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微波水热合成锰掺杂氧化锌纳米粉体及其结构、形貌与光学特性
摘要: 本研究采用微波辅助水热法(MW-HTS)合成了未掺杂及锰掺杂的ZnO纳米粉体,Mn在ZnO中的掺杂比例设定为1%、5%和10%。通过XRD、SEM、XPS和FTIR研究了Mn浓度对ZnO纳米粉体结构和形貌特性的影响。XRD结果表明纳米粉体具有六方纤锌矿结构,晶格参数随Mn掺入量增加而增大。SEM图像显示所有样品均形成纳米棒结构,且棒的平均直径随Mn浓度升高而减小。XPS结果证实了Mn作为掺杂元素进入ZnO晶格以及Mn和Zn的氧化态。利用FTIR光谱确定了ZnO与ZnO:Mn纳米粉体的化学相互作用。
关键词: 傅里叶变换红外光谱,锰掺杂氧化锌,X射线光电子能谱,微波辅助水热法,纳米棒
更新于2025-09-23 15:22:29
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SnO2纳米颗粒/还原氧化石墨烯复合材料的增强型NO2传感性能
摘要: 采用多种技术对SnO2/还原氧化石墨烯(rGO)复合材料的结构与形貌进行了表征,该复合材料通过简便的一锅微波辅助水热法制备而成。结果显示,直径为3-5纳米的SnO2纳米颗粒均匀锚定在rGO片层的两侧。同时,基于SnO2/rGO复合材料和纯SnO2制备并测试了一系列电阻式气体传感器,以分析引入rGO的影响。结果表明,该复合材料对NO2表现出显著增强的气敏性能,具有高响应值、快速的响应与恢复速度,以及良好的选择性和重复性。在75°C下,该复合材料对350 ppb NO2的响应约为纯SnO2的6.6倍。此外,传感器的响应和恢复时间从39.2/54.7秒大幅缩短至6.5/1分钟,检测限甚至低至50 ppb。得益于增大的比表面积和局部p-n异质结,SnO2纳米颗粒与rGO的协同效应提升了SnO2/rGO复合材料的气敏性能。
关键词: 二氧化锡、石墨烯、异质结、微波辅助水热法、气体传感器
更新于2025-09-23 15:21:21
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飞秒激光辐照诱导的Bi2WO6结构有序化与结晶度变化
摘要: 控制功能氧化物的结构组织和结晶度是提升其在技术应用中性能的关键。本工作报道了采用微波辅助水热法合成的Bi2Wo6样品在飞秒激光辐照后结构组织和结晶度显著增强。通过X射线衍射、紫外-可见光谱、拉曼光谱、光致发光发射、能量色散光谱、场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜对合成样品进行了表征。为补充并解释实验结果,采用第一性原理计算研究了飞秒激光辐照的影响。飞秒激光辐照引发的结构和电子效应增强了长程结晶度,同时降低了自由载流子密度,这一现象与无定形态和液态中的情况类似。这些效应可视为表面增强拉曼散射的典型案例。
关键词: 结构组织、Bi2WO6、飞秒激光照射、结晶度、微波辅助水热法
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用淀粉快速绿色合成荧光碳点用于白光发光二极管
摘要: 采用微波辅助水热法,以马铃薯淀粉为碳源,实现了荧光碳点(CDs)的绿色简便合成。将1 mg/mL淀粉溶液在220℃下水热处理30分钟,制得最大量子产率为2.46%的碳点。在相同条件下,以淀粉和乙二胺分别作为碳源和氮源,制备了氮掺杂碳点(N-CDs),其量子产率是未掺杂碳点的两倍。两种碳点均具有优异的水溶性和良好的热稳定性,在紫外光下发射蓝色荧光,但后者的荧光强度明显高于前者。以CD/淀粉复合材料和N-CDs作为荧光粉制备的两种白光发光二极管,分别发出黄白色光和白光,在国际照明委员会色度图中的xy坐标分别为(0.38, 0.45)和(0.33, 0.35),表明它们在光电器件中具有巨大的潜在应用价值。
关键词: 荧光碳点、氮掺杂、发光二极管、微波辅助水热法、淀粉
更新于2025-09-16 10:30:52
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石墨烯量子点垂直腔面发射激光器
