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Synthesis and surface plasmon resonance of au–zno Janus nanostructures

Chinese Physics B 2019年第8期28卷 84-89页

作者： Jun Zhou Jian-Shuo Zhang Guo-Yu Xian Qi Qi Shang-Zhi Gu Cheng-Min Shen Zhao-Hua Cheng Sheng-Tai He Hai-Tao Yang School of Material Science and Engineering Tianjin Polytechnic UniversityTianjin 300387China Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics Institute of PhysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100190China

Metal-semiconductor Janus nanostructures with asymmetry and directionality have recently aroused significant interest,both in fundamental light-matter interactions mechanism and in technological *** we report the synthesis of different au-zno Janus nanostructures via a facile one-pot colloid *** growth mechanism is revealed by a series of designed synthesis *** light absorption properties are determined by both the decrease of dipole oscillations of the free electrons and the plasmon-induced hot-electron ***,the finite-difference time-domain(FDTD)simulation method is used to elucidate the electric field distributions of these Janus nanostructures.

关键词： au-zno SERS finite-difference time-domain mechanism

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zno及au-zno中空微球的制备及其气敏性研究

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深圳大学学报（理工版） 2018年第3期35卷 267-272页

作者：邢建博岑远尹雪杜宇潘勤鹤海南大学材料与化工学院海南海口570100 深圳大学物理与能源学院广东深圳518060

以二水合醋酸锌及氯金酸为主要原料,通过微波水热法快速合成zno及au-zno.使用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对样品的组成及结构进行表征.研究发现,制备的材料具有中空微球结构,直径约为4μm.以制得微球构筑旁热式气敏元件... 详细信息

以二水合醋酸锌及氯金酸为主要原料,通过微波水热法快速合成zno及au-zno.使用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对样品的组成及结构进行表征.研究发现,制备的材料具有中空微球结构,直径约为4μm.以制得微球构筑旁热式气敏元件,并采用静态配气法测试了不同掺金量的气敏元件对乙醇、甲醇、丙酮和氨气等气体的敏感性能.分析结果表明,小粒径的au纳米粒子负载在zno表面,提高了表面的粗糙度和比表面积,除此之外,au活化了乙醇分子,促进了乙醇和氧离子在表面的化学反应,导致au负载的zno对乙醇具有灵敏度高、检测下限低、选择性好、响应和恢复迅速等优点.

关键词：无机材料 au-zno 中空微球气敏性能传感器乙醇微波水热法

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au-zno棒状异质结光催化降解性能研究

Au-ZnO棒状异质结光催化降解性能研究

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中国化学会第30届学术年会-第二十七分会：光化学

作者：佘萍张嘉丽李泮卓孙航刘镇宁吉林大学生物与农业工程学院工程仿生教育部重点实验室

光催化氧化技术被认为是解决环境污染问题的最具有应用前景的技术之一。在光催化技术常用的半导体中,zno低廉的制备成本,较低的生长和晶化温度及多样形貌和结构,引起越来越多的关注。目前,单纯的zno催化剂在实际应用中还存在两个亟待解... 详细信息

光催化氧化技术被认为是解决环境污染问题的最具有应用前景的技术之一。在光催化技术常用的半导体中,zno低廉的制备成本,较低的生长和晶化温度及多样形貌和结构,引起越来越多的关注。目前,单纯的zno催化剂在实际应用中还存在两个亟待解决的问题:第一,太阳能的利用效率低;第二,半导体载流子复合率高,光量子效率低。因此,开发和研究可见光响应的光催化材料,提高太阳光的利用效率,从而推进光催化材料的应用具有重要意义。利用贵金属修饰半导体,贵金属在可见光区强的表面等离子体共振效应可以拓展其可见光吸收,且贵金属较低的费米能级以及半导体一维棒状结构的快速传导电荷的能力,能促进光生电子和空穴的分离,从而提高光催化的效率[1]。本文制备了au-zno棒状异质结纳米材料[2],并研究了其在可见光下降解农药分子（百菌清等）及不同染料方面的应用。同时系统研究了au-zno棒状异质结中的贵金属的负载量以及粒径尺寸对光催化活性的影响,并进行了详细的机理分析。

关键词：光催化 au-zno 染料农药

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微悬臂梁传感系统在au-半导体复合纳米材料微热量检测中的应用

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仪表技术与传感器 2023年第2期 12-16页

作者：滕艳华王启明周宁鸿冯贺许艺婷刘松薛长国安徽理工大学材料科学与工程学院安徽淮南232001

文中采用一种基于微悬臂梁传感器的检测系统,实现了对au-半导体复合纳米材料的微热量检测。根据光杠杆检测的方法研究了au-半导体复合纳米材料光热转换散发热量对微悬臂梁挠度的影响。为验证系统对此类材料微热量检测的适用性,实验选用... 详细信息

