MgZnO/ZnO异质结构的发光性质研究 被引量：1

1

作者 吴春霞 吕有明 +5 位作者 李炳辉 赵东旭 刘益春 申德振 张吉英 范希武 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期550-554,共5页

本文利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)技术在蓝宝石(Al_2O_3)衬底上生长了Mg_(0.12)Zn_(0.88)O(100nm)/ZnO(20nm)/Mg_(0.12)Zn_(0.88)O(40nm)异质结构,测得样品的X射线衍射谱表明,在34.56°的位置出现很强的(002)方向衍射峰,其半... 本文利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)技术在蓝宝石(Al_2O_3)衬底上生长了Mg_(0.12)Zn_(0.88)O(100nm)/ZnO(20nm)/Mg_(0.12)Zn_(0.88)O(40nm)异质结构,测得样品的X射线衍射谱表明,在34.56°的位置出现很强的(002)方向衍射峰,其半高宽度为0.20°,比Mg_(0.12)Zn_(0.88)O合金薄膜的半高宽度0.15°明显展宽。通过光致发光谱研究了MgZnO/ZnO/MgZnO异质结构的光学性质,室温下测得在370nm(3.35eV)位置有很强的紫外发光,而在348nm(3.56eV)的位置处有一个较弱的发光,这两个峰分别被归结于来自ZnO层和MgZnO盖层的发光。室温下的吸收光谱中,在上述两个峰的位置附近分别存在很明显的吸收,指示了带边吸收来自于MgZnO和ZnO两种材料。通过变温发光谱研究了异质结构中载流子弛豫、复合的规律。随着温度增加,来自于ZnO层和MgZnO层的发光强度比增加,这归结为MgZnO/ZnO异质结构存在界面势垒所致。 展开更多

关键词 mgzno/zno异质结构 等离子体辅助分子束外延 发光性质 光致发光谱 X射线衍射谱

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掺杂和点缺陷调控MoS_(2)/ZnO异质结光解水性能的第一性原理研究

2

作者 温俊青 王嘉辉 张建民 《高等学校化学学报》 北大核心 2025年第2期143-154,共12页

采用第一性原理计算方法研究了C,Pd元素掺杂及点缺陷MoS_(2)/ZnO异质结的电子结构、光学性质及光催化性能.计算结果表明,本征MoS_(2)/ZnO异质结具有0.66 eV的直接带隙,带边位置呈现Ⅱ型能带排列.掺杂和缺陷可以有效减小MoS_(2)/ZnO异质... 采用第一性原理计算方法研究了C,Pd元素掺杂及点缺陷MoS_(2)/ZnO异质结的电子结构、光学性质及光催化性能.计算结果表明,本征MoS_(2)/ZnO异质结具有0.66 eV的直接带隙,带边位置呈现Ⅱ型能带排列.掺杂和缺陷可以有效减小MoS_(2)/ZnO异质结的带隙,Pd@Zn为磁性半导体,V_(Mo)和V_(Zn)体系具有磁性半金属特性.掺杂和缺陷使MoS_(2)/ZnO异质结禁带之中出现杂质能级,有利于电子跃迁,吸收范围扩展至红外波段,在可见光范围(500~760 nm)内的光吸收系数提高.本征、掺杂与缺陷MoS_(2)/ZnO异质结体系界面处均存在由ZnO层指向MoS_(2)层的内建电场,促使本征MoS_(2)/ZnO异质结,C@S_(2),Pd@Zn,V_(S1),V_(S2)和V_(O)体系形成直接Z型异质结,促进了光生电子-空穴对的有效分离.异质结的带边电位跨过pH=0和7时的氧化还原电位,表明这些异质结可以在强酸溶液与中性溶液条件下进行氧化还原反应,且载流子具有较强的氧化还原能力.研究结果为基于MoS_(2)/ZnO异质结的设计提供了理论参考. 展开更多

关键词 MoS_(2)/zno异质结 掺杂缺陷 电子结构 光催化性能

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Li、Au掺杂对GaN/ZnO异质结光解水制氢性能的调控

