Li掺杂ZnO(AZO)纳米阵列的水热合成
摘要:准一维纳米材料,包括纳米线、纳米棒、纳米针、纳米管、纳米带、纳米同轴电缆和异质结等是当前纳米材料科学领域的前沿和热点。有序的纳米阵列结构能够合理控制材料的定向生长,进而实现对其尺寸、维度、组成、晶体结构乃至物性的调控,从而有利于在纳米器件中的应用。ZnO纳米线与碳纳米管,硅纳米线被认为是21世纪主要的纳米材料,在光学,光电子学,能源,传感器,关键词: Li掺杂 ZnO 纳米阵列水热合成
1.1引言
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1~100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。由于纳米材料尺寸小,可与电子的德布罗意波长、超导相干波长及激子玻尔半径相比拟,电子被局限在一个体积十分微小的纳米空间,电子输运受到限制,颗粒、原子团簇。由于这些材料一般具有量子效应,因此二维、一维和零维的纳米材料又被称为量子阱、量子线和量子点。
近十多年来,以碳纳米管为代表的准一维纳米新材料因其特殊的一维纳米结构(纳米管、纳米线、纳米同轴电缆、纳米带等),呈现出一系列优异的力、光、电、声、磁、热、储氢、吸波等性质,在未来纳米器件领域中具有广阔的应用前景,成为纳米材料家族中一类引入瞩目的群体。然而,和量子阱、量子点的研究相比,准一维纳米材料的研究进展相对较慢,其原因在于准一维纳米材料尤其是结构可控的准一维纳米材料的制备比较困难。尽管一维纳米结构可以利用纳米光刻技术(电子束光刻、结构、组分、形态、大小以及位置等进行人为的控制,从而直接生长出所需的准一维纳米材料和纳米结构。因此,物理、化学合成将成为制备准一维纳米材料的一种十分重要的新途径。对一维纳米材料可控生长技术、表征技术和应用技术的深入研究将会促进纳米科学和技术的发展,有助于发现新的效应,发展新的器件。
ZnO属于带隙较宽( 室温下3.37eV) 的半导体材料, 由于本征缺陷的存在,
等相比,ZnO具有高的激子束缚能( 高达60meV,远大于GaN 的21~25meV) 、高的击穿强度和饱和电子迁移速率,可用作高温、高能、高速电子器件。另外,ZnO还具有热电效应和化学传感特性[1],在传感器领域有重要的应用[2] 。
纳米
目前来说,制备ZnO纳米结构的工艺方法很多,如物理气相沉积法、化学气相沉积法、溶胶2凝胶法、分子束外延法、热蒸发法、阳极氧化铝模板法、水热法等等。这些方法制备的ZnO纳米材料具有非常丰富的结构形貌,如ZnO纳米线、纳米带、纳米环、纳米梳,四脚状纳米ZnO结构等等。相对而言,化学溶液方法比较简单。
1.2 纳米材料的基本性质
纳米材料之所以引起这么大的关注,不仅仅是在尺寸上的缩小,更重要的是尺寸缩小所带来的独特的性质,主要有:
1.2.1量子尺寸效应
当粒子尺寸下降到某一值时,金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象和纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级,能隙变宽的现象均称为量子尺寸效应。能带论最基本的结果之一是周期性势场中运动的电子的能级形成能带。根据Kubo理论,能级间距和粒子直径有如下关系:
δ=4E F/3N ∝ 1/ d3 (1-1)
其中
E F=h2(3π2n)2/3/2m (1-2)
式中δ为能级间距,E
为费米能级,N为总导电电子数,v为微粒体积,d为微
F
粒直径,m为电子质量,n为电子密度,h为普朗克常数。对于体材料来说,可以认为包含无数个原子,即导电电子数N一∞,由式1.1可得能级间距δ一O,即对于体材料来讲能级呈连续变化;对于纳米颗粒来讲,由于它往往只包含几个
能级间距大于热能、光子能量或超导态的凝聚能时,就必须要考虑量子尺寸效
应,这会导致纳米微粒的磁、光、声、热、电以及超导电性与宏观特性有着明
显的不同。
1.2.2表面效应
纳米材料的表面效应是指纳米粒子的比表面积随粒径的变小而急剧增大,
使其表的百分数见表1-1。
直径/nm 1 2 5 10 20 100 原子总数30 2.5×1033×1033×104 2.5×105106表面原子所占比例/% 99 80 40 20 10 2 由表1.I可见,对直径大于100 am的颗粒表面效应可忽略不计,当尺寸小于100
nm时,其表面原子百分数急剧增长,甚至lg超微颗粒表面积的总和可高达100 m2,
构型的变化,同时也引起表面电子自旋构像和电子能谱的变化。
1.2.3小尺寸效应
纳米材料中的微粒尺寸小到与光波波长或德布罗意波波长、超导态的相干
长度等物理特征相当或更小时,晶体周期性的边界条件被破坏,非晶态纳米微
粒的颗粒表面层附近原子密度减小,使得材料的声,光、电、磁、热、力学等
