不同形貌的纳米氧化锌.
水热法制备不同形貌的氧化锌纳米结构
水热法制备不同形貌的氧化锌纳米结构李琛;周明;沈坚【摘要】The hydrothermal method was developed here to prepare ZnO nano-structure with different morphology on different seed layer.The substrates include silicon wafer,silicon wafer deposited with ZnO thin film,silicon wafer deposited with ITO thin film,etc.We investigated the influence of different seed layer on the morphology of ZnO nano-structure.We also prepared ZnO nano-structure on ZnO seed layer and ITO seed layer under different temperature to study the influence of temperature and seed layer on the length of nano-rod.Scanning electron microscopy(SEM) and X-ray diffraction(XRD) were developed to characterize the samples.The results showed that seed layer,reaction time,growth temperature and methanamide concentration had a great influence on the morphology of nano-structure.Nano-rod formed on ITO seed layer is shorter than prepared on the ZnO seed layer.From the SEM picture it also would be seen that the diameter and length of nano-rod increased as temperature goes high.X-ray diffraction peak at 34.6℃ had a strong(002) wurtzite peaks,which showed a high degree of c-axis oriented nanorod arrays and good crystalline quality.%采用水热法,用甲酰胺水溶液和锌片建立反应体系,在不同种晶层上制备出不同形貌的ZnO纳米结构,所用基底有Si片、镀有ZnO薄膜的Si片、镀有ITO薄膜的Si片、涂有ZnO粉末的Si片等,研究了不同的种晶层对ZnO纳米结构的形貌的影响。
不同形貌ZnO@PANI纳米复合材料的制备及光催化性质
不同形貌ZnO@PANI纳米复合材料的制备及光催化性质吴振玉;李奉杰;李村;朱维菊;方敏【摘要】采用直接沉淀法和水热合成法制备出形貌和尺寸比较均一的颗粒状、棒状和球形花状的纳米ZnO.使用硅烷偶联剂KH-42(苯胺甲基三乙氧基硅烷,C6H5-NH-CH2-Si(OCH3)3)对所得纳米ZnO进行表面化学修饰,修饰后的纳米ZnO(m-ZnO),经由皮克林乳液聚合法使苯胺单体在其表面聚合,形成聚苯胺(PANI)包覆的氧化锌纳米复合材料(m-ZnO@PANI),采用XRD、SEM、HRTEM、FTIR、UV-Vis、TG等对样品进行表征;研究了m-ZnO@PANI纳米复合材料对亚甲基蓝(MB)的光催化性能.结果表明,复合材料对可见光也有较强的吸收,在紫外、可见光照射下都有较好的光催化降解效率.其中,棒状ZnO纳米复合材料的光催化降解性能最好,它的紫外-可见光和可见光光催化降解率分别达到98.2%和97.1%,而且复合材料的光催化性能稳定,二次循环的紫外-可见光催化降解率仍达到96.0%.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2013(029)010【总页数】8页(P2091-2098)【关键词】纳米氧化锌;聚苯胺;复合材料;光催化【作者】吴振玉;李奉杰;李村;朱维菊;方敏【作者单位】安徽大学化学化工学院,合肥230601;安徽大学化学化工学院,合肥230601;安徽大学化学化工学院,合肥230601;安徽大学化学化工学院,合肥230601;安徽大学化学化工学院,合肥230601【正文语种】中文【中图分类】O643.360 引言近年来,随着环境污染的加剧,控制污染、保护环境,实现可持续发展是人们的共同愿望。
半导体光催化成为污染控制化学研究的一个热点,是一种具有广阔应用背景的绿色环境治理技术,其中光催化降解是指半导体光催化剂在光照条件下可以产生具有强氧化性的OH·自由基氧化分解各种有机污染物。
纳米氧化锌的形貌特征
纳米氧化锌的形貌特征纳米氧化锌是一种具有广泛应用前景的纳米材料,其形貌特征对其性能和应用具有重要影响。
本文将从纳米氧化锌的形貌特征入手,探讨其在不同领域的应用。
一、纳米氧化锌的形貌特征纳米氧化锌的形貌特征主要包括粒径、形状、表面结构等方面。
其中,粒径是影响纳米氧化锌性能的重要因素。
一般来说,纳米氧化锌的粒径越小,比表面积越大,表面活性位点越多,其催化、光催化、光电性能等就越好。
此外,纳米氧化锌的形状也对其性能有影响。
不同形状的纳米氧化锌具有不同的表面能和晶面结构,从而影响其光学、电学、磁学等性质。
例如,球形纳米氧化锌具有较高的比表面积和光吸收能力,适用于光催化和光电转换等领域;棒状纳米氧化锌则具有较好的电学性能,适用于传感器和电子器件等领域。
二、纳米氧化锌在催化领域的应用纳米氧化锌在催化领域的应用主要体现在光催化和催化剂两个方面。
光催化是指利用光能激发纳米氧化锌表面的电子,从而促进化学反应的进行。
纳米氧化锌具有较高的光吸收能力和光催化活性,可用于水处理、空气净化、有机废气处理等领域。
催化剂是指在化学反应中起催化作用的物质,纳米氧化锌作为一种催化剂,具有较高的催化活性和选择性,可用于有机合成、氧化还原反应等领域。
三、纳米氧化锌在光电领域的应用纳米氧化锌在光电领域的应用主要体现在太阳能电池、光电传感器、光电器件等方面。
太阳能电池是指利用光能转化为电能的装置,纳米氧化锌作为一种光电转换材料,具有较高的光吸收能力和光电转换效率,可用于太阳能电池的制备。
