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乙二胺杂化锗酸锌纳米带的绿色合成及其对铀酰离子的吸附与检测

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分析测试学报 2023年第5期42卷 577-585页

作者：高越侯金金张建郭静明远航邵兆帅安徽工业大学化学与化学工程学院安徽马鞍山243032

该文采用水热法合成了一种新型乙二胺杂化的锗酸锌纳米带(NH2-Zn_(2)GeO_(4)NRs),并用于铀酰离子(UO_(2)^(2+))的检测和吸附。利用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸... 详细信息

该文采用水热法合成了一种新型乙二胺杂化的锗酸锌纳米带(NH2-Zn_(2)GeO_(4)NRs),并用于铀酰离子(UO_(2)^(2+))的检测和吸附。利用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)以及荧光光谱等对纳米带的结构及其光学特性进行了表征。结果表明NH_(2)-Zn_(2)GeO_(4)NRs表面含有大量的-Ge-O-H和-NH_(2)基团,为UO22+的检测和吸附提供了丰富的结合位点。此外NH_(2)-Zn_(2)GeO_(4)NRs可高效、高选择性地吸附和检测UO_(2)^(2+),其对UO_(2)^(2+)的吸附符合Langmuir等温模型,最大吸附量为190 mg/g。基于天线效应,UO_(2)^(2+)与NH_(2)-Zn_(2)GeO_(4)NRs的相互作用可打开UO_(2)^(2+)的绿色荧光,据此建立了灵敏的UO_(2)^(2+)检测方法,线性范围为0~45μmol/L,检出限达0.202μmol/L。对实际样品的加标回收率为87.2%~102%,相对标准偏差低于10%。制备的NH2-Zn_(2)GeO_(4)NRs在实现UO_(2)^(2+)检测的同时可对其进行吸附,在实际水样检测中具有广泛的应用价值。

关键词：纳米带水热合成荧光检测铀酰离子吸附

电纺SnO_(2)∶PVP复合纳米线/带制备及其在钙钛矿太阳能电池中的应用

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微纳电子技术 2023年第11期60卷 1736-1745页

作者：韩帅孙钦军吕红燕范雪婷高利岩郝玉英太原理工大学物理学院太原030024 太原理工大学电子信息与光学工程学院太原030024 太原理工大学新型传感与智能控制教育部重点实验室太原030024

利用静电纺丝技术制备SnO_(2)∶聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复合纳米线(NW)和纳米带(NB),然后将其应用到钙钛矿太阳能电池(PSC)来提高器件性能。首先利用静电纺丝和高温氧化制备出表面光滑、分布均匀、覆盖率可控的SnO_(2)∶PVP NW,随后通过溶... 详细信息

利用静电纺丝技术制备SnO_(2)∶聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复合纳米线(NW)和纳米带(NB),然后将其应用到钙钛矿太阳能电池(PSC)来提高器件性能。首先利用静电纺丝和高温氧化制备出表面光滑、分布均匀、覆盖率可控的SnO_(2)∶PVP NW,随后通过溶剂处理展宽得到SnO_(2)∶PVP NB。分别将其作为电子传输层应用于钙钛矿太阳能电池,器件结构为氧化铟锡(ITO)/SnO_(2)/SnO_(2)∶PVP NW(NB)/FAx MA1-xPbIyCl3-y/Spiro-OMeTAD/Ag。研究发现,在纺丝接收时间70 s内,覆盖率随接收时间线性增加。与参考器件相比,覆盖率31%的SnO_(2)∶PVP NW加入钙钛矿太阳能电池的光电转换效率(PCE)基本没有变化。将溶剂处理后得到的SnO_(2)∶PVP NB加入钙钛矿太阳能电池,其器件的PCE从18.52%提高到20.96%。同时,由于PVP对钙钛矿具有良好的钝化作用,器件的稳定性也得到较大的改善,12天后归一化效率仍然保持在约90%。

关键词：纳米线纳米带钙钛矿太阳能电池(PSC) 静电纺丝纳米材料复合材料

静电纺丝制备Eu^(3+)/SiO_(2)复合纳米带及其发光性能研究

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中国陶瓷 2022年第8期58卷 22-26页

作者：吕喆董相廷王进贤长春中医药大学长春130000 长春理工大学长春130000

通过静电纺丝制备了PVP/[(C_(2)H_(5)O)_(4)Si+Eu(NO_(3))_(3)]复合纳米带,900℃高温烧结后得到Eu^(3+)/SiO_(2)纳米带。采用X-射线衍射光谱、红外光谱、扫描电子显微镜、荧光光谱等手段对纳米带进行了分析。红外光谱和扫描电镜结果表明... 详细信息