热性出现改变而导致新特性出现的现象,被称为纳米材料的小尺寸效应。例如,
纳米材料的光吸收明显加大,并产生吸收峰的等离子共振频移;非导电材料的
导电性出现;磁有序态向磁无序态转化,超导相向正常相的转变;金属熔点的
明显降低等。
1.2.4宏观量子隧道效应
微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。近年来,人们发现一些宏观
物理量,如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等也显示出隧道效应,
通常称之为器件,器件便无法工作。经典电路的物理极限尺寸大约为0.259in。
目前研制的量子共振隧穿晶体管就是利用量子效应而制成的新一代器件。
对于低维的纳米材料,如直径为几十纳米的半导体颗粒,其电流随电压的变化不再是线性的,而是在I.V曲线中出现锯齿状的台阶。也就是说,体系的充放电过程不的单个电子穿过势垒到达另一个量子点的行为称为量子隧穿。此时在一个量子点上所加的电压V>e/C。利用库仑阻塞和量子隧穿效应可以设计下一代的纳米器件,如单电子晶体管和量子开关等。
1.2.6介电限域效应
介电限域是纳米微粒分散在异质介质中由于界面引起的体系介电增强的现象,这种介电增强通常称为介电限局,主要来源于微粒表面和内部局域强的增强。当介质的折射率比微粒表面和内部的场强比入射场强明显增加,这种局域强的增强称为介电限域。一般来说,过度金属氧化物和半导体微粒都可能产生介电限域效应。纳米微粒的介电限域对光吸收、光化学、光学线性等会有重要影响。纳米微粒与异质介质的介电常数相差越大,介电限域效应就越明显,在光学性质上就表现出明显的红移现象。
1.3.1准一维纳米阵列的水热合成:
在制备一维纳米材料时,不应该仅仅着眼于制备体系或者制备方法的丰富,更应该考虑对生长机理的认识和理解。总的来说,准一维纳米材料的制备可以分为
) 溶解于水, 从而加快反应的进行。近年来, 由于其相对于其它方法具有能耗低、适用性广、可控性强、产率高、物相均匀、纯度高、结晶良好以及环境污染小等优点, 引起了人们越来越广泛的关注。在本文中, 我们采用ZnCl2溶液和浓氨水( 25%) ,利用一种简单的水热法合成了ZnO纳米棒和纳米管。对得到的样品的形貌和结构用扫描电子显微镜( SEM)和X 射线衍射仪(XRD)表征,并测试了ZnO纳米管的光致发光特性。根据实验结果对ZnO 纳米棒和纳米管的形成过程和机理进行了有效的分析。
1.4氧化物纳米阵列:
氧化物半导体在制备的过程中不会对环境遗戚污染,是一种典型的绿色半导体,一般具有离子键强、熔点较高、无色透明和较大的禁带宽度(Eg)3eV)等特点,而且纳米线阵列,长度达到51am(如图1.3所示)。并且.基于Ti02纳米线阵列的染料敏化太阳能电池在棚l 5的标准光照下,转化效率达到5 02%。
图1—3基于导电玻璃的Ti02纳米线阵列的SEM图片
Fig 1·3 SEM pictures ofTi02 nanowire arrays based oⅡFTO glass 1.4.2纳米有序阵列结构的性质
高度取向的纳米阵列是以纳米颗粒、纳米线、纳米管和纳米带为基本单元,果用物理和化学等方法在二维或三维空间构筑的纳米体系,其量子效应突出,性
板,其中充填可聚合的甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体,光引发聚合后再用氢氟酸刻蚀掉Si02模板,制备了PMMA三维有序多孔材料,其晶面间距和颜色因材料拉伸而变化,可用作拉敏传感器。Cassagneau等报道了表面抗体修饰的聚噻吩三维有序多孔材料的颜色和在生物传感器中的应用。Zhou等人的研究表明,组装于氧化铝模板中的In203纳米线阵列具有不同于In203薄膜和颗粒的荧光特性。
(2)电学性质
通过模板法制备的一维聚合物纳米材料,由于模板的限制作用,聚合物分
其外层分子链呈有序排列.导致其电导率比块状试样高几个数量级,可用于制备纳米电路的导线等。一维聚合物纳米材料比表面积极大,其电学输运性能随环境和吸附物质而改变,可用作高灵敏度传感器。导电聚合物纳米管阵列可用于生物反应器或生物传感器的生物酶微胶囊,具体的方法是在模板中合成聚合物纳米管,将高浓度的生物酶充填到纳米管中并封管,形成可用于水相或有机相的酶生物反应器。这
路径,从而也有利于减少电荷的复合。
图1--6 ZnO有序纳米阵列在有机/无机体异质结光伏器件中应用的示意图
Fig 1-6 schematic of application of ZnO aligaed nanoarray structure in inorganic/organic bulk heterojunction photovoltaic cell.
