的应用。
为了拓宽ZnO的光响应范围并提高其光催化活性，研究者们尝试了各种方法，其中稀土元素掺杂是一种有效的手段。
稀土元素，如铈（Ce），具有特殊的电子结构和光学性质。
Ce离子的引入不仅可以调节ZnO的能带结构，还可能引入新的缺陷能级，从而拓宽其光吸收范围。
《2024年铈掺杂氧化锌纳米管的制备及其发光性能研究》范文
《铈掺杂氧化锌纳米管的制备及其发光性能研究》篇一一、引言近年来，稀土元素掺杂的半导体纳米材料因其在光电子、磁性以及光电转换等领域的重要应用，备受科学界关注。
氧化锌（ZnO）作为一种具有高载流子迁移率的半导体材料，其在光电、气敏以及压电等领域也显示出广泛的应用前景。
本论文着重研究了铈（Ce）掺杂氧化锌纳米管的制备方法，以及其发光性能的研究。
二、铈掺杂氧化锌纳米管的制备（一）制备方法本实验采用化学溶液法，通过在氧化锌纳米管中掺杂铈元素，成功制备了铈掺杂氧化锌纳米管。
具体步骤包括：首先，制备出纯净的氧化锌纳米管；然后，将铈盐溶液与氧化锌纳米管进行混合，通过一定的反应条件使铈元素掺入氧化锌纳米管中。
（二）制备条件优化在制备过程中，我们通过调整掺杂浓度、反应温度、反应时间等参数，优化了铈掺杂氧化锌纳米管的制备条件。
实验结果表明，适当的掺杂浓度、反应温度和反应时间对于获得高质量的铈掺杂氧化锌纳米管至关重要。
三、铈掺杂氧化锌纳米管的发光性能研究（一）发光性能测试我们采用光致发光光谱（PL）和X射线衍射（XRD）等手段，对铈掺杂氧化锌纳米管的发光性能进行了研究。
通过PL光谱测试，我们可以观察到铈掺杂后的氧化锌纳米管在可见光区域出现了明显的发光峰。
（二）发光机理分析实验结果表明，铈元素的掺入改变了氧化锌纳米管的能带结构，使得其发光性能得到显著提高。
在光激发下，铈离子与氧化锌之间的能量传递过程导致了可见光发射。
此外，我们还发现，适当的掺杂浓度和反应条件对于优化发光性能具有重要作用。
四、结论本研究成功制备了铈掺杂氧化锌纳米管，并对其发光性能进行了研究。
实验结果表明，铈元素的掺入能够显著提高氧化锌纳米管的发光性能。
通过对制备条件的优化，我们得到了最佳的制备参数，为实现高质量铈掺杂氧化锌纳米管的规模化生产奠定了基础。
此外，对发光机理的分析有助于我们深入理解铈掺杂氧化锌纳米管的发光过程，为进一步优化其发光性能提供了理论依据。
水热法合成棒状纳米氧化铈条件与紫外吸收性优化
水热法合成棒状纳米氧化铈条件与紫外吸收性优化作者：吕杨梁键孙岩曲佳伟李敏杰齐浩楠汤卉来源：《科技创新与应用》2017年第16期摘要：为研制绿色紫外吸收剂，采用水热合成法合成棒状纳米氧化铈紫外吸收剂。
探索以硝酸铈为铈源，尿素为沉淀剂，加入适量的分散剂，不同的尿素含量、水热反应时间、煅烧温度对棒状纳米氧化铈微观结构与紫外吸收剂性的影响。
实验结果表明：制备的棒状纳米氧化铈为立方萤石结构；当尿素含量为0.295g·ml-1，反应温度为140℃，煅烧温度为500℃时，合成的棒状纳米氧化铈的晶化程度高且形貌完美，无团聚，颗粒状氧化铈含量少。
结论：水热合成法的优化条件：硝酸铈0.25g·ml-1，尿素含量0.295g·ml-1，水热反应时间5h，反应温度140℃，80℃下干燥后，在500℃煅烧5h，棒状纳米氧化铈具有合适的紫外吸收特性。
关键词：棒状纳米氧化铈；绿色紫外吸收剂；水热合成法；工艺优化引言传统紫外吸收剂一般多为有机物紫外吸收剂，如：UV-3638、UV-326、PBSA等，这类紫外吸收剂最大的缺点是稳定性差，易分解，且分解产物具有一定的毒性，满足不了绿色环保要求[1-3]。