3

作者 温俊青 王若琦 张建民 《无机化学学报》 北大核心 2025年第5期923-938,共16页

以提高GaN/ZnO异质结光解水制氢性能为目标,采用第一性原理方法研究了Li和Au元素掺杂GaN/ZnO异质结的电子结构、光学性质和光催化性能。电子结构计算表明GaN/ZnO异质结为直接带隙半导体,异质结类型为Z型,带隙为1.41 eV,能有效促进载流... 以提高GaN/ZnO异质结光解水制氢性能为目标,采用第一性原理方法研究了Li和Au元素掺杂GaN/ZnO异质结的电子结构、光学性质和光催化性能。电子结构计算表明GaN/ZnO异质结为直接带隙半导体,异质结类型为Z型,带隙为1.41 eV,能有效促进载流子分离。Li、Au掺杂后的各结构中除Li替位Zn结构外,均具有磁性。光学性质分析的结果表明,掺杂Li、Au元素可以提高体系的吸收系数,其中Li替位Zn后异质结具有较大的光吸收系数,同时具有较大的功函数(7.37 eV)和界面电势差(2.55 V),表明其可见光利用率较高,界面结构稳定且具有较大的内建电场,可以更有效地促进电子与空穴的迁移从而减小电子-空穴对的结合。Bader电荷分析表明掺杂元素Li和Au均失去电子。电子从GaN层向ZnO层转移,在界面处形成了一个有效的内电场。Li替位Zn和Au同时替位近位的Ga和Zn所对应的2种结构的层与层之间转移的电子较多,说明其界面电势差较大且拥有较高的光生载流子迁移速率。光解水制氢性能分析表明,ZnO薄膜、GaN/ZnO异质结、Li替位Ga以及Li同时替位远位的Ga和Zn四种体系在pH=0时,满足光解水制氢的条件。GaN薄膜、ZnO薄膜和Li同时替位远位的Ga和Zn三种体系在pH=7时满足光解水制氢的条件。 展开更多

关键词 第一性原理方法 GaN/zno异质结 电子结构 磁特性 光解水制氢

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SiS_(2)/ZnO范德华异质结光催化水分解第一性原理研究

4

作者 李家豪 黄欣 杨志红 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第6期31-36,共6页

基于第一性原理方法,研究了SiS_(2)/ZnO范德华异质结的电子结构和光催化性质.结果表明,SiS_(2)/ZnO异质结是带隙值为1.32 eV的半导体材料,表现出交错排列的能带结构.在异质结界面处,形成了从ZnO指向SiS_(2)的内置电场,该内置电场的存在... 基于第一性原理方法,研究了SiS_(2)/ZnO范德华异质结的电子结构和光催化性质.结果表明,SiS_(2)/ZnO异质结是带隙值为1.32 eV的半导体材料,表现出交错排列的能带结构.在异质结界面处,形成了从ZnO指向SiS_(2)的内置电场,该内置电场的存在使得SiS_(2)/ZnO异质结中形成了特殊的“Z-型”载流子迁移模式,有利于电子空穴对的有效分离,同时增强了载流子的氧化还原能力.异质结构具有良好的热力学稳定性,且带边位置跨越水的氧化还原电位.与单层材料相比,SiS_(2)/ZnO异质结光吸收谱出现红移现象,表现出更宽的光吸收范围(从可见光到紫外光)及更强的光吸收强度(达到10~5 cm^(-1)量级).另外,通过施加双轴应变,可以有效调控SiS_(2)/ZnO异质结的带隙值.以上结果表明SiS_(2)/ZnO异质结有潜力成为新型光催化剂用于全解水. 展开更多

关键词 SiS_(2)/zno Z-型范德华异质结 光催化 电子结构 第一性原理

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ZnO/TiO_(2)核-壳纳米结构的低温制备及其光电性能研究 被引量：2

5

作者 李丽华 王贺 +1 位作者 王航 黄金亮 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1217-1222,共6页

ZnO因其自身的高电荷复合、化学性质活泼,导致其应用受到限制,通过表面修饰进行复合可实现电子-空穴的分离并提高其化学稳定性。以二水合醋酸锌、六水合硝酸锌、六氟钛酸铵为原料,采用溶胶-凝胶、水热和液相沉积相结合的方法,在低温条... ZnO因其自身的高电荷复合、化学性质活泼,导致其应用受到限制,通过表面修饰进行复合可实现电子-空穴的分离并提高其化学稳定性。以二水合醋酸锌、六水合硝酸锌、六氟钛酸铵为原料,采用溶胶-凝胶、水热和液相沉积相结合的方法,在低温条件下制备出ZnO/TiO_(2)单异质结。采用XRD、SEM、EDS、TEM、PL等对样品进行表征并对其光电性能进行测试。结果表明,在沉积时间为20 min时,ZnO/TiO_(2)核-壳结构形貌最规整,其中ZnO直径约115 nm,TiO_(2)薄膜厚度约7.6 nm;TiO_(2)的负载,降低了电极中光生电荷的复合,提高了ZnO对光子的收集能力,光电流密度提升大约10倍,达到0.21μA/cm^(2),表现出优异的光电化学性能。 展开更多