光电传感器是指利用光电效应将光信号转化为电信号的装置,纳米氧化锌作为一种光敏材料,具有较高的光电响应能力和灵敏度,可用于光电传感器的制备。
光电器件是指利用光电效应实现电子器件功能的装置,纳米氧化锌作为一种光电转换材料,可用于制备光电晶体管、光电场效应晶体管等器件。
四、纳米氧化锌在生物医学领域的应用纳米氧化锌在生物医学领域的应用主要体现在生物成像、药物传递、抗菌等方面。
溶剂配比对水热法制备纳米氧化锌形貌和光催化性能的影响
摘 要 : 过 改 变水与 乙醇 用量 比 , 用 溶 剂 热 法制 备 了不 同形貌 的 纳 米 Z 0。 随 着水 通 采 n
在 反 应 体 系 中 的 增 加 , n 的 形 貌 发 生 了规 律 性 的 变 化 。 当 溶 剂 中有 少量 水 时 ( 水 ): ZO V(
V( 醇 ) 1: ) 产 物 形 貌 为 粒 状 ; 量 增 加 ( ( ):V( 醇 ) 1:1 , 米 颗 粒 会 沿 4 乙 一 2, 水 水 乙 一 )纳
Absr c :A i ta t s mpl o e wa e r e o s nt s z a i usy mor hol ia O e e r ut s r po t d t y he ie v ro l p og c 1Zn by s — lc i g dif r ntr to t e t r a t a la e c i e u u e ol o he — e tn f e e a i s be we n wa e nd e h no s r a ton m di m nd r s v t r ma o ii n. As nc e sng t c nt nt o t r i t r a ton, t s p o lc nd to i r a i he o e f wa e n he e c i he ha e f ZnO
文 章 编 号 : 6 26 8 ( 0 1 0 — 3 50 1 7 — 9 法 制 备 纳 米 氧 化 锌 形 貌 和 光 催 化 性 能 的 影 响
李 济 琛 。 家 齐 ,陈 克 正 万
( 岛科 技 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 , 青 山东 青 岛 2 6 4 ) 6 0 2
c a g d g a u l . S a tn t ite wa e ( H 2 h n e r d al y t r i g wih a l l t r V( : ( t a o ) 1 :2 ,t e mo — t O) V e h n 1 一 ) h t
不同形貌的纳米氧化锌
简单水热法制备棒状纳米氧化锌
表面活性剂 CTAB添 加量增加,制备产物对 次甲基蓝的光降解速 率降低 ——CTAB添加量增 加导致制备的ZnO棒 径增大,光降解表面变 小
棒径尺寸对纳米氧化锌光催化性能的影响
注:a 0.01mol/L CTAB b 0.1mol/L CTAB
——水热法
ZnO 纳米线
利用微波对系统加热 反应介质为有机相
可制备形貌特殊、且纯度较高的产品
微波加热法 溶剂热法
能够获得均匀粒子,反应时间也较水浴 加热大大缩短 能制备特殊形貌
水热法制备花状纳米氧化锌
配制 前驱体
0.6gZn(AcO)2 · 2H2O溶于3omL 蒸馏水中, 0.16g咪唑类离 子液体溶于 10mL蒸馏水中, 两者混合, 并搅拌10分钟
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
聚合物乳液进 一步修饰
带正电的多环 芳烃(2h)
水/去离子水洗
Pickering
棒状ZnO
——简单水热法
棒状纳米氧化锌的世界
简单水热法制备棒状纳米氧化锌
氧化锌纳米棒具有新奇的物化特性,纳米棒及其阵列具有优异的光电磁催化性 质,将对纳米元器件构筑和高级纳米功能材料的设计研究产生深远影响。
简单水热法
水热反应
后处理
将前驱体溶 液置于反应 釜中,180℃ 下加热24h
冷却至室温 ,将所得白 色产物分离 ,并用双蒸 水洗涤,于 60℃下干燥
——Maryam Movahedi, Elaheh Kowsari. Materials Letters, Volume 62, Issue 23, 31 August 2008
——SUN Ji-feng et al. Journal of Anhui Agri Sci ,2009, 37(27)
不同形貌氧化锌纳米棒的CVD法制备及生长机制讨论
第2 3卷第 4 期
20 0 6年 1 1月
新 疆 大 学学 报 ( 自然 科 学 版 ) J u n l f ij n i ri ( a u a S i c dt n o r a o ni gUnv s y N t r l c n eE io ) X a e t e i
Ab t a t Z O a o r so if r n r h lg e a eb e r wn o i( 1 u s r t s b s r c : n n n wie fd fe e t mo p o o is h v e n g o n S 1 )s b ta e yCVD ・ e s r c 1 Th tu — t r n r h l g fZ O a o r s h d b e t d e y X・a i r c i n ( u e a d mo p o o y o n n n wie a e n s u i d b ・ y d f a to XRD)a d s a n n l c r n mi r f n c n igee to - ・ c o c p ( EM ) h e u ts o t a h r h l g e a y wi h o iin o u s r t s r g l r y r so e S .t e r s l h w h tt emo p o o isv r t t e p sto fs b t a e e u a l .Re p c h s e— t e y Th r wt c a im fZ O a o o s h s as e n d s u s d i l. v e g o h me h ns o n n n r d a lo b e ic s e . Ke r s y wo d :me a e fc t i t r wt t ls l— a ay i g o h CVD; c VS;n n r d a oo s
不同形貌氧化锌纳米结构的水热合成、表征和场发射特性
底在 6  ̄ 干燥箱 中干燥半个小时 , 0C 以备测试.
试结 果表 明花状氧 化锌 纳米棒 具有优 良的场 发射 ;开启 场强为 4 V/ . m, 当场 强为 8 I 时,发射 电流 密度达 到 3 V/ T l
2. m A/ m 2 2 c .