通过静电纺丝制备了PVP/[(C_(2)H_(5)O)_(4)Si+Eu(NO_(3))_(3)]复合纳米带,900℃高温烧结后得到Eu^(3+)/SiO_(2)纳米带。采用X-射线衍射光谱、红外光谱、扫描电子显微镜、荧光光谱等手段对纳米带进行了分析。红外光谱和扫描电镜结果表明,900℃温度下烧结8h即可获得薄厚均匀、具有一定宽度的Eu^(3+)/SiO_(2)纳米带,纳米带的平均厚度约为58.1 nm,长度大于400μm。X-射线衍射光谱显示纳米带在2θ:20°~25°处有较强吸收,说明Eu^(3+)/SiO_(2)纳米带为无定型。荧光测试结果显示,当激发波长为393 nm时,Eu^(3+)/SiO_(2)纳米带发射出Eu^(3+)离子的特征谱带,最大发射峰出现在613 nm处,由其强迫电偶极跃迁产生。随着Eu^(3+)浓度的升高红光发射强度先增大、后减小,产生浓度猝灭现象,掺入Eu^(3+)浓度为7%的Eu^(3+)/SiO_(2)纳米带发光最强。

关键词：静电纺丝 Eu^(3+) SiO_(2) 纳米带荧光特性

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边修饰GeS纳米带的电子特性及调控效应

物理学报 2023年

作者：李景辉曹胜果韩佳凝李占海张振华长沙理工大学柔性电子材料基因工程湖南省重点实验室

GeS2单层已成功制备，为了进一步扩展其应用范围以及发现新的物理特性，我们构建扶手椅型GeS2纳米带 ( AGeS2NR ) 模型，并采用不同浓度的H或O原子进行边缘修饰，且对它们的结构稳定性、电子特性、载流子迁移率以及物理场调控效应... 详细信息

GeS2单层已成功制备，为了进一步扩展其应用范围以及发现新的物理特性，我们构建扶手椅型GeS2纳米带 ( AGeS2NR ) 模型，并采用不同浓度的H或O原子进行边缘修饰，且对它们的结构稳定性、电子特性、载流子迁移率以及物理场调控效应进行了深入研究. 研究表明边修饰纳米带具有良好的能量与热稳定性. 裸边纳米带是无磁半导体，而边修饰能改变AGeS2NR的带隙，使它成为宽带隙或窄带隙半导体，或金属，这与边缘态消除或部分消除或产生杂化能带有关，所以边缘修饰调控扩展了纳米带在电子器件及光学器件领域的应用范围. 此外，计算发现载流子迁移率对边缘修饰十分敏感，可以调节纳米带载流子迁移率 (电子、空穴) 的差异达到1个数量级，同时产生载流子极化达到1个数量级. 研究还表明半导体性纳米带在较大的应变范围内具有保持电子相不变的鲁棒性，对于保持相关器件电子输运的稳定性是有益的. 绝大部分半导体性纳米带在较高的外电场作用下，都具有保持半导体特性不变的稳定性，但带隙随电场增加而明显变小. 总之，本研究为理解GeS2纳米带特性并研发相关器件提供了理论分析及参考.

关键词： GeS 纳米带边缘修饰电子特性物理场调控载流子迁移率

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铝氧化物纳米带的制备与掺杂

铝氧化物纳米带的制备与掺杂

作者：邢旭宏吉林大学

学位级别：硕士

铝氧化物纳米陶瓷具有硬度高、熔点大、耐腐蚀性好、韧性好、可塑性好等优异性质,是一种应用广泛的陶瓷材料。掺杂是实现陶瓷材料功能化的有效手段,有助于拓宽陶瓷材料的应用领域。对铝氧化物纳米陶瓷进行可控掺杂在纳米陶瓷功能化研究... 详细信息