近年，人类发现稀土CeO2具有很好的紫外吸收性能[4]，而纳米CeO2特殊的4f电子结构，尤对紫外光极度敏感，制得的纳米CeO2紫外吸收剂吸收波段宽泛，大约在200nm-480nm，且吸收效率高、使用寿命长、绿色环保、综合成本较低，从而得到了广泛的应用[5，6]。
由于纳米CeO2的形貌对其紫外吸收性能有较大影响，不同形貌、粒径的纳米CeO2具有不同的紫外吸收功能[7]。
目前，各形貌纳米CeO2制备技术尚处于探索阶段，而实际生产中得到的纳米CeO2亦存在诸多问题，如：粉体颗粒较大，在亚微米和微米之间，粒度分布不均匀，团聚现象严重等[8]。
研究高性能纳米CeO2工艺显得非常重要。
为此，本课题尝试探索采用水热合成法制备棒状纳米氧化铈合成条件与紫外吸收性优化。
《ZnO纳米材料的水热法制备及丙酮气敏性能优化研究》范文
《ZnO纳米材料的水热法制备及丙酮气敏性能优化研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，氧化锌（ZnO）纳米材料因其独特的物理和化学性质，在光电子器件、传感器、催化剂等领域展现出广泛的应用前景。
ZnO纳米材料的气敏性能对于气体检测、环境监测和安全防护等领域具有极高的应用价值。
本文将详细介绍ZnO纳米材料的水热法制备工艺及其在丙酮气敏性能的优化研究。
二、ZnO纳米材料的水热法制备1. 材料与试剂制备ZnO纳米材料所需的主要材料和试剂包括：锌盐（如硝酸锌）、碱（如氢氧化钠）、去离子水以及表面活性剂等。
2. 制备方法水热法是一种制备ZnO纳米材料的常用方法。
具体步骤如下：（1）将一定浓度的锌盐溶液与碱溶液混合，调节pH值；（2）加入表面活性剂，以控制ZnO纳米颗粒的形貌和尺寸；（3）将混合液转移至反应釜中，加热并保持一定时间；（4）反应结束后，冷却、离心、洗涤，得到ZnO纳米材料。
3. 制备工艺优化通过调整反应物的浓度、pH值、反应温度和时间等参数，可以优化ZnO纳米材料的制备工艺，提高其产率和质量。
三、丙酮气敏性能优化研究1. 丙酮气敏性能测试采用气敏传感器对制备的ZnO纳米材料进行丙酮气敏性能测试。
通过测量传感器在不同浓度丙酮气体下的电阻变化，评估其气敏性能。
2. 性能优化措施（1）材料改性：通过掺杂其他元素或采用复合材料的方法，提高ZnO纳米材料的气敏性能。
（2）表面修饰：利用表面活性剂或生物分子对ZnO纳米材料进行表面修饰，提高其与丙酮气体的相互作用，从而提高气敏性能。
（3）结构优化：通过调整ZnO纳米材料的形貌、尺寸和结晶度等，优化其气敏性能。
3. 优化效果分析通过对比优化前后的气敏性能测试结果，分析优化措施对ZnO纳米材料气敏性能的影响。
结果表明，经过优化后的ZnO纳米材料在丙酮气体检测方面表现出更高的灵敏度、更低的工作温度和更好的选择性。
四、结论本文研究了ZnO纳米材料的水热法制备工艺及其在丙酮气敏性能的优化研究。
郑兴芳 水热法制备纳米氧化锌的影响因素研究
do:i 10.3969/j .issn .1002-154X.2010.06.014水热法制备纳米氧化锌的影响因素研究郑兴芳(临沂师范学院化学与资源环境学院,山东临沂276005)摘 要 简单介绍了水热法的原理,主要讨论了在水热法制备纳米氧化锌的过程中,浓度、温度、反应时间、p H 值、Zn 2+/OH -物质的量比、添加剂和掺杂等因素对产物尺寸、形貌的影响,最后对水热法制备纳米氧化锌进行了展望。
关键词 纳米氧化锌 水热法 制备 影响因素收稿日期:2010-05-25基金项目:山东省博士基金资助项目(2006BS04039)作者简介:郑兴芳(1978~),女,硕士生,讲师,从事纳米氧化物的研究。