关 键 词 :水 热 生长 ; 发 射 ; 化锌 纳米 结 构 场 氧 中图 分 类号 :B 4 r 3 r 文 献 标 识码 : A 文 章编 号 :63 20 (0 0 0 — 16 0 17 — 6 X 2 1 )7 0 0 — 2
图 2给 出了样品的典型 X D衍射图. R 从图上可以看 出 , 所有
的衍射峰都与标准的六方相氧化锌结构数据 相匹配 ,计算
的 氧 化 锌 晶格 常 数 a 035 m 和 e05 1m, 与 标 准 卡 片 =. n 2 =. n 2 0 P Scr o 6 15 ) 一 致 . C D ad n.3 — 4 1 基本
3 m左右 , 直径范围在 8 — 0 n 们认为这种ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ导的锌薄 0 10 m我
基金项 目: 闽工 院基 金 项 目资 助 ( ~ 0 0 7 ; 建 省 青 年基 金 项 目资助 ( 0 0 0 5 GY Z 9 6 ) 福 E307)
— —
1 6— 0 -
米结构. 衬底 除银膜覆盖部分外 , 玻璃 其余部分用石蜡膜层
线 以来 , 种 新颖的制备方法被相继报 道 , 各 主要 包 括 : 学 化
不同形貌纳米氧化锌的水热法合成
摘
要: 以氯 化 锌 为锌 源 , 氢 氧 化 钠 为 碱 源 , 用 水 热 法 合 成 了不 同形 貌 的 纳 米 氧 化 锌 ; 讨 了 晶 化 时 间 、 以 采 探 晶化
温 度 、 面 活性 剂 十 六 烷 基 三 甲 基 溴 化 铵 ( T ) 纳 米 Z O 形 貌 的 影 响.结 果 表 明 : 添 加 C AB 时 , 表 c AB 对 n 不 T 在 1 O℃下 反应 2 2 4h得 到 的纳 米 氧 化 锌 为 颗 粒 状 , 在 10℃ 下 反 应 2 而 6 4h得 到 的 纳 米 氧 化 锌 为 片 状 .当 添 加
问、 晶化 温度 和表 面活 性剂 C AB对 产 物结构 和形 貌 的影响. T
1 实验 部 分
1 1 纳 米 氧 化 锌 的 合 成 方 法 .
将 分析 纯 的氯化 锌 与氢氧化 钠 , 分别 配成 1mo ・ 的溶 液 , 氢氧化 钠溶 液缓 慢滴 加到 氯化 锌溶 液 中 lI 将
图 2 不 同 晶 化 温 度 的 XRD 图
Fi 2 XRD te ns o g. pa t r fZnO ih fe e e pe a ur w t dif r ntt m r t e
2 3 表 面 活 性 剂 C B 对 样 品 形 貌 的 影 响 . TA
为 了验 证 表面 活性 剂 C AB在 合成 纳米 氧 化锌 中 的作用 .将 晶化 时 间 固定 在 2 , 行 添加 C B和 T 4h 进 TA
被 活化使 得 氧化 锌 的各 向异性 生 长在低 温下 成 为可 , 而得 到 了氧化 锌纳 米 片.当温度 升 高到 10℃ , 从 6 氧
sz d ZnO S a f d d a 0 ℃ . ie i for e t1 6
纳米氧化锌的形貌特征
纳米氧化锌的形貌特征
纳米氧化锌的形貌特征可以根据不同的制备方法和条件而有所不同,一般有以下几种:
1. 球形纳米粒子:通过溶胶-凝胶法、水热法等方法制备的纳米氧化锌往往呈现出球形形态,粒径一般在10-50 nm之间。
2. 纳米棒状结构:通过水热法、氢离子交换法等方法制备的纳米氧化锌,往往呈现出棒状或柱状结构,纵向方向的粒径一般在20-50 nm之间,横向方向的粒径一般在5-10 nm之间。
3. 纳米管状结构:通过水热法、溶剂热法等方法制备的纳米氧化锌,往往呈现出管状或空心柱状结构,管径一般在10-30 nm之间,长度可达数百纳米。
4. 纳米片状结构:通过水热法、电化学沉积法等方法制备的纳米氧化锌,往往呈现出片状或片状堆积的结构,片厚一般在5-20 nm之间。
以上仅是纳米氧化锌形貌特征的一些典型表现形式,实际制备的过程中也会存在一些变异或调控方式,可以获得更加复杂的形貌。
不同形貌ZnO气敏材料的制备及影响气敏性因素分析
不同形貌ZnO气敏材料的制备及影响气敏性因素分析由丽梅;高静;霍丽华;程晓丽;赵辉【摘要】以锌盐和碱为原料,采用水热和溶剂热法合成了三种形貌的氧化锌粉体,利用X 射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对产物的结构和形貌及表面化学状态进行了表征,并将粉体制备成厚膜型气敏元件,测试了其对几种还原性气体的气敏性能,结果表明:在工作温度为395℃时,三种形貌氧化锌对相同浓度的同种测试气体的灵敏度大小顺序为:菜花状氧化锌﹥棒状氧化锌﹥六棱柱状氧化锌。
并对影响氧化锌材料气敏性的各种因素进行了分析。
【期刊名称】《化学传感器》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】6页(P46-51)【关键词】不同形貌;氧化锌;气敏性;影响因素【作者】由丽梅;高静;霍丽华;程晓丽;赵辉【作者单位】牡丹江医学院药学院,黑龙江牡丹江157011;牡丹江医学院药学院,黑龙江牡丹江 157011;黑龙江大学化学化工与材料学院,功能无机材料化学教育部重点实验室,黑龙江哈尔滨150080;黑龙江大学化学化工与材料学院,功能无机材料化学教育部重点实验室,黑龙江哈尔滨150080;黑龙江大学化学化工与材料学院,功能无机材料化学教育部重点实验室,黑龙江哈尔滨150080【正文语种】中文0 引言ZnO是一种重要的半导体金属氧化物,由于其物理化学性质稳定及对可燃性气体具有敏感性而成为气敏材料的研究热点之一。