(4)磁学性质
具有纳米结构的磁记录材料一直是人们感兴趣的一个研究热点,理想的磁
由存储每比特所需面积决定的。提高存储密度的有效方法之一就是采用垂直于膜面的纳米线阵列来存储。早在1993年Whitney等就研究了Ni和Co纳米线阵列的磁性质。Albrecht等通过改进Co纳米线阵列的密度和直径,在磁场平行于纳米线的生长方向上,得到了矫顽(磁)力场Hc在温度5K时为3000Oe,在温度300K时为800Oe,大大高于用Co纳米粒子形成膜的Hc(10Oe,5K)。对铁磁性纳米线阵列×1011 bit/in2,大小为100nm X 100nm,磁存储密度比传统磁盘提高了l04倍。(5)催化性质
以氧化铝为模板,向其纳米微孔中电沉积Ni、Au等金属微粒,可制备出高性能的金属纳米线电极。孙景临等制备出了镍纳米线电极,并测定其对乙醇电催化氧化的动力学参数。循环伏安法试验结果显示,镍纳米电极对乙醇的氧化峰电流密度较镍块体材料高出一个数量级,对乙醇的电化学催化氧化具有很高的催化活性。这进一步证实了镍纳米电极是~种具有应用价值的电催化剂。Martin 小组采用氧化铝模板法合成了管内负载有Pt或PtPRh纳米粒子的碳纳米管阵列,并以此作催化剂使02还原和甲醇氧化。实验结果表明,Pt PCPAAO阵列电极的02催化还原电流要比负载有相同几何面积的Pt的玻碳电极的催化还原电流高20倍,其主要原因是碳纳米管具有很大的电化学活性表面。
(6)电化学性质
利用各种方法将许多一维或二维的纳米尺度的金属点或线组装在特定的导电基底上,就构成了纳米阵列电极。它在结构上与一般微电极相似,但一般圆盘形微电极直有的薄膜太阳能电池制备中,要求得到大面积均一结构的困难。1.5 ZnO的本征缺陷与掺杂
(1)ZnO的本征缺陷
ZnO的本征点缺陷一般有6种形态:氧空位(Vo)、锌空位(Vzn)、反位氧(Ozn)、反位锌(Zno)、间隙氧(Oil,和间隙锌(Zni)。
图1.8是不同导电类型ZnO中缺陷的形成能与原子化学势关系图。从图中可
占主导地位。但是由于Vo能级较深,如图1-9所示,因此Vo对ZnO的导电性贡献不大,而Zni和Zno才是ZnO产生n型导电的主要原因。而在P型ZnO中,上述三种施主缺陷(Zai、Vo、Zno)的形成能都很低,可见自补偿效应会很强。
(2)ZnO的P型掺杂
根据本征ZnO及其掺杂体系的第一性原理电子结构的计算,从理论角度提出,实现ZnO的P型掺杂必须满足以下条件:首先要形成高的受主掺杂浓度,一般可以有两种途径:一是提高掺杂源的能量,如采用等离子体增强技术、脉冲激光沉积技术来提高掺杂源的活性及动量;二是采用共掺杂方法,这也是本论文选题的一个重要依据。其次受主杂质必须要有浅的受主能级,以有效减少本征
0.23eV和0.17eV处,而Au的情况比较复杂,它既可作为受主、又可作为施主,情况较为复杂,实验中没有测出其能级位置。近年来,人们又对Li的掺杂进行了研究。结果表明:Li原子可置换Zn原子而作为受主存在,并具有较浅的受主能级,但由于Li原子尺寸较小,倾向于占据间隙位置,而以施主的形式存在,此时便会引起深能级空穴缺陷,产生高度的自补偿。对于Na和K掺杂,在ZnO中形成的化学键长度比Zn-O键大得多,由此引起的晶格应力而在ZnO中产生缺陷
1.6 本文的研究目的及内容
由上可见,ZnO的P型掺杂及其同质p-n结的实现还存在着很多困难,这是一个具有挑战性的课题。本工作希望通过构筑纳米颗粒/纳米棒的结构来实现ZnO 同质P.n结。为发展以ZnO同质p-n结为基的光电子器件提供新的途径。基于这样的考虑