Research of Infl ue nci ng Factors i n Pre pari ng Nanosized ZnO byHydrot her malM et hodZheng X i ng f ang(Schoo l o f Che m istry and R esoureces Env ironm en,t L i n y iN or m a lUniversity ,Shandong L i n y i 276005)Abst ract The princ i p le of hydrother m al m ethod is briefly i n troduced .This paper m ainly d iscusses the factors i n fl u enci n g size and m or pho l o gy of nanosized ZnO by hydro t h er m a l m ethod ,wh ich i n c l u de concentration ,reacti o n te mperature ,reaction ti m e ,p H,Zn2+/OH -m o lar ratio ,additi v es ,doping and so on.The prospect o f hydrother m alm ethod in preparing nanosized ZnO is prospected in the end .K eyw ords nanosized zinc ox i d e hydrother m a l prepara ti o n i n fl u enci n g factors 氧化锌是一种性能优异的半导体材料,室温下禁带宽度为3.37e V,激子束缚能为60m e V,具有很好的光学、电学、催化特性。
水热法制备掺铝氧化锌纳米棒阵列及其光学特性
徐
迪 等 ： 热 法 制 备 掺 铝 氧 化 锌 纳 米 棒 阵 列 及 其 光 学 特 性 水
水 热 法 制 备 掺 铝 氧化 锌 纳 米 棒 阵 列 及 其 光 学 特 性
徐 迪 ， 学 臣， 中 兰 ， 段 李 朱协 彬
（ 中南 大学 材料 科学 与工程 学 院 ， 湖南 长 沙 ４ ０ ８ ） １ ０ ３
减 小， 紫外辐 射峰 蓝移 ， 近 强度 先 增 加 后 减 小， 明 掺 证 杂会 形成非辐 射 中心 ， 讨 了 Ａｌ 杂 Ｚ Ｏ 纳米 棒 阵 探 掺 ｎ
列 的发 光 机 理 。
和六 次 甲基 四胺 （ ＨＭＴ） 置 成 ０ ０ ５ ｌＬ的混 合 配 ． ２ ｍｏ／ 水溶 液 ， ｎ ＮＯ。 。・６ Ｏ 和 ＨＭＴ 为等 摩 尔浓 度 ， Ｚ（ ） Ｈ。 同 时加入表 面活 性 剂 聚 乙烯 亚 胺 ［ 增 加 纳 米棒 的 １来 。 长径 比 ， 往溶 液 中掺入 不 同量 的 ＡｌＮ０。。 Ｈ。 铝 （ ） ・９ Ｏ， 掺 杂量 （ 尔 分 数 ） ０ ５ 。将 配 置 好 的 溶 液倒 入 摩 为 ～ 反 应釜 中 ， 直 放 入 Ｚ Ｏ 种 子 层 ， 热反 应 温度 和 时 竖 ｎ 水
（ ｓ ｚ和 六 次 甲基 四胺 ， Ｓ／ ｉ 。基 片 上 合 成 了 ＮＯ ） 在 ｉＳ０ Ｚ Ｏ纳 米棒阵 列 。 ｎ 为 了改 善 Ｚ Ｏ 纳米结 构 的光 电性 能 ， 了控 制材 ｎ 除 料 的尺 寸 、 构 和形貌 外 ， 可采 用 稀 土元 素［］ 过渡 结 还 、 元 素【 和 Ⅲ族 等元 素 进行 掺 杂 ， 中 Ⅲ族 元 素 的掺 杂 ５ 其
关键词 ： 纳米 棒 ； 掺 杂 ； 列 ； 致发 光 Ａｌ 阵 光