有研究发现,材料的微观形貌是影响其气敏性能的重要因素[1]。
Wang等[2]采用水热法合成的ZnO多孔球在280℃时对100 μL/L乙醇气体的灵敏度达到了25,并能检测浓度低至2 μL/L的乙醇气体,Zhao等[3]通过水热过程合成了花状ZnO并测试了其在440℃时对100 μL/L 乙醇和丙酮气体的灵敏度(4.9 和 3.0),Cho 等[4]采用原子层沉积法制备了ZnO纳米管,其在工作温度为450℃时对100 μL/L乙醇气体的灵敏度高达1 184,薄小庆等[5]研制的壳状氧化锌在300℃时对相同浓度丙酮气体的灵敏度达到了24.8,响应恢复时间分别为2 s和3 s,王彩红等[6]采用模板法研制的氧化锌空心球在400℃时可以检测到浓度低至0.1 μL/L的乙醇气体。
片状纳米氧化锌的合成和形貌控制
片状纳米氧化锌的合成和形貌控制汪苇;陈丽凤;刘素花;李洋洋;王永为【摘要】以硝酸锌、氢氧化钠或尿素为原料,通过液相直接沉淀合成了不同形貌的片状纳米氧化锌.采用XRD、SEM和SERS等测试手段对其进行表征,并考察了沉淀剂、反应浓度对其形貌的影响,初步探讨了不同形貌纳米氧化锌的生长机理.结果表明,产物氧化锌为纤锌矿结构,并具有强烈的取向生长的性质,形貌均为纳米片状产物.利用氢氧化钠可以得到球状的纳米薄片团聚体;而利用尿素的缓慢分解的特性,则可以得到单分散的氧化锌纳米片.SERS结果表明,单分散的氧化锌在782 nm的激光激发下,对有机物对巯基苯胺有良好的敏感性,可以作为痕量有机物检测的基底.【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2015(034)001【总页数】4页(P51-54)【关键词】片状氧化锌;液相沉淀法;取向生长;表面增强拉曼光谱【作者】汪苇;陈丽凤;刘素花;李洋洋;王永为【作者单位】大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连 116034【正文语种】中文【中图分类】O614.24氧化锌是一种重要的金属氧化物无机半导体材料,其室温禁带宽度为3.37eV,激子结合能为60meV,具有良好的光电特性和光催化性能。
由于纳米氧化锌光催化技术具有安全、反应条件温和等优点,在降解和处理污染物等方面受到了广泛的关注[1]。
纳米级氧化锌具有独特的光学和电学特性,并具有表面效应、量子尺寸效应以及小尺寸效应等这些纳米材料的普遍特性。
通过磁控溅射的方法,可以使贵金属以原子簇的形式沉积在纳米氧化锌的表面[2],并利用这些贵金属原子促进氧化锌半导体的空穴-光生电子的分离[3],从而提高氧化锌的光催化活性,有效降低还原反应的超电压。
纳米氧化锌的制备及应用
纳米氧化锌的制备及应用
纳米氧化锌(ZnO)是一种重要的二维非金属半导体纳米材料,可应用于传感器、光电子器件、非线性光学器件、荧光粉及生物传感器,既可有很好的特性又可在大量生产中实现实际应用。
根据结构形态而定,纳米颗粒形状可分为板条状、线形、长针形、螺旋状、柱状等几种形状。
纳米氧化锌的制备常用的方法包括溶胶—凝胶法和溶胶—冻胶法,这些方法的共同优点是快速,成本低廉,两种获得的结果也比较可靠。
纳米氧化锌在功能材料上应用极为广泛,最突出的应用应该是其生物感应性和光催化的功能。
除此之外,它还可用于光有源器件、电机磁体及水净化行业。
纳米氧化锌还能释放出氧离子,并生成臭氧气体,同时能快速杀灭有害物质馒头,有助于保持室内空气某洁净,也可有效杀灭室内各种有害生物及耐热再生造纸领域的各种有害物质。
纳米氧化锌作为一种功能材料,越来越受到人们的关注和重视,制备出来的 ZnO具有锐利的照明和特殊物理化学功能,它可以用于传感器、光电子器件、非线性光学器件、荧光粉及生物传感器等广泛领域。
但是,由于其制备条件较复杂,而且ZnO相对较容易污染,这也成为ZnO纳米技术发展的瓶颈所在,需要进一步改善。
酸碱调控氧化锌纳米材料形貌及其光催化还原CO研究
酸碱调控氧化锌纳米材料形貌及其光催化还原CO研究摘要随着环境问题日益严重,光催化材料在大气污染治理中展现了巨大的潜力。
本文以酸碱调控氧化锌纳米材料的形貌为研究对象,探讨了酸碱性对氧化锌纳米材料形貌的调节效果,同时研究了得到的不同形貌的氧化锌纳米材料在光催化还原CO 反应中的催化性能。
实验结果表明,通过酸碱调控可以有效地调节氧化锌纳米材料的形貌,进而影响其催化性能。
导言大气污染问题已经成为全球环境问题的重要组成部分,其中CO的排放对环境健康和气候变化都具有重要影响。
目前,很难找到一种既高效又低成本的方法来降低CO排放。
然而,光催化技术作为一种有望解决大气污染问题的有效手段,已经引起了广泛的关注。
在光催化过程中,光催化材料起着关键作用。
因此,寻找高效的光催化材料成为当前研究的热点。
氧化锌纳米材料由于其良好的光催化性能和可控的形貌,在化学催化领域内备受关注。