关键词 zno/TiO_(2) 核-壳结构 异质结 光电极材料 液相沉积

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ZnS/ZnO异质结构的制备及其光催化性能 被引量：6

6

作者 崔磊 董晶 +2 位作者 杨丽娟 王帆 夏炜炜 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期580-584,共5页

以醋酸锌、硫脲为原料,采用简单的一步溶剂热法合成了花状Zn S微球,并分别在550、600和650℃下进行高温氧化处理,获得了Zn S/ZnO异质结构半导体材料。利用XRD、SEM、EDS、表面积分析仪、拉曼光谱仪和UV-Vis对材料的形貌、结构、比表面... 以醋酸锌、硫脲为原料,采用简单的一步溶剂热法合成了花状Zn S微球,并分别在550、600和650℃下进行高温氧化处理,获得了Zn S/ZnO异质结构半导体材料。利用XRD、SEM、EDS、表面积分析仪、拉曼光谱仪和UV-Vis对材料的形貌、结构、比表面积和光学性质进行了测定,并以罗丹明B（Rh B）为模型污染物考察了样品的光催化性能。结果表明：原位合成的样品为立方相Zn S微球,经过550℃高温氧化1 h后,由于O原子的进入,生成少量ZnO,经过600℃高温氧化1 h后形成了Ⅱ型异质结构Zn S/ZnO,经过650℃高温氧化1 h后,样品基本上成为ZnO。随着高温氧化温度的升高,样品的禁带宽度整体呈下降趋势。光催化结果显示：Zn S/ZnO异质结构具备较优的光催化性能,紫外光照射40 min,Rh B降解率达到98.5%。 展开更多

关键词 水热法 ZnS/zno异质结构 高温氧化 光催化性能 功能材料

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CdS/ZnO异质结构材料的光生电荷性质 被引量：6

7

作者 王凌凌 杨文胜 +1 位作者 王德军 谢腾峰 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2316-2318,共3页

CdS纳米材料由于具有良好的可见光光电性质而成为太阳能利用研究中的热点[1],特别是近年来对CdS进行修饰和改性构成具有异质界面的复合材料,能够提高光生电荷的分离效率,减缓光腐蚀,

关键词 CdS/zno异质结构 表面光伏相位谱 瞬态表面光伏 光生电荷转移

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花状ZnO/ZnS异质结构的简易合成、结构表征及光催化活性(英文) 被引量：3

8

作者 李本侠 王艳芬 吴玉雷 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第2期417-424,共8页

采用简便的两步溶液相化学方法,在较低温度下(80℃),制备出了花状的ZnO/ZnS异质结构。分别利用X射线衍射、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外-可见光谱仪等测试手段对所制备的样品进行表征,结果表明ZnO/ZnS异质... 采用简便的两步溶液相化学方法,在较低温度下(80℃),制备出了花状的ZnO/ZnS异质结构。分别利用X射线衍射、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外-可见光谱仪等测试手段对所制备的样品进行表征,结果表明ZnO/ZnS异质结构是由花状ZnO纳米结构和ZnS纳米粒子组成。在光降解罗丹明B(RhB)的测试中,ZnO/ZnS异质结构样品体现出了比ZnO前驱物和商业P25光催化剂更高的光催化效率,这主要可归因于异质结构更有利于电子-空穴的有效分离。ZnO/ZnS光催化剂体现出良好的循环稳定性。 展开更多

关键词 zno/ZnS异质结构 化学合成 微结构 光催化

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ZnO纳米管阵列/p-Si异质结构的低温控制合成及其光电性能 被引量：3

9

作者 徐玉睿 田永涛 +5 位作者 王文闯 贺川 陈文丽 赵晓峰 王新昌 李新建 《郑州大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2012年第2期56-61,共6页