铝氧化物纳米陶瓷具有硬度高、熔点大、耐腐蚀性好、韧性好、可塑性好等优异性质,是一种应用广泛的陶瓷材料。掺杂是实现陶瓷材料功能化的有效手段,有助于拓宽陶瓷材料的应用领域。对铝氧化物纳米陶瓷进行可控掺杂在纳米陶瓷功能化研究方面有很强的实际意义。本研究选取钒元素作为掺杂元素,采用溶剂热法制备了钒离子掺杂的勃姆石纳米带,并且烧结得到了氧化铝纳米带。对制备所得材料的元素组成、结构、微观形貌、光学性质、电化学性质进行了研究,主要的研究结果如下:(1)采用溶剂热法制备了勃姆石(γ-AlOOH)纳米带和钒离子掺杂的勃姆石纳米带。通过EDS分析得到了实际掺入勃姆石的钒元素的浓度;通过粉末X射线衍射确定了所制得的样品为正交结构的勃姆石,并且分析了掺杂以后材料晶面间距的变化,钒离子的掺入不会改变勃姆石材料的正交结构,但会对材料的晶面间距造成一定影响,AlVOOH的晶面间距最小,小于未掺杂的勃姆石,继续增加钒离子的掺杂浓度,晶面间距呈增长趋势。对样品进行SEM和TEM分析,发现所制备得到的材料的微观形貌均为纳米带,纳米带长度大约50～300 nm,宽度大约10～50 nm,厚度大约2～10 nm。其中,AlVOOH纳米带的微观尺寸相比于未掺杂的勃姆石有一定的增加,但继续增加钒离子的掺杂浓度,纳米带的微观尺寸逐渐减小,而且会发生卷曲。对样品的光致发光(PL)光谱进行分析,发现钒离子的掺入没有引入新的光致发光发射峰,只有AlVOOH的发光强度有少量增加,这可能与材料的微观尺寸更大,缺陷和阴离子空位更多有关;对样品的电化学性质进行分析,发现AlVOOH纳米带具有最大的比电容,且比电容高于未掺杂的勃姆石纳米带以及VOOH纳米片和VOOH纳米颗粒,具有较为优异的电化学性质。(2)烧结得到了氧化铝纳米带和钒离子掺杂的氧化铝纳米带,通过EDS分析得到了实际掺入氧化铝的钒元素的浓度;通过粉末X射线衍射确定了所制得的样品为立方结构的γ-AlO,钒离子的掺入没有改变γ-AlO的尖晶石结构。对样品进行SEM和TEM分析,发现材料的微观形貌仍然是纳米带,但是烧结导致纳米带发生了团聚,纳米带团聚程度可能与微观尺寸有关;对样品的PL光谱进行分析,发现钒离子的掺入没有引入新的光致发光发射峰,而且γ-AlO和钒离子掺杂的γ-AlO的光致发光峰峰位与勃姆石基本相同,没有新的发射峰产生,只是发射峰的峰强增加;对样品的电化学性质进行分析,发现与γ-AlO相比,AlVO的比电容更高。总之,在本研究中我们证实了少量钒离子的掺入不会改变勃姆石和γ-AlO的晶体结构,而且发现了钒离子的掺杂对于勃姆石和γ-AlO结构和性质影响的一些规律,钒离子的掺入对于勃姆石和γ-AlO粉末光致发光性质的改善并不明显,但是对于勃姆石纳米带的电化学性质有较为明显的提升。

关键词：氧化铝羟基氧化铝钒掺杂纳米陶瓷纳米带

层状MnO2纳米带的插层质子化及其与氧化石墨烯复合材料的电化学性能

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粉末冶金材料科学与工程 2019年第6期24卷 491-497页

作者：贾璐璐杨宝鹏中南大学材料科学与工程学院

利用KMnO4和MnCl2在高浓度KOH溶液中发生氧化还原反应,再经200℃保温48 h后合成K^+插层的α-MnO2纳米材料,之后利用过硫酸铵进行质子化,并以氧化石墨烯水溶液作为溶剂制备氧化石墨烯(GO)复合物/层状MnO2(GO/MnO2)。采用X射线衍射仪、扫... 详细信息

利用KMnO4和MnCl2在高浓度KOH溶液中发生氧化还原反应,再经200℃保温48 h后合成K^+插层的α-MnO2纳米材料,之后利用过硫酸铵进行质子化,并以氧化石墨烯水溶液作为溶剂制备氧化石墨烯(GO)复合物/层状MnO2(GO/MnO2)。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等对制备的材料进行物相和形貌表征,并将其作为超级电容器的电极材料在1M KOH溶液中进行循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)等电化学性能测试。结果表明:K^+插层的MnO2具有纳米带形貌,长度可达5~12μm,宽约500 nm。质子化后仍可保持较高的结晶度和带状形貌。此外,通过复合GO,可显著提高MnO2的电化学性能,层状MnO2纳米带/GO复合物在0.5 A/g的电流密度下比电容高达750 F/g。

关键词：层状MnO2 纳米带氧化石墨烯超级电容器电化学性能

分级结构的碳/二硫化钼纳米带的制备及其锂电性能研究

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真空科学与技术学报 2018年第2期38卷 132-139页

作者：艾经伟杨尊先郭太良福州大学平板显示技术国家地方联合工程实验室福州350116

以钼粉、过氧化氢(30%)、苹果酸、硫脲为原料,通过连续的水热法-热分解碳包覆,制备出了分级结构的C@MoS_2@C纳米带,并通过X射线衍射、扫描透射及电化学性能表征方法对该纳米复合材料的形貌结构、组成成分及锂电性能进行测试。研究结果表... 详细信息