文中采用一种基于微悬臂梁传感器的检测系统,实现了对au-半导体复合纳米材料的微热量检测。根据光杠杆检测的方法研究了au-半导体复合纳米材料光热转换散发热量对微悬臂梁挠度的影响。为验证系统对此类材料微热量检测的适用性,实验选用了已知在530 nm处光热吸收峰的au-zno粉末样品材料,分别取多组不同质量的样品材料进行检测,通过最小二乘法拟合出温度变化与微悬臂梁偏移量之间的关系。结果显示:温度变化与微悬臂梁偏移量呈线性关系,且0.1 mm 2面积的样品薄膜拟合曲线的线性相关系数为0.9961。比较温度检测值与实验系统的拟合值,结果基本一致,验证了系统的可靠性。

关键词：微悬臂梁 au-zno 温度检测光热光谱热膨胀传感器

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磷酸银纳米材料的制备及光催化性能研究

磷酸银纳米材料的制备及光催化性能研究

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作者：胡俊杰安徽大学

学位级别：硕士

半导体光催化剂在催化降解水体有机污染物方面具有广泛的重大应用。合成催化活性及催化效率高、无毒害废物产生的可见光半导体催化剂,一直是水环境污染控制的热点课题。本文围绕Ag3PO4和au-zno纳米颗粒的合成,结构和光催化性能进行研究... 详细信息

半导体光催化剂在催化降解水体有机污染物方面具有广泛的重大应用。合成催化活性及催化效率高、无毒害废物产生的可见光半导体催化剂,一直是水环境污染控制的热点课题。本文围绕Ag3PO4和au-zno纳米颗粒的合成,结构和光催化性能进行研究,主要研究内容和研究结果如下：***3PO4纳米颗粒合成及光催化性能以AgNO3作为银源,H3P04为沉淀剂,在环己烷-油胺环境中,改变聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加量,调控Ag3PO4纳米颗粒大小和形貌。结果表明,在确定的反应物组份中,当加入0.5 gPVP时,Ag3PO4颗粒形貌规整,紫外可见光漫反射吸收光谱广,且可见光光催化性能最好。2.氧化石墨烯-Ag3PO4纳米复合物制备及光催化性能利用超声分散技术,以片状氧化石墨烯(GO)作为载体,原位合成Ag3PO4颗粒,使之均匀分散附着在片层石墨烯上形成GO-Ag3PO4纳米复合物。光催化实验表明,石墨烯可以增强Ag3PO4纳米颗粒的光催化性能,GO-Ag3PO4复合物可见光吸收边缘由Ag3PO4的530 nm红移到580 nm,当石墨烯的相对含量为5 wt%时,GO-Ag3PO4复合物对罗丹明(RhB)的光降解活性最强。***3PO4结构形貌调控及光催化性能以[Ag(NH3)2]+作为中间体,通过改变溶剂和表面活性剂,合成了三种不同形貌的Ag3PO4立方晶体。光催化实验结果表明：表面粗糙多孔以及缺少棱角的Ag3PO4立方晶体,具有更高效的光催化性能,归因于其较大的比表面积和(110)高能晶面。4. au-zno纳米复合物合成与光催化性能以Zn(Ac)2、HauCl4为原料,在二甘醇(DG)存在下,用一步法制备au-zno六棱柱状复合物。改变HauCl4添加量,au-zno纳米复合物形貌由不规则的桑葚状向规则的六棱柱状衍变。RhB光降解实验结果表明:au-zno纳米复合物较zno纳米颗粒光催化活性和催化效率显著增强,当au-zno纳米复合物中金含量为2.11%时,其光催化性能最好。

关键词：光催化剂光降解纳米复合物石墨烯-Ag3PO4 au-zno

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zno基复合材料的制备、发光及光催化性能研究

ZnO基复合材料的制备、发光及光催化性能研究

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作者：王立晶吉林师范大学

学位级别：硕士

近年来,随着环境保护意识逐渐深入人心,寻找最佳治理工业三废的方法迫在眉睫,光催化法是近年来发展起来的治理工业污水的有效方法,其中Zn O半导体材料就是一种理想的降解工业废水的光催化剂,但由于其量子产率低,光谱响应范围窄等关键问... 详细信息