通过选择性腐蚀ZnO纳米棒,在p型Si衬底上低温合成了ZnO纳米管阵列,构成ZnO纳米管阵列/p-Si异质结构(n-ZnONT/p-Si).ZnO纳米管阵列光致发光谱显示,在378 nm处出现了很强的紫外发射峰,而在500 nm左右有一个较宽的绿色发光峰,表明ZnO纳米... 通过选择性腐蚀ZnO纳米棒,在p型Si衬底上低温合成了ZnO纳米管阵列,构成ZnO纳米管阵列/p-Si异质结构(n-ZnONT/p-Si).ZnO纳米管阵列光致发光谱显示,在378 nm处出现了很强的紫外发射峰,而在500 nm左右有一个较宽的绿色发光峰,表明ZnO纳米管具有较好的结晶性.电流-电压曲线显示,n-ZnONT/p-Si异质结构在光暗两种条件下都表现出了较好的整流特性.在紫外光照射下,反向偏压区电流出现了较大的变化,反映出n-ZnONT/p-Si异质结构有较强的紫外光响应,有望成为潜在的紫外光探测器件. 展开更多

关键词 zno纳米管阵列 n-znoNT/p-Si异质结构 光致发光 电流-电压曲线

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两步法合成ZnO／TiO2异质结构 被引量：1

10

作者 王暖霞 孙承华 +2 位作者 胡秀杰 陈萍 周树云 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期350-352,共3页

采用电纺和水热处理两步法,通过水热后处理在电纺的TiO2纤维上生长了ZnO二级结构,制备了ZnO/TiO2异质结构的复合材料,并研究了反应时间对ZnO生长的影响。采用SEM,TEM对异质结构的微观结构进行了表征,XRD对ZnO/TiO2进行了物相分析。

关键词 zno/TiO2异质结构 电纺法 水热法

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纺锤状ZnO/还原氧化石墨烯异质结构及其微波吸收性能 被引量：1

11

作者 贺军哲 孙新 +2 位作者 疏金成 杨轩 曹茂盛 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期88-94,共7页

目的调节石墨烯的电磁匹配,以实现最优的微波吸收性能。方法通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯GO,以六水合硝酸锌、双六甲撑三胺、氧化石墨烯为原料,采用水热法在140℃获得了具有异质结构的包裹r-GO的纺锤状ZnO棒(S-ZnO/r-GO)。通过X... 目的调节石墨烯的电磁匹配,以实现最优的微波吸收性能。方法通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯GO,以六水合硝酸锌、双六甲撑三胺、氧化石墨烯为原料,采用水热法在140℃获得了具有异质结构的包裹r-GO的纺锤状ZnO棒(S-ZnO/r-GO)。通过X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)测试,分别对S-ZnO/r-GO的组成成分、形貌特征以及微观结构进行了表征,同时采用同轴法,通过矢量网络分析仪测试分析了不同填充浓度下S-ZnO/r-GO复合材料在2~18 GHz范围内的电磁特性,并通过计算得到了材料的微波反射率损耗。结果尺寸均匀且相互交织的纺锤状ZnO棒被大量褶皱的还原氧化石墨烯所包覆,构建了一种相互连接的三维交织结构。纺锤状ZnO的引入以及三维结构的建立,明显改善了S-ZnO/r-GO异质结构在2~18 GHz频率范围内的电磁特性和微波响应。在厚度为2.0 mm,频率为14.8 GHz处,最大反射率损耗值达到−40 dB,有效吸收带宽几乎覆盖整个Ku波段。结论纺锤状ZnO/r-GO复合材料表现出优异的微波吸收性能和较宽的有效吸收频段,具有一定的应用前景。 展开更多

关键词 纺锤状zno棒 还原氧化石墨烯 异质结构 电磁特性 微波吸收

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ZnO/NiO异质结构纳米纤维的制备与气敏性能 被引量：5

12

作者 郝婧 刘杨秀 +1 位作者 曹雪媛 潘凯 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期136-140,共5页