中 图分 类 号 ： ０ １ ． ４ ０ ８ ． ６ ４２ ； ７ ２２ 文献标 识 码 ： Ａ
ZnOEu~(3+)纳米材料中Eu~(3+)在晶格中占据位置及光学性能研究
ZnO:Eu~(3+)纳米材料中Eu~(3+)在晶格中占据位置及光学性能研究在现代光电材料中,作为发光材料中心的稀土离子在固体发光材料中扮演着重要角色。
这是因为稀土离子具有独特的电子层结构。
它们作为杂质掺入到晶体后,使得晶体材料表现出优异的光电性能。
ZnO是一种新型的光电材料,近年来,稀土离子掺杂的ZnO纳米材料的制备和光电物理性质被学术界进行广泛的研究。
ZnO可以作为稀土掺杂的荧光材料的基质,能够广泛应用发光二极管、液晶显示器、荧光探针等产品中。
本文通过三种不同的方法（尿素沉淀法,溶液化学法,溶剂热法）制备了不同形貌的ZnO:Eu<sup>3+</sup>纳米材料。
并用X射线衍射仪、扫描电子显微电镜、荧光光谱仪、拉曼光谱仪等测试方法对样品的结构、形貌、光学特性进行了表征。
本论文重点研究了Eu<sup>3+</sup>离子的不同掺杂量和不同退火温度对纳米材料的形貌、粒径尺寸的影响,以及对ZnO:Eu<sup>3+</sup>纳米材料中Eu<sup>3+</sup>在晶格中占据的具体位置和光学性能进行了研究。
得到的主要研究结论如下：1.本论文采用了尿素沉淀法、溶液化学法、溶剂热法制备了ZnO:Eu<sup>3+</sup>纳米材料。
通过XRD分析,三种方法制备的样品衍射峰强度都比较高,表明样品的结晶性能都良好。
通过与标准的ZnO衍射图谱对比,表明Eu掺杂ZnO晶体均为六角纤锌矿结构。
尿素沉淀法,溶液化学法所制备的样品中没有发现Eu203的衍射峰,说明掺杂元素Eu<sup>3+</sup>进入ZnO晶格中。
而在溶剂热法制备的样品中,在XRD图谱的大约28°处发现Eu203的衍射峰,表明有少量的Eu203的表面析出。
但由于掺杂量少,衍射峰的强度是比较弱的。
氧化锌纳米棒的水热法制备及染料敏化电池的应用研究的开题报告
氧化锌纳米棒的水热法制备及染料敏化电池的应用研究的开题报告1. 研究背景及意义随着环保意识的提高以及对可再生能源的需求，染料敏化太阳能电池（DSSCs）作为一种新型的太阳能转换设备受到越来越多的关注。
其中，氧化锌（ZnO）作为一种重要的半导体材料具有广泛的应用前景，因其良好的光电性能和低成本而得到广泛的研究。
目前，制备氧化锌纳米棒是一种常见的方法，其可以通过水热法来进行制备。
此外，氧化锌纳米棒的制备方法、形貌、尺寸和结构等都会对其性能造成影响。
因此，本研究旨在通过水热法制备氧化锌纳米棒，并研究其在染料敏化电池中的应用，进一步探索和改善其性能，为可再生能源领域做出贡献。
2. 研究内容和方法2.1 研究内容（1）采用水热法制备氧化锌纳米棒。
（2）对制备的氧化锌纳米棒进行表征，包括形貌、尺寸、结构等。
（3）制备染料敏化电池，并将制备的氧化锌纳米棒应用于染料敏化电池中，研究其性能。
2.2 研究方法（1）水热法制备氧化锌纳米棒，采用乙酸锌（Zn(CH3COO)2）和氢氧化钠（NaOH）作为前驱体，反应时间、温度、浓度等参数进行控制。
（2）采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）等表征手段，对制备的氧化锌纳米棒进行形貌和尺寸等方面的表征，采用X射线衍射（XRD）对其结构进行分析。
（3）制备染料敏化电池，并将制备的氧化锌纳米棒应用于染料敏化电池中。
通过对其光电性能进行测试，包括开路电压、短路电流密度、填充因子等，研究其在染料敏化电池中的应用性能。