摘要: 非零带隙石墨烯量子点(GQDs)是极具前景的新型光学增益材料,有望用于实现高性价比、高性能的溶液加工光源。迄今为止,关于基于GQDs激光器的研究报道甚少。本文首次展示了一种由Ta2O5/SiO2介质分布式布拉格反射镜(DBRs)构成的垂直光学腔中,GQDs在室温下实现绿色色域的激光发射。该激光效应得益于独特的DBR设计——其不仅提供了与GQDs发射光谱重叠的宽阻带,还能保证紫外光激励的高透射率。本实验证实了GQDs作为光学增益材料的可行性,是推动其在宽色域激光显示器和投影仪中应用的重要突破。
关键词: 垂直腔面发射激光器、石墨烯量子点、绿光缺口、微波辅助水热法、分布式布拉格反射镜(DBRs)
更新于2025-09-11 14:15:04
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计算化学与实验相结合解释Ca??V?O??的几何结构、电子结构及光学性质
摘要: 本文通过实验与理论相结合的研究方法,首次揭示了Ca10V6O25晶体的结构、电子及光学特性。采用微波辅助水热法(MAH)在120°C的短时反应条件下合成了不同形貌的该晶体。基于密度泛函理论的第一性原理量子力学计算,获得了Ca10V6O25晶体在基态与激发态(单重态和三重态)的几何结构与电子性质。结合X射线衍射(XRD)及Rietveld精修测量结果,证实该晶体构建单元由三类畸变六配位[CaO6]团簇(八面体、棱柱体和五角锥体)及畸变四面体[VO4]团簇构成。结构与振动频率的理论与实验结果高度吻合,由此成功指认了Ca10V6O25超结构的拉曼模,这不仅阐明了材料晶胞结构及Ca/V原子配位情况,还揭示了单重态(s)与激发态(单重态s*和三重态t*)中发生的电荷转移过程——正是该过程产生了Ca10V6O25晶体的光致发光现象。
关键词: 结构特性、电子特性、Ca10V6O25、微波辅助水热法、光致发光、光学特性
更新于2025-09-10 09:29:36
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在肼存在下对P25二氧化钛进行改性以灭活金黄色葡萄球菌
摘要: 二氧化钛及其多形体是最受研究的半导体光催化剂之一。本研究以P25二氧化钛为前驱体,在碱性联氨存在下分别采用微波辅助水热法和声化学法对晶相与结构进行改性。结果表明:微波辅助水热法制备出具有棉球结构的钛酸盐复合相(纳米管、纳米片和纳米颗粒),而声化学法则得到单斜晶系钛酸盐相(TiO2-B)。通过FTIR和DRS证实改性TiO2中存在氮掺杂,且氮掺杂使改性TiO2表现出可见光吸收特性。研究发现具有棉球结构的复合相钛酸盐对耐甲氧西林超级细菌金黄色葡萄球菌(MRSA)具有高效灭活作用。此外,本研究首次报道了在碱性联氨存在下通过声化学法制备的亚微米级TiO2-B剑状形貌材料。
关键词: 细菌灭活、二氧化钛、声化学、微波辅助水热法
更新于2025-09-10 09:29:36
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具有高电子转移能力的CdS量子点修饰CdIn2S4/CdWO4纳米复合材料的多模式光催化性能
摘要: 总体而言,量子点具有利用热电子或单个高能光子产生多个载流子的特性,从而提升材料的光催化性能。本文采用微波辅助水热法合成了CdS量子点修饰的CdS QDs@CdIn?S?/CdWO?复合材料,并对其组成、晶体结构、形貌及表面理化性质进行了系统表征。电子显微镜结果显示,该复合材料呈现片层结构(长约350纳米,宽约50纳米),且直径约5纳米的CdS量子点均匀分布于片层表面。紫外-可见漫反射测试表明,CdS量子点与CdIn?S?的复合可将CdWO?的光吸收范围拓展至可见光区。光致发光光谱证实CdS量子点具有高效的电子传输能力。多模式光催化活性测试显示该材料对有机污染物表现出优异的降解能力:在无助催化剂、以Na?S-Na?SO?为牺牲剂的条件下,经420纳米以上可见光照射8小时,CdS QDs@CdIn?S?/CdWO?的产氢量可达221.3微摩尔/克。
关键词: 硫化镉量子点、量子点、微波辅助水热法、钨酸镉、多模式光催化、产氢、硫铟镉
更新于2025-09-10 09:29:36