目前,很多方法已经被用来合成不同形貌的氧化锌纳米材料。
其中,酸碱调控方法可以实现对氧化锌纳米材料形貌的精确控制,从而对其性能进行调节。
虽然有相关研究报道了酸碱调控氧化锌纳米材料的性能,但对于其在光催化反应中的应用仍然存在许多待解决的问题。
因此,本研究旨在通过酸碱调控形貌来提高氧化锌纳米材料的光催化性能,以实现有效的CO还原,从而为大气污染治理提供新的思路。
实验方法合成氧化锌纳米材料本实验采用溶液法合成氧化锌纳米材料。
首先,将一定量的锌硝酸溶液加入乙醇中,并将其搅拌混合。
然后,在这个溶液中加入一定量的氨水,用于调节溶液的酸碱度。
将反应溶液继续搅拌,并加热至一定温度,以促进反应的进行。
反应一段时间后,将溶液离心分离,收集沉淀。
最后,将沉淀进行洗涤、干燥和煅烧处理,得到所需的氧化锌纳米材料。
形貌表征通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对合成的氧化锌纳米材料的形貌进行表征。
SEM图像可以提供纳米材料表面形貌的整体信息,而TEM 图像则可以更详细地展示纳米材料的形貌和晶体结构。
不规则形貌纳米氧化锌的改性及表征
不规则形貌纳米氧化锌的改性及表征
周莉;张建中
【期刊名称】《当代化工》
【年(卷),期】2009(38)2
【摘要】采用铝酸酯偶联剂对平均粒径为60 nm形貌不规则的纳米氧化锌进行表面改性,用亲油化度表征改性效果.实验结果表明:最佳改性条件是铝酸酯用量为10%,温度为100℃,反应时间为120 min,亲油化度可达到65.22%.通过TEM表征,改性后粉体团聚有明显改善.
【总页数】3页(P110-112)
【作者】周莉;张建中
【作者单位】辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁,抚顺,113001;抚顺职业技术学院化工系,辽宁,抚顺,113006
【正文语种】中文
【中图分类】TQ323.6
【相关文献】
1.纳米氧化锌表面包覆改性及其表征 [J], 薛涛;曾舒;聂登攀;潘鲁
2.苯甲酸改性纳米氧化锌的制备及表征 [J], 赵永红;王玲玲;任真
3.纳米氧化锌包覆SiO2和SiO2/Al2O3改性粉制备及表征 [J], 薛涛;聂登攀;曾舒
4.纳米二氧化钛-氧化锌改性双极膜制备与表征 [J], 陈日耀
5.不同形貌氧化锌纳米结构的水热合成、表征和场发射特性 [J], 马立安;蔡曙光
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纳米氧化锌的形貌及性质演化研究
纳米氧化锌的形貌及性质演化研究应该与普通氧化锌一样。
纳米氧化锌受热温度到一定程度时,会类是烧结的情况,逐渐变成非纳米颗粒。
以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌为受试菌株,通过悬液定量杀灭试验和抑菌圈试验检测纳米抗菌剂的抗菌、抑菌能力;并对纳米薄膜抗菌性能进行研究。
在本文的研究工作中,首先测定纳米TiO_2、纳米ZnO抗菌剂的最低抑菌浓度(MIC)与最高杀菌浓度(MBC),这为纳米抗菌剂在实际应用中的添加量给出了一个参考值;通过试验对影响抗菌剂的抗菌性能的几个因素(抗菌剂浓度、光照时间、pH值与抗菌剂煅烧温度)进行探讨;通过抑菌圈试验更直接展现纳米抗菌剂的抗菌性能。
在纳米薄膜抗菌试验中,比较经过不同热处理的纳米材料的抗菌性能的差异,以及探讨了不同介质浸泡对抗菌剂性能的影响;检测抗菌剂作用时间的长短对抗菌性能的影响。
结果表明,当纳米抗菌剂在其浓度为1000ppm(最低抑菌浓度)以上时,对1×107~2×107cfu/mL(最高杀菌浓度)受试菌株的抑菌率可高达99.99%。
在纳米薄膜抗菌试验中,测的热处理温度为400℃时候,抗菌效果最好,热处理温度越高,抗菌效率越低;通过对纳米TiO_2薄膜的XRD、SEM分析,400℃热处理制得的纳米薄膜表面致密均匀,薄膜的厚度300~400nm,小于可见光波长,具有良好的透光性。
另外,经过1d与7d作用时间抗菌剂的抗菌效果无明显变化,说明纳米抗菌剂具有良好的抗菌耐久性。
1、纳米涂层指纳米无毒涂层的先进工艺,科技含量高的纳米涂层技术。
2、这种高科技纳米涂层不仅无毒无害,还可以缓慢释放出一种物质,降解室甲醛、二甲苯等有害物质。
纳米涂层产生与功用:一是在硬度高的,耐磨涂层中添加纳米相,可进一步提高涂层的硬度和耐磨性能,并保持较高的韧性。
二是将纳米颗粒加入到表面涂层中,可以达到减小摩擦系数的效果,形成自润滑材料,甚至获得超润滑功能。
在一些涂层中复合C60,巴基管等,制备出超级润滑新材料。
不同形貌纳米ZnO的合成及其光催化性能研究
离子 水 , 加入 1O 再 . g的 P G 6 0配制成 0 8 lL的 E 0 . mo/ 溶液; 称取 3 . g的 NH O 16 HC 。配 制 成 2 0 lL的 . mo/
溶液 。然后 将 NH HC 溶 液缓 慢 滴 加 到 锌 盐 溶 液 O。
米氧化 锌 。详 细研 究 了反 应终 点 p 值 及沉 淀前 驱 物 H 的后 处理方 式等对粉 体 的晶体 结构 、 貌 、 形 粒径 分布 和 团聚状 况的影 响 。通 过调 节反应 条件 可分 别获得 网络