采用静电纺丝结合煅烧处理制备了ZnO/NiO异质结构纳米纤维,通过扫描电镜、高分辨透射电镜、红外光谱、X射线光电子能谱和X射线衍射等方法详细研究了ZnO/NiO异质结构纳米纤维的形貌、结构、化学组成和结晶性。结果表明,制备的ZnO/NiO纳... 采用静电纺丝结合煅烧处理制备了ZnO/NiO异质结构纳米纤维,通过扫描电镜、高分辨透射电镜、红外光谱、X射线光电子能谱和X射线衍射等方法详细研究了ZnO/NiO异质结构纳米纤维的形貌、结构、化学组成和结晶性。结果表明,制备的ZnO/NiO纳米纤维具有异质结构,其平均直径约为200 nm,所生成的ZnO、NiO均匀地分布在纳米纤维的两侧。并以ZnO/NiO异质结构纳米纤维为气敏传感器,研究了其对乙醇气体的气敏传感性能,气敏测试结果表明,其对浓度为103 mg/L的乙醇气体响应恢复速度快,有利于对低浓度乙醇气体的探测。 展开更多

关键词 纳米纤维 zno/NiO 异质结构 气敏传感 乙醇

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ZnO/ZnS异质结构改性生物炭自然光增强吸附水中亚甲基蓝 被引量：2

13

作者 王盛 张兵兵 +3 位作者 陈蔚洁 安明泽 薛斌 徐国敏 《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期751-757,共7页

以玉米秸秆为原料,硫酸锌为改性剂,采用一步热解法制备了ZnO/ZnS异质结构改性生物炭(MBC),并将其用于自然光增强吸附水中亚甲基蓝。表征结果显示:与未改性生物炭相比,MBC的比表面积显著增大,ZnO/ZnS异质结构颗粒均匀分布在其表面。实验... 以玉米秸秆为原料,硫酸锌为改性剂,采用一步热解法制备了ZnO/ZnS异质结构改性生物炭(MBC),并将其用于自然光增强吸附水中亚甲基蓝。表征结果显示:与未改性生物炭相比,MBC的比表面积显著增大,ZnO/ZnS异质结构颗粒均匀分布在其表面。实验结果表明:自然光可增强MBC对亚甲基蓝的吸附能力,600℃热解制备的MBC(MBC600)性能最佳;自然光下,初始质量浓度为10 mg/L、pH约为7的亚甲基蓝水溶液经MBC600处理240 min后,COD和色度均降为0;吸附过程更符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型;重复使用5次后,MBC600对亚甲基蓝的去除率仍保持在95%以上。 展开更多

关键词 自然光增强吸附 zno/ZnS异质结构 生物炭 亚甲基蓝

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以CuC_2O_4微球为模板可控合成一维CuC_2O_4/ZnO异质结构(英文)

14

作者 周海燕 彭银 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期52-56,共5页

以CuC2O4纳米微球为模板,通过水热法在120℃、1 h时成功合成了一维CuC2O4/ZnO异质结构。采用热重分析(TGA)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能量散射X射线谱(EDX)、透射电子显微镜(TEM)和X射线粉末衍射(XRD)等测试技术对产物的结构和... 以CuC2O4纳米微球为模板,通过水热法在120℃、1 h时成功合成了一维CuC2O4/ZnO异质结构。采用热重分析(TGA)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能量散射X射线谱(EDX)、透射电子显微镜(TEM)和X射线粉末衍射(XRD)等测试技术对产物的结构和形貌进行了表征。结果表明,所得产物为一维CuC2O4/ZnO纳米棒束,长约1μm,直径约500 nm。每个棒束由许多纳米棒沿同一方向组装而成。TEM照片和EDX光谱表明,CuC2O4和ZnO形成了均匀的异质结构。 展开更多

关键词 CuC2O4/zno异质结构 可控合成 模板

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n-ZnO/p-GaN异质结界面工程 被引量：4

15

作者 曾兆权 杜小龙 +8 位作者 刘玉资 英敏菊 梅增霞 郑浩 袁洪涛 郭丽伟 贾金锋 薛其坤 张泽 《电子显微学报》 CAS CSCD 2005年第4期340-341,共2页

关键词 zno GaN 发光二极管(LED) 界面工程 异质结 半导体材料 激光二极管 晶体结构 晶格常数

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原位生长的α-Fe_(2)O_(3)/ZnO异质纳米棒阵列对乙醇气体的高选择性检测 被引量：2

16

作者 隋丽丽 黄微微 +8 位作者 王平 徐英明 程晓丽 霍丽华 姜惠烨 赵冰 张文治 王政军 刘亚红 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期857-865,共9页