3. 预期结果通过水热法制备的氧化锌纳米棒具有良好的形貌和尺寸等方面的特点。
将其应用于染料敏化电池中，预期可以得到较好的光电性能参数，为其在可再生能源领域的应用提供新思路和方向。
4. 研究展望在本研究的前提下，我们将在未来的研究中进一步探索氧化锌纳米棒的优化方法和多样性，以更好地实现其在染料敏化电池中的应用。
预计可以通过对纳米材料的改进，更好地提升其光电能力，并最终在可再生能源领域发挥重要的作用。
Ce掺杂ZnO纳米棒的水热法制备及其性能表征
（ｅ Ｎ ３ ６ ２ ， 氧 化 钠 （ ａＨ） 无 水 乙 醇 Ｃ （ ０ ）． Ｈ０） 氢 ＮＯ ， （Ｈ Ｃ ２ Ｈ 均 为分析纯 ． Ｃ ３ＨＯ ） 首先 将 醋酸锌 和硝酸 铈按
一
定的配比溶于无水 乙醇 中， 再将溶解氢氧化钠 的
３３ Ｖ 半 导 体材 料 ， 室温 下 有 较 大 的激 子 束 缚 无水乙醇溶液倒入其中， ．７ｅ ） 在 混合搅拌 １ ｍｎ ０ ｉ后倒入高 能 （０ｍ Ｖ）可 以实 现室温 下 的激 子发 射 ， 生近 紫 压反应 釜 中 ， ６ ｅ ， 产 将密 封 好 的高 压 反 应 釜放 入 反应 炉 中
而导致 了紫外峰 的红移 ．
关键 词 ：ｅ Ｃ 掺杂 ＺＯ 纳米棒； ｎ； 光致发光 中图分类号 ：６４ 文献标 识码 ： 文 章编 号 ：６４ ８３（００Ｏ． ２． ０１ Ａ １７． ７． １）１ ０７ ３ ３ ２ ０ ０
０ 引言
氧化锌（ ｎ ） 为一种宽禁带的水 热 法 制备及 其性 能表 征 ｎ
郎集会 ， ， 李 雪 ， 铭 刘 晓艳 王 睿 杨景海 一 高 ， ， ，
（． １ 吉林师范大学 物理学院， 吉林 四平 １ ００２ 江苏大学 材料科学与工程学院， ３ ０；． ６ 江苏 镇江 ２２ １） １０３
外的短波发光， 以其独特的光电性能得到广泛 的 １ 并 ５ ０℃条件下反应 ２ 后取出． ４ｈ 晾至室温后， 将生成 应用 ［３． １］目前 ， 杂是 改 变 半 导体 物 理 性 质 的有 效 的沉淀 用去离 子 水 和无 水 乙 醇反 复 离 心 清洗 ， 于 － 掺 置 手段 ， 而将稀土离子掺杂到 ＺＯ材料 中可以有效的 反应炉 中 ６ ｎ ０℃干燥 即可 ． 改善 ＺＯ材 料 的发 光 性 能【 ． 是 因为 ： 先 ， ｎ 舶Ｊ这 首 稀 １２ 表征 手段 ． 土元素具有电子未完全充满的 壳层 ， 厂 这种特殊的 采用 日本理学 Ｄ ｍｘｒ ／ ａ． Ａ转靶 ｘ射线衍射仪对 壳层结构 ， 使稀土元 素具有不 同于一般元素 的磁 、 样 品进 行结构 表征 ， 测量 角度 范 围 为 ｌ。 ０， 长 ０ ～８。步 电、 光的特性以及其它特殊性能 ． 就三价稀土离子来 为 ００。滞 留时 间为 ０ １ｓ采用 Ｓ５０型 扫描 电子 ．２， ． ； －７
《铈掺杂氧化锌纳米管的制备及其发光性能研究》范文
《铈掺杂氧化锌纳米管的制备及其发光性能研究》篇一一、引言近年来，稀土掺杂的纳米材料因其在光电子、磁学和生物医学等领域的应用前景而受到广泛关注。
其中，铈掺杂的氧化锌纳米管（Ce-doped ZnO nanotubes）因其独特的物理和化学性质，在发光器件、光催化及生物传感器等领域具有潜在的应用价值。
本文旨在研究铈掺杂氧化锌纳米管的制备方法，并探讨其发光性能。
二、铈掺杂氧化锌纳米管的制备1. 材料与设备制备铈掺杂氧化锌纳米管所需的材料包括氧化锌、硝酸铈、氨水等化学试剂。
设备包括超声波清洗器、磁力搅拌器、电热鼓风干燥箱等。
2. 制备方法（1）将氧化锌和硝酸铈按照一定比例混合，加入适量的去离子水，进行磁力搅拌，使铈离子充分溶解于氧化锌溶液中。