中。根据沉 淀剂 加 人 量 的不 同 , 应混 合 体 系 的 终点 反 p 值 有 所 不 同 。 将 所 得 沉 淀 物 用 l lL 的 H mo/ NH O 溶 液 ( H 7 8 ) HC 。 p . 0 和无 水 乙醇 分别洗 涤 3 , 次
状或颗 粒状 纳米氧化 锌 ; 光催化 降解 实验 结果表 明 , 网
Байду номын сангаас
暗处静 置 2 mi , 节 悬 浮 体 系 到适 当 的 p 值 , 0 n调 H 用 5 0 高压汞 灯 ( :3 5 m) 0W 6 n 照射 ( 与 样 品 池 的距 灯 离为 l c , 隔 1 mi 样 1 , 节 p 脱 附 R B 6m) 每 0 n取 次 调 H h
络状 纳米氧化 锌 的 光催 化 性 能优 于纳 米颗 粒 状 产 物 , 而且该 网络状 和颗 粒状 纳米氧化 锌 的光 催 化 活性 均 明
显 优 于 商 品 光 催 化 剂 P 5 2。
6 ℃烘干后 4 0 O 0。 烧 2 , C煅 h 即得 到纳 米 粉体 。产 物编 号为 Z O z z代 表反 应混 合 体 系 的终 点 p 值 。如 , n —, H
不同形貌纳米ZnO、ZnO2的制备及紫外光下光催化性能的表征
关键 词 :光催 化 ; 水热合 成 ; 超 声分解 ; 不 同形貌
中图 分类 号 :O 6 4 9 文献 标识 码 :A 文章 编 号 : 1 6 7 1 —1 1 9 X( 2 0 1 3 ) 0 4 —0 0 5 1 —0 4 ( AR) 、 丙酮( AR ) 、 去离 子水 、 罗丹 明 B( AR) .
( 2 ) 实 验仪器
O 引 言
利用 光催 化剂 催化 降解 水 中污染 物是 一种 新型 水处 理 技 术 , 该 法 成 本 较 低 ,工 艺 简 单 ,具 有 比紫
恒 温加 热磁 力搅 拌器 、 超声 波清 洗器磁 力 、 加热 搅 拌器 、 聚 四氟 乙烯 反 应 釜 、 电热 鼓 风 干燥 箱 、 紫 外 灯、 高 速 台式离 心机 、 紫 外可 见 分 光 光 度计 、 电子 天
品在 6 0℃下 空气 干燥 5 h . 收集 产 品 , 标号 试样 Ⅱ. 实验发 现按 传统 方法 在 Z n ( C H。 C OO ) 。 溶 液与 Na OH 溶液 摩尔 浓 度 比 为 1:1 6情 况 下 的 产 物 产 率较 低 , 故 改变 配 比重复 实验 , 发现 当二者 摩尔 浓度
形貌 、 粒径 分布 和 团聚 状 况 等 各 种 因 素对 催 化 剂 光
催 化性 能 的影 响奠定 基 础.
1 材 料 与 方 法
1 . 1 主 要 的 试 剂 及 实 验 仪 器 ( 1 ) 试 剂
二水 醋 酸 锌 ( AR) 、 氢 氧化 钠 ( AR) 、 双 氧 水
比 1: 8 , 产 物 产 率 明 显 提高 , 表 明碱 性 环境 不 利 于
收稿 日期 : 2 0 1 3 —0 9 —0 2 作 者 简介 : 邹萍萍 ( 1 9 8 8 一) , 女, 硕士研究生 , 研究方向 : 纳 米 材 料及 性 能表 征
纳米氧化锌的形貌特征
纳米氧化锌的形貌特征
纳米氧化锌作为一种重要的半导体材料,在生物医学、光电子学、能源储存等领域有着广泛的应用。
其形貌特征是指其表面形态的特点,包括形貌、尺寸、分散性等方面。
本文将从形貌特征的角度,介绍纳米氧化锌的各种形态以及其对其性能的影响。
1. 球形纳米氧化锌
球形纳米氧化锌是最常见的一种形态,其直径一般在1~100纳米之间。
由于其表面积小,具有较高的晶格稳定性和光催化性能,并且易于控制反应速率和催化效率。
球形纳米氧化锌在催化剂、生物医学和环境治理等领域都有着广泛的应用。
2. 棒状纳米氧化锌
棒状纳米氧化锌是一种尺寸较小、长度较长的形态,其长径比一般在2~10之间。
由于其较大的比表面积和较好的光学性能,棒状纳米氧化锌被广泛应用于光电子学、催化剂、生物医学等领域。
此外,棒状纳米氧化锌还可以通过改变其长度和直径来调控其光学和电学性能。
3. 多面体纳米氧化锌
多面体纳米氧化锌是一种表面具有多个不规则面的形态,其晶体结构相对复杂。
由于其较大的比表面积和较好的光电传输性能,多面
体纳米氧化锌在光催化剂、传感器、太阳能电池等领域都有着广泛的应用。
4. 纳米线状氧化锌
纳米线状氧化锌是一种直径非常细、长度较长的纳米材料,其直径一般在10~100纳米之间。
由于其较高的比表面积和优异的光学和电学性能,纳米线状氧化锌被广泛应用于纳米传感器、太阳能电池、光电器件等领域。
纳米氧化锌的形貌特征对其性能有着重要的影响。
通过控制其形貌和尺寸,可以调控其光学、电学、催化等性质,为其在各个领域的应用提供了广阔的空间。
纳米氧化锌的形貌控制及性能研究
华中科技大学博士学位论文纳米氧化锌的形貌控制及性能研究姓名:吴长乐申请学位级别:博士专业:材料科学与工程指导教师:乔学亮20080901华中科技大学博士学位论文摘要纳米氧化锌(ZnO)作为一种新型多功能无机材料,在很多领域有着广阔的应用前景,尤其是在与人类生存和健康密切相关的光催化降解有机物污染和抗菌方面有着独特的优势。