采用两步溶液法在陶瓷管上原位生长了ZnO纳米棒阵列,然后以ZnO纳米棒为载体,通过水热法在其表面负载α-Fe_(2)O_(3)纳米粒子,生成异质α-Fe_(2)O_(3)/ZnO复合纳米材料。α-Fe_(2)O_(3)/ZnO纳米棒直径30~80 nm,长1μm左右,交叉排列形成... 采用两步溶液法在陶瓷管上原位生长了ZnO纳米棒阵列,然后以ZnO纳米棒为载体,通过水热法在其表面负载α-Fe_(2)O_(3)纳米粒子,生成异质α-Fe_(2)O_(3)/ZnO复合纳米材料。α-Fe_(2)O_(3)/ZnO纳米棒直径30~80 nm,长1μm左右,交叉排列形成纳米棒阵列,α-Fe_(2)O_(3)纳米粒子粒径约10 nm,均匀分布在ZnO纳米棒表面。将纯ZnO和α-Fe_(2)O_(3)/ZnO纳米棒阵列制成气敏元件,测试并对比了2种气敏元件的气敏性能,揭示其气敏机理。结果表明:α-Fe_(2)O_(3)纳米粒子的复合显著提高了ZnO纳米棒阵列对乙醇气体的灵敏度和选择性,在工作温度370℃时,对100μL/L乙醇气体的响应值为85.4,是同条件下ZnO器件对乙醇响应值(9.4)的9.1倍,响应时间7 s,最低检出限为0.01μL/L。相关研究可以应用于痕量乙醇的快速、高灵敏度和高选择性检测。 展开更多

关键词 原位生长法 α-Fe_(2)O_(3) zno 纳米棒阵列 异质结构

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核-壳结构ZnO/g-C_(3)N_(4)纳米复合光催化剂的简易合成及光催化活性研究 被引量：8

17

作者 李含 罗凯怡 +9 位作者 胡文宇 李靖 王子强 马超 潘泽美 张秋平 袁欢 余飞 宋曼 徐明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期380-394,共15页

以双氰胺为原料,采用简易的高分子网络凝胶法制备了具有超薄非晶g-C_(3)N_(4)层的核-壳结构ZnO/g-C_(3)N_(4)纳米复合光催化剂。当原料中氧化锌和双氰胺的摩尔比为1∶1时,复合光催化剂的壳层厚度约为3 nm,异质结界面清晰,在模拟光和可... 以双氰胺为原料,采用简易的高分子网络凝胶法制备了具有超薄非晶g-C_(3)N_(4)层的核-壳结构ZnO/g-C_(3)N_(4)纳米复合光催化剂。当原料中氧化锌和双氰胺的摩尔比为1∶1时,复合光催化剂的壳层厚度约为3 nm,异质结界面清晰,在模拟光和可见光的照射下具有最佳的降解有机染料污染物活性。紫外-可见光漫反射(UV-vis)光谱结果显示,复合光催化剂在可见光范围内吸收增强,吸收带发生红移。光致发光(PL)光谱、稳态表面光电压(SPV)和稳态表面光电流(SPC)图谱揭示g-C_(3)N_(4)的负载显著增进了光生载流子的分离。在模拟太阳光和可见光下对亚甲基蓝、甲基橙和罗丹明B溶液进行光催化降解。结果显示,ZnO/g-C_(3)N_(4)纳米复合光催化剂的光催化活性明显提高,催化剂具备良好的稳定性和可重复利用性。此外,自由基捕获实验表明超氧自由基是复合材料降解染料污染物的主要活性物种,同时空穴在降解过程中起着重要作用。在光催化过程中,核-壳结构可有效促进ZnO与g-C_(3)N_(4)之间的电荷转移。本文研究为合成基于碳氮化合物/金属氧化物异质结构的高效纳米光催化剂提供了一条简单有效的途径。 展开更多

关键词 核-壳结构 异质结 zno g-C_(3)N_(4) 光催化

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反蛋白石结构ZnO@PDA用于增强光催化产H_(2)O_(2)性能 被引量：11

18

作者 韩高伟 徐飞燕 +3 位作者 程蓓 李佑稷 余家国 张留洋 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第7期77-86,共10页