近年来,随着环境保护意识逐渐深入人心,寻找最佳治理工业三废的方法迫在眉睫,光催化法是近年来发展起来的治理工业污水的有效方法,其中Zn O半导体材料就是一种理想的降解工业废水的光催化剂,但由于其量子产率低,光谱响应范围窄等关键问题没有解决严重地限制了其应用与发展。本论文将小尺寸的金属银、钯和金纳米颗粒与半导体Zn O复合形成Ag-Zn O、Pd-Zn O与au-Zn O复合材料,利用贵金属纳米颗粒作为电子传递介质,同时发挥Zn O半导体的稳定性能、小尺寸效应、紫外光响应等优点,从而提高Zn O的催化性能。通过改变反应条件制备出一系列高稳定性、高催化活性的Zn O基复合材料,实现其催化太阳光降解工业废水中的有机污染物;研究贵金属的掺杂量、分散度以及反应温度等因素对样品发光性质和光催化性能的影响,制备出活性最强的催化剂;探索催化机理,为设计此类催化剂奠定理论及实验基础。取得的主要研究成果如下:1.通过溶剂热法制备出Zn O纳米粒子,XRD、TEM、SEM、UV-vis等表征结果显示样品具有良好的纯度和结晶度,在波长为380nm和550nm附近出现两处明显的光质发光峰(PL),且在太阳光下对染料罗丹明B(Rh B)有催化降解作用。2.通过溶剂热法制备出Ag-Zn O核壳结构,制得的Ag-Zn O具有很好的结晶度和分散度,与纯氧化锌相比,复合材料的PL发光峰有所下降,对染料Rh B的催化降解能力增强。3.通过溶剂热法制备出Pd-Zn O微纳米复合材料,得到的样品为六方状孔隙结构,Pd纳米粒子均匀的分散在氧化锌表面及孔隙内。样品纯度较高,结晶性能良好,发光性能和催化性能都有一定改变。4.通过水热法制备出蜂窝状与多孔柱状au-Zn O异质结构,它们均具有良好的纯度和结晶性能,两种样品的PL吸收峰都比Zn O降低,对Rh B的催化活性大大提高,由于蜂窝状样品的金含量和表面积较高,所以具有最高的催化活性。5.分别对三种复合材料的光催化机理进行了探究,给出了可能的机理示意图。

关键词：光催化半导体 Ag-zno Pd-zno au-zno 复合结构

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金属-zno异质结的SERS及SPR催化性能研究

金属-ZnO异质结的SERS及SPR催化性能研究

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作者：倪宇欣苏州大学

学位级别：硕士

金属纳米颗粒在合适激光照射下,产生表面等离激元共振（SPR）。SPR通过非辐射衰减产生的电子-空穴对可诱导催化某些表面化学反应,SPR亦可激发产生表面增强拉曼光谱（SERS）效应,因此可利用SERS技术实时、原位监测表面反应过程。但单一... 详细信息

金属纳米颗粒在合适激光照射下,产生表面等离激元共振（SPR）。SPR通过非辐射衰减产生的电子-空穴对可诱导催化某些表面化学反应,SPR亦可激发产生表面增强拉曼光谱（SERS）效应,因此可利用SERS技术实时、原位监测表面反应过程。但单一组分的基底在应用方面受到极大限制,十分有必要研究复合型如金属-半导体异质结型基底的SERS性能及催化反应行为。本文通过构建肖特基接触或欧姆接触型的金属-半导体异质结,系统研究其SPR催化反应性能,为特异性催化某些表面反应提供一个新方法、新思路。主要研究内容如下:（1）拓展SERS研究至半导体zno表面。制备扫帚状zno纳米结构,获得了表面对硝基苯硫酚（PNTP）、对氨基苯硫酚（PATP）和苯硫酚（TP）探针分子的SERS信号,估算了 zno表面三种探针分子的表面增强因子。研究表明zno对PNTP约10倍的增强效应主要源于非共振化学增强,对PATP与TP约30倍的增强效应主要源于电荷转移增强。制备au@zno核壳纳米结构,利用内核巨大的SERS效应提高zno表面拉曼信号的强度。（2）构筑肖特基接触型的au-zno异质结,研究其在典型的SPR催化PNTP、PATP偶联反应和对巯基苯甲酸（MBA）脱羧反应中的催化性能。与常规的au纳米粒子基底相比,au-zno异质结具有更强的SPR催化性能,PNTP及PATP偶联反应效率均提升了约7倍,au-zno异质结上MBA脱羧反应效率得到明显提升。（3）构筑欧姆接触型的Ag-zno异质结,研究其在典型的SPR催化PNTP、PATP偶联反应中的催化性能。发现zno引入后,异质结表面PATP偶联反应效率提升了约13倍,而PNTP偶联反应效率受到显著抑制,约为Ag表面的1/2。（4）初步探索异质界面处SPR催化机理:肖特基接触型界面处的肖特基势垒可抑制金属侧电子-空穴对的复合,体系中热电子和空穴有效数量增加,提升催化氧化和还原反应性能;欧姆接触型界面处的电子势阱束缚体系中大量转移至半导体侧的热电子,导致体系中热空穴增加,而热电子有效数量减少,从而促进催化氧化反应、抑制还原反应。

关键词：表面增强拉曼光谱 au-zno Ag-zno 异质结表面等离激元催化反应

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