如何将光催化降解性能和抗菌性能结合起来是目前研究纳米氧化锌应用的一个重要分支,然而纳米氧化锌作为光催化材料和抗菌剂国内仍处于研究阶段。
控制纳米氧化锌的形貌、在氧化锌表面吸附金属单质或晶格中掺入外来元素都会改变氧化锌本体的很多性能,如缺陷浓度、颗粒大小等,而这些因素会在一定程度上提高氧化锌的物理和化学性能。
本文基于这一点,采用直接沉淀法和溶胶法制备特定形貌的纳米ZnO粉体和采用金属单质吸附到氧化锌表面形成金属-ZnO异质结粉体,拟通过控制形貌和形成异质结来提高纳米氧化锌的光催化和抗菌性能。
首先概述了ZnO在光催化和抗菌方面的研究进展以及纳米ZnO的制备方法,重点回顾了液相法制备特定形貌的纳米氧化锌的研究进展。
然后采用直接沉淀法和溶胶法分别制备不同形貌纳米ZnO和纳米金属-ZnO异质结,研究了制备工艺参数和金属吸附对粉体的形貌、颗粒大小、结构和缺陷浓度的影响。
最后,研究了不同形貌的纳米ZnO粉体和金属-ZnO异质结粉体的光催化和抗菌性。
主要研究包括以下几个方面:通过直接沉淀法,制备了三种形貌的纳米氧化锌粉体;并研究了反应温度、溶液的PH值、不同锌盐和表面活性剂对纳米氧化锌形貌的影响。
用NaOH作为沉淀剂,未加表面活性剂的条件下制备了柱状纳米氧化锌粉体,实验结果显示:纤锌矿结构的氧化锌晶体,长度方向上增长比直径方向上增长所需要能量少,生长更快。
因此,反应温度从60 ℃升高到90 ℃,制备氧化锌的溶液中反应分子能量升高,使得生成氧化锌的趋势变大,氧化锌形貌从短柱状变为长柱状;溶液中阴离子离子半径大小顺序为:CH3CO2- > SO42- > NO3- > Cl-,离子半径越大,在氧化锌(0001)晶面上吸附量越少,对氧化锌(0001)晶面生长速度抑制越弱,其抑制顺序为:CH3CO2- < SO42- < NO3- < Cl-,选用的锌盐不同,粉体形貌从针状(以Zn(Ac)2·2H2O制备)变化到柱状(以ZnSO4制备),然后到笋状(以Zn(NO3)2·6H2O制备),最后为短柱状(以华中科技大学博士学位论文ZnCl2制备),其中长径比分别为6.5:1—5:1—3.5:1—2:1。
不同形貌纳米ZnO的制备、改性与光催化性能的研究的开题报告
不同形貌纳米ZnO的制备、改性与光催化性能的研
究的开题报告
一、选题背景:
随着环境污染和能源危机的日益加剧,纳米材料的光催化性能备受研究者的关注。
纳米ZnO是一种优秀的光催化剂,具有高效、稳定、可再生等优良性能。
然而,ZnO的光催化效率受到其形貌和表面缺陷的影响,因此调控纳米ZnO的形貌和表面缺陷结构,提高其光催化性能具有重大意义。
二、研究内容:
本课题将以Zn(OH)2为前驱体,采用溶剂热、水热、微波等方法制备具有不同形貌的纳米ZnO。
通过扫描电镜、X射线衍射仪、X光电子能谱等表征手段对所制备的样品进行表面形貌结构、晶体结构及元素组成等分析。
利用UV-Vis漫反射光谱和荧光光谱对其光吸收性能和载流子的聚合状态进行研究。
最后通过光催化降解有机染料和水中其他有机物的实验,确定不同形貌纳米ZnO的光催化性能,并探讨形貌对光催化性能的影响。
三、研究意义:
本研究将有助于深入了解纳米ZnO的结构性质和光催化性能,为开发高效、稳定、可再生的光催化剂提供重要参考。
同时,通过对形貌的调控,可以为ZnO的应用提供创新思路及应用前景,具有广泛的实际意义。
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水热法制备花状纳米氧化锌
XRD图谱与XRD标准卡(JCPDS NO.36-1451)对比可 知,所得产物为六方晶系纤锌矿结构氧化锌,衍射峰尖锐且 半高宽较宽说明产品结晶度好。
花状纳米氧化锌 SEM图像
花状纳米氧化锌
位于391nm处的强发射峰是由于激子复合产生的,而在 450-500处的蓝-绿光发射峰是由于带单电荷的氧空位产生 的。该光谱图表明,所指的的产品纯度高,氧空位少。
水+石蜡(75℃) +Zn0
磁搅拌 (1600rpm,1h)
冷却至室温,去 离子水和超声
聚合物乳液进 一步修饰
三氯甲烷溶解 石蜡
带正电的多环 芳烃(2h)
水/去离子水洗
Pickering
棒状ZnO
——简单水热法
棒状纳米氧化锌的世界
简单水热法制备棒状纳米氧化锌
氧化锌纳米棒具有新奇的物化特性,纳米棒及其阵列具有优异的光电磁催化性 质,将对纳米元器件构筑和高级纳米功能材料的设计研究产生深远影响。
微波加 热法
M3
溶剂热 法
制备方法
方法
水热法
定义
在密封的压力容器中,以 水为溶剂,在高温高压的 条件下进行的化学反应
特点
晶体形貌、大小容易控制,结晶完 好.这是最常见的合成花状氧化锌的方 法
热蒸发法
在较高温度下,利用气体 原料,通过化学反应生成 所需要的化合物或者直接 使其蒸发达到过饱和状态 凝聚成固态结构的方法
ZnO微粒的电子衍射图
雅努斯(Janus) 是罗马人的门神,也 是罗马人的保护神。 具有前后两个面孔, 象征开始。
传说中,雅努斯 的两副面孔:一个在 前,一个在脑后;一 副看着过去,一副看 着未来。
Janus ZnO
Janus ZnO
❖不对称粒子具备优异的各向异性 ❖Janus ZnO 粒子表面丰富的组成
添加量的增加,产物纳米ZnO的棒径变大,分散性变差.