利用太阳能驱动生产高能量密度的H_(2)O_(2)太阳能燃料引起了广泛关注,但目前光催化剂缓慢的动力学限制了其实际应用。本文制备-种聚多巴胺(PDA)改性的反蛋白石结构ZnO(ZnO@PDA)光催化剂,用于可持续性的光催化产H_(2)O_(2)。由于电子的... 利用太阳能驱动生产高能量密度的H_(2)O_(2)太阳能燃料引起了广泛关注,但目前光催化剂缓慢的动力学限制了其实际应用。本文制备-种聚多巴胺(PDA)改性的反蛋白石结构ZnO(ZnO@PDA)光催化剂,用于可持续性的光催化产H_(2)O_(2)。由于电子的转移,因此当PDA与ZnO接触后,会在界面处形成一个从PDA指向ZnO的内建电场。在内建电场和能带弯曲的驱动下,ZnO导带中的光生电子与PDA最高占据分子轨道(HOMO)中的空穴复合,符合梯型异质结的电荷转移和分离途径。这种独特的梯型异质结确保了有效的电子或空穴的分离并且留存下具有强氧化还原能力的光生载流子。此外,与纯ZnO相比,反蛋白石结构的Zn0@PDA具有更强的光吸收能力。实验表明,归因于光吸收能力的提高,光生载流子的有效分离和强氧化还原能力,负载0.03%(原子分数)PDA的ZnO样品具有最佳的产H_(2)O_(2)性能(1011.4 μmol·L^(-1)·h^(-1)),分别是纯ZnO和PDA的4.4和8.9倍。 展开更多

关键词 S型异质结 聚多巴胺 zno反蛋白石结构 光催化产H_(2)O_(2)

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类仙人球状Ag_3PO_4/ZnO纳米棒阵列异质结的构筑及光催化性能研究

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作者 杨欣 蒋冰心 朱立国 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期12184-12188,共5页

采用晶种异质外延生长法合成制备结构新颖、性能稳定的类仙人球状的Ag_3PO_4立方微晶(MC)/ZnO纳米棒阵列(NRs)异质结。利用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)表征样品形貌,X射线衍射仪(XRD)表征晶体结构。通过有机染料... 采用晶种异质外延生长法合成制备结构新颖、性能稳定的类仙人球状的Ag_3PO_4立方微晶(MC)/ZnO纳米棒阵列(NRs)异质结。利用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)表征样品形貌,X射线衍射仪(XRD)表征晶体结构。通过有机染料罗丹明B(RhB)的降解率及循环降解能力测试,研究其催化活性及稳定性。实验结果表明,制备的Ag3PO4 MC/ZnO NRs异质结表现出良好的光催化活性及稳定性;在可见光区域催化降解RhB的实验中,降解率高达98%。Ag_3PO_4 MC/ZnO NRs异质结独特的复合结构为催化反应提供大量的催化活性位点,有效提高催化反应的活性,同时降低了光生电子-空穴电荷对的复合率,从而极大地增强了光催化效率。 展开更多

关键词 异质结构 外延生长 光催化 zno纳米棒阵列 Ag3PO4立方微晶

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新型泡沫镍模板Ti_(3)C_(2)T_(x)@ZnO复合材料光降解RhB应用研究

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作者 黄超 李孟遥 战光辉 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2024年第5期993-1002,共10页

工业染料废水的净化对缓解水资源危机至关重要,但传统的金属氧化物半导体光催化降解方法存在成本高、效率低等问题。与之形成鲜明对比的是,MXenes材料因其高比表面积和优秀的导电性,尤其是经过剥离的片状MXenes材料,在光照下展示出了卓... 工业染料废水的净化对缓解水资源危机至关重要,但传统的金属氧化物半导体光催化降解方法存在成本高、效率低等问题。与之形成鲜明对比的是,MXenes材料因其高比表面积和优秀的导电性,尤其是经过剥离的片状MXenes材料,在光照下展示出了卓越的电荷转移能力,MXenes材料的利用开辟了光催化反应的新途径。特别是,MXenes如Ti_(3)C_(2)T_(x)与传统ZnO相比,在催化效率和稳定性上都有显著提升。本研究将ZnO与Ti_(3)C_(2)T_(x)结合,制备了一种高比表面积的光催化复合材料,既增加了活性位点,也显著提高了光催化效率。通过水热法,成功将单层Ti_(3)C_(2)T_(x)涂覆在泡沫镍上,并在其上生长ZnO纳米棒,制备出高效的光催化降解材料。实验结果表明,性能最优的材料能在100 min内将RhB的降解率提升至97.7%,同时也有效降解了四环素和对氯苯酚。这证明MXenes材料和金属氧化物复合材料在光催化染料降解领域具有巨大的应用潜力。 展开更多

关键词 zno MXenes 光催化 异质结构 罗丹明B

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