（2）将得到的混合溶液在超声波清洗器中进行超声波处理，以获得均匀的溶液。
（3）将处理后的溶液转移到电热鼓风干燥箱中，进行热处理，使溶液中的物质发生化学反应，形成铈掺杂的氧化锌前驱体。
（4）将前驱体在高温条件下进行煅烧处理，使前驱体转化为铈掺杂的氧化锌纳米管。
三、铈掺杂氧化锌纳米管的发光性能研究1. 实验方法（1）采用X射线衍射（XRD）技术对制备的铈掺杂氧化锌纳米管进行物相分析。
（2）利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察纳米管的形貌和结构。
（3）采用光谱分析技术测定纳米管的发光性能，包括激发光谱、发射光谱及发光寿命等。
2. 实验结果与讨论（1）通过XRD分析，证实了铈掺杂氧化锌纳米管的成功制备，且其晶体结构与纯氧化锌相似。
（2）SEM和TEM观察结果显示，制备的纳米管具有较高的纯度和良好的形貌，管壁均匀，无明显缺陷。
（3）光谱分析结果表明，铈掺杂的氧化锌纳米管具有明显的发光性能。
与纯氧化锌相比，铈掺杂的纳米管在可见光区域的发光强度有所增强，且发光峰位发生红移。
这可能是由于铈离子的引入导致了能级结构的改变，从而影响了纳米管的发光性能。
此外，铈离子的引入还可能增强了纳米管的光催化活性，有助于提高其在光催化领域的应用价值。
水热法制备Co掺杂ZnO纳米棒及其光学性能
极 好 的抗 辐 射 性 能 和 化 学 稳 定 性 能 ， 的 外 延 低
生 长 温 度 和 大 尺 寸 衬 底 材 料 等 一 些 独 特 的 优
点， 被认 为是 继 Ｇ Ｎ之 后 又 一 种 迅 速 发 展 起 来 ａ
现象备受人们关 注。一方面 ， 因为对其所表现 出
的独 特磁 性 的理 解 涉 及 到 很 多 的基 础 性 物 理 问
Ｐ Ｓ ７ ．５ Ｅ ＡＣ ： ８５ ． ｔ Ｐ Ｃ ３ ５ Ｆ ７ ５ Ａ Ｃ： ２ ０ ； ８５ 文献 标 识 码 ： Ａ
中 图分 类 号 ： ４ ２ ３ ０ ８ ． １ ０ ７． ； ４ ２ ３
１ 引
言
本 较低 、 备 简 单 、 作 方 便 ， 制 备 一 维 Ｚ Ｏ 设 操 在 ｎ
第３ １卷
第 ２期
发 光 学 报
ＣＨＩ ＮＥＳ Ｊ Ｅ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｌ ＵＭ Ｉ ＮＥＳ ＣＥＮＣＥ
２１ ０ ０年 ４月
文 章 编 号 ： ０ ０７ ３ （ ００ ０ －２３０ １０ －０ ２ ２ １ ） ２０ ５ －５
水热 法制备 Ｃ 掺杂 Ｚ Ｏ纳米棒 及其光学性能 ０ ｎ
纳 米发 光 器 件 方 面潜 力 很 大 。 近年 来 ， 稀磁 半 导 体 因表 现 出独 特 的磁 有 序
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３ ６卷
３ ６
ＪＯ Ｕ ＲＮＡ Ｌ ｏＦ Ｊ Ｉ ＡＮ Ｇ ＳＵ ＵＮＩ Ｖ ＥＲＳＩ ＴＹ Ｃ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
■
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １— ７ ７ ７ ５ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ２ ． ０ １ ８