以钼粉、过氧化氢(30%)、苹果酸、硫脲为原料,通过连续的水热法-热分解碳包覆,制备出了分级结构的C@MoS_2@C纳米带,并通过X射线衍射、扫描透射及电化学性能表征方法对该纳米复合材料的形貌结构、组成成分及锂电性能进行测试。研究结果表明,通过该连续的水热法-热分解碳包覆,以碳包覆的三氧化钼纳米带为模板,制备出分级结构的C@MoS_2纳米带复合材料,其MoS_2纳米片均匀的负载在碳层表面,通过再一次简单的热分解碳包覆,实现了在MoS_2表面均匀覆盖一层无定形碳,得到了三层分级结构的C@MoS_2@C纳米带复合材料。通过这种形貌结构的筑造,极大提高了其作为锂电负极材料的导电性、结构稳定性,该材料作为锂电负极材料在0.2 A/g的恒流充放电下循环100次后放电比容量达到1025.5m Ah/g,在1.0 A/g的大电流充放电循环中放电比容量仍然达到820 m Ah/g。

关键词： C@MoS2@C 纳米带纳米复合材料锂离子电池

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纳米带异质结电致发光器件的研究

纳米带异质结电致发光器件的研究

作者：黄诗源浙江大学

学位级别：硕士

微纳硅基电致发光器件,是微纳集成光电子器件中,备受瞩目的理想型基本元件之一。硅的间接带隙特性限制了其本征辐射复合的实现,而高的折射率和可见光波段的不透明特性,又使得硅基异质结可见光电致发光器件的发光效率深受制约。本论文围... 详细信息

微纳硅基电致发光器件,是微纳集成光电子器件中,备受瞩目的理想型基本元件之一。硅的间接带隙特性限制了其本征辐射复合的实现,而高的折射率和可见光波段的不透明特性,又使得硅基异质结可见光电致发光器件的发光效率深受制约。本论文围绕硫化镉纳米带/硅p-n异质结可见光发光二极管的性能提升,展开了一系列的研究工作,着重从器件结构的优化改进入手,提出了一种基于梳齿硅衬底的异质结器件。通过在硅衬底上刻蚀周期性梳齿结构,制备的梳齿硅/硫化镉纳米带p-n异质结发光二极管,具有更低的电致发光阈值电流,以及更高的辐射光强,器件的电流转换效率得到提升。对比实验和仿真模拟的结果表明梳齿结构架空硫化镉纳米带,克服了高折射率硅衬底对辐射光强烈的封闭、吸收和损耗作用,使辐射光能够在硫化镉纳米带中形成稳定的谐振和增强。并且梳齿结构的引入,使得异质结内的电子和空穴电流更为均衡。与此同时,通过在梳齿硅/硫化镉纳米带的异质结构中引入三氧化钼空穴传输层,实现了对异质结中载流子注入情况的调控。在引入传输层后,器件电致发光阈值电流得到降低,能够工作在更低的激励条件下。通过多方位的结构优化提升,器件性能得到极大的提升,这对于促进微纳光电子器件走向实用化具有极大的推动作用。

关键词：电致发光硅基光源异质结纳米带发光效率

扶手椅型二硫化钼纳米带的电子结构与边缘修饰

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物理化学学报 2013年第8期29卷 1648-1654页

作者：杨志雄杨金新刘琦谢禹鑫熊翔欧阳方平中南大学物理与电子学院长沙410083 中南大学粉末冶金研究院粉末冶金国家重点实验室长沙410083

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了扶手椅型二硫化钼纳米带的几何构型与电子结构,发现其稳定性与电子性质敏感地依赖于边缘修饰.随着边缘修饰的H原子数增加,纳米带变得更加稳定,并在间接带隙半导体、半金属和直接带隙半... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了扶手椅型二硫化钼纳米带的几何构型与电子结构,发现其稳定性与电子性质敏感地依赖于边缘修饰.随着边缘修饰的H原子数增加,纳米带变得更加稳定,并在间接带隙半导体、半金属和直接带隙半导体之间转变.纳米带的能带结构和电子态密度显示,其费米能级附近的能带主要由边缘态贡献.当二硫化钼纳米带两边用不同数目的H原子修饰时,纳米带同时具有由这两种修饰引起的边缘态并且两种边缘态的相互影响很小.研究了三类纳米带带隙与宽度的关系,对于每个原胞修饰0个或8个H原子的纳米带,带隙随宽度以3为周期振荡变化;而对于每个原胞修饰4个H原子的纳米带,带隙振荡不再具有周期并且振荡幅度变小.

关键词：二硫化钼纳米带悬挂键边缘态第一性原理电子结构