简单水热法制备棒状纳米氧化锌
表面活性剂 CTAB添 加量增加,制备产物对 次甲基蓝的光降解速 率降低
——CTAB添加量增 加导致制备的ZnO棒 径增大,光降解表面变 小
棒径尺寸对纳米氧化锌光催化性能的影响
注:a 0.01mol/L CTAB b 0.1mol/L CTAB
两者混合,
并搅拌10分钟
将前驱体溶
液置于反应 釜中,180℃ 下加热24h
冷却至室温 ,将所得白 色产物分离 ,并用双蒸 水洗涤,于 60℃下干燥
——Maryam Movahedi, Elaheh Kowsari. Materials Letters, Volume 62, Issue 23, 31 August 2008
增加了其反射率、抗菌性以及紫外 线防护性能。 ❖有望应用于橡胶-金属粘合,化妆品, 涂料, 除硫包装材料和杀菌剂等领 域。
保护层掩膜技术制备Janus球状ZnO
带负电的聚丙烯脂或聚苯乙烯 带正电的聚合物电解质 石蜡
保护层掩膜技术制备Janus球状ZnO
平整基底+石蜡 +三氯甲烷+Zn0
石蜡层干后, 水和超声清洗
参考文献
1. Chan Yoon Jung, Jung Soo Kim etc. Journal of Colloid and Interface Science , 2012, 367: 257–263
——水热法
ZnO 纳米线
ZnO纳米线具有比表面大、一维传输通道等特点
Nano-Forest
——Ko, S. H. et al. Nano letters 11, 666-671, doi:10.1021/nl1037962 (2011)
水热法
不同条件的调控
LG 1,2,3 times
without seeds
with seeds
without polymer removal
polymer removal
ZnO纳米带
——固相-液相法
氧化锌纳米带Байду номын сангаас
固相-气相法制备氧化锌纳米带
可制备结构可控、高纯度的ZnO纳米带 氧化锌粉末(纯度99.99%,熔点1975℃)置于 水平管式炉的最高温度区,炉内抽真空至10-3托 ,以除去多余的氧气 将原料加热到1350 ℃(加热速率20 ℃/min) 经过几分钟的蒸发和分解后,将氩气通入炉内( 流速25sccm) 反应三十分钟后,将反应生成物放置在氧化铝基 底上,氩气压强为250托,温度400-500 ℃
可制备形貌特殊、且纯度较高的产品
微波加热法 利用微波对系统加热
溶剂热法
反应介质为有机相
能够获得均匀粒子,反应时间也较水浴 加热大大缩短
能制备特殊形貌
水热法制备花状纳米氧化锌
配制 前驱体
水热反应
后处理
0.6gZn(AcO)2 · 2H2O溶于3omL
蒸馏水中, 0.16g咪唑类离
子液体溶于 10mL蒸馏水中,
三次,得到洗涤干净的纳米氧化锌
——SUN Ji-feng et al. Journal of Anhui Agri Sci ,2009, 37(27)
简单水热法制备棒状纳米氧化锌
图 棒状纳米氧化锌的SEM(a 0.01mol/L CTAB b 0.1mol/L CTAB) 反应体系中添加表面活性剂的浓度不同时,产物的棒径尺寸也不同。随着CTAB
纳米氧化锌的世界
第二十组成员:彭霞 甄琦 孙程 刘泓江 曹艳琴
功能多样的纳米氧化锌
形状各异的纳米氧化锌
球状 棒状 纳米线 纳米带 花状
• 保护层掩膜法 • 简单水热法 • 水热法 • 固相-液相法 • 水热法
球状纳米ZnO微粒
微球型多维纳米 ZnO由于其身具 有微尖结构,被 认为是一种有前 途的场致发射材 料
——Xiang Yang Kong , Zhong Lin Wang. Nona Letters,2003
固相-气相法制备氧化锌纳米带
氧化锌纳米带的SEM图,宽度为20-60nm,厚度 为5-20nm,长度可达几百微 米
固相-气相法制备氧化锌纳米带
——水热法
制备方法
水热法
M1
热蒸发 法
M2
M4
简单水热法
主要试剂:尿素(AR)、硫酸锌(AR) 、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)
实验方法:
1.磁力搅拌条件下,称取一定量的尿素倒入含有CTAB的硫酸锌溶液 中,磁力搅拌2min
2.转移到高压釜,放入烘箱恒温反应一定时间,得到白色沉淀 3.沉淀转移到离心管并加入二次蒸馏水 4.离心管放入超声清洗器进行超声分散,离心,继续超声、离心