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｚ ｈ ｅ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ，Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ２ １ ２ ０ １ ３，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；２ ． Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ，Ｊ ｉ ｌ ｉ ｎ Ｎ ｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｓ ｉ ｐ ｉ ｎ ｇ ， Ｊ ｉ ｌ ｉ ｎ １ ３ ６ ０ ０ ０，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
到Ｚ ｎ Ｏ 晶格． 合 成的 纳米材 料 为直径 小 于 １ ０ ｎ ｍ 的 纳 米棒 状 结 构 ， 纳 米棒 的 长度 随 水 热 温度 的提
高而增 长． 紫外峰 和缺 陷峰 的强度 比 亦随 着水 热温度 的提 高而 增 大 ， 这主要 是 由 于产 物 的结 晶质量
提 高而导致 的． 同时， 水热 温度 的 变化 也 引起 紫外 ～可见吸 收 光谱 图 中吸 收峰 的红移 现 象．
摘要： 采用简单的水热法制备 了稀土铈（ Ｃ ｅ ） 掺杂的氧化锌 （ Ｚ ｎ Ｏ ） 纳米棒材料 ， 主要探讨 了不同水
热温度 对 Ｃ ｅ 掺杂的 Ｚ ｎ Ｏ纳 米棒 的结构 和 光 学性 能 的 影 响． 利 用 ｘ射 线衍 射 、 透 射 电子显 微 镜 、 ｘ
射 线 能量 色散 谱 、 光致 发光 光谱和 紫外 一可见分 光光 度计 对稀 土掺 杂 Ｚ ｎ Ｏ纳 米材 料进 行 表征 和 分 析． 试 验 结果表 明 ： 水 热温度 的提 高有 利 于稀 土 ｃ ｅ掺 入 到 Ｚ ｎ Ｏ晶 入
关键词 ：氧化锌 ；稀 土铈 ；纳米棒 ；水热 温度 ；光 学性 能
中 图分 类 号 ：０ ６ １ ４
引文格式 ：郎集会 ，韩
文献 标志 码 ： Ａ
文章 编号 ：１ ６ ７ １ —７ ７ ７ ５ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ２— ０ ２ ２ ４— ０ ４
强， 张
旗 ，等．水热温度对稀土 ｃ ｅ掺杂 Ｚ ｎ Ｏ纳米棒的结构和光学性 能影响 ［ Ｊ ］ ． 江苏 大学学报 ： 自然科
学版， ２ ０ １ ５， ３ ６ （ ２ ） ： ２ ２ ４—２ ２ ７， ２ ４ ４ ．
Ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕｒ ｅ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ
水 热 温 度对 稀 土 Ｃ ｅ 掺杂 Ｚ ｎ Ｏ纳 米棒 的 结 构 和 光 学 性 能 影 响
郎集 会 ，韩 强 ，张 旗 ，闫永 胜 ，杨 景 海
（ １ ． 江苏 大 学 化 学 化 工 学 院 ， 江苏 镇 江 ２ １ ２ ０ １ ３ ； ２ ． 吉林 师 范 大学 物 理 学 院 ，吉林 四平 １ ３ ６ ０ ０ ０ ）
ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｃ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃｅ － ｄｏ ｐ ｅ ｄ Ｚｎ Ｏ ｎ ａ ｎ ｏ ｒ ｏ ｄ ｓ
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