和性能研究。
(2)ZnO:Li掺杂ZnO纳米棒阵列结构的光电性能研究。
2 实验
2.1实验仪器与试剂
2.2掺杂ZnO纳米颗粒膜与纳米棒的制备
首先。采用溶胶.凝胶法配制ZnO溶腔,然后通过旋涂的方法在玻璃衬底上覆盖一层溶胶,溶胶经干燥和一定温度的热处理形成zao纳米颗粒膜。最后,采用温和的液相法,以制得的ZnO纳米薄膜为籽品,同质外延生长ZnO纳米棒,构筑纳米尺度范围内的z110纳米颗粒,纳米棒的阵列结构,如图2-1所示,这种纳米颗粒/纳米棒的结构有可能成为新的纳米器件发展的基本单兀,具有诱人的发
展前景。
2.3 Li+掺杂ZnO纳米颗粒膜的制备
在一定温度下,将无水氯化锂溶于醇溶液中,配制出一定浓度的LiCl醇溶液,
含有Zn2+的生长液中,自催化外延生长ZnO纳米棒,待生长完全后,将样品从溶液中取出,用蒸馏水反复冲洗,干燥后即可。
3.实验结果
3.1 Li+掺杂ZnO纳米颗粒膜的表征与光学性能
3.1.1 XRD分析
图4-1为无掺杂ZnO薄膜和不同掺杂量(0.5,1,2at%Li)的ZnO薄膜的XRD图谱。在这几种掺杂条件下ZnO薄膜仍然为六方纤锌矿结构,且有(002)方向的择优取向一方面,由于Li含量较低,玻璃衬底的背底峰较强,而没有被检测出来:另一方面,考虑到衍射峰相对强度以及衍射峰位的的变化,全部或部分Li可能已进入晶格中,Li进入ZnO晶格一般有两种形式:一是Li占据间隙位,导致晶格膨胀,晶面间距增大;二是Li取代Zn占据格位,导致晶格收缩,晶面间距减小。根据表4-1,相对于纯ZnO,Li的掺杂使薄膜衍射峰位向大角度移动,晶面间距减小,可见在我们的掺杂浓度范围内,Li进入ZnO晶格后主要是以Li’zn形式存
图4.1不同Li+掺杂量的ZnO:Li纳米颗粒膜的XRD
3.1.2 SEM分折
图4-2给出了在550℃热处理后获得的纯ZnO和典型的Li掺杂ZnO薄膜的SEM 图像。其中,图(a)纯ZnO薄膜,图(b)为2at%Li掺杂的ZnO薄膜。从图中可以看到所有薄膜表面较为平整,颗粒分布较为均匀,从图中没有看出掺杂对ZnO薄膜表面形貌的影响。
如图4-4为纯ZnO和不同掺杂量的ZnO薄膜的吸收光谱。Li+的掺杂对Zn0薄膜光吸收性能的改变很微弱,在可见光范围内,所有薄膜的吸收曲线几乎重合,平带宽度略有减小,最小时达到3.24eV。这种带宽的减小可能有两种原因:一方面是由于Li+掺杂引入的杂质能带,与导带或价带合并,从而降低了薄膜的禁带宽度;另一方面,晶粒尺寸的增大使量子尺寸效应减小,吸收带边红移,禁带宽度减小。
4.实验总结:
与纯ZnO薄膜相对比,Li+掺杂使ZnO薄膜的晶化程度和取向性在不同程度上得到了提高,同时使薄膜的平均粒径和与水的接触角增大。在本实验的掺杂量范围内,当Li+掺杂量为lat%时,这一变化趋势最为明显。
在对薄膜光学性能的分析中,我们发现U掺杂使ZnO薄膜的光学带宽减小,室温结果表明:在薄膜掺Li+的条件下,纳米棒具有更好的结晶质量、取向性和超疏水性,并由于缺陷含量的减少,纳米棒紫外发光强度显著提高,这对制备单一紫外发光的纳米棒阵列具有十分重要的意义。
参考文献
[1]孙彦峰.ZnO:AI透明导电薄膜与ZnO器件的制备及性质的研究[D].吉林:吉林大学电子科学与工程学院.
[2]马男.镓、锂掺杂的氧化锌纳米颗粒/棒阵列的制备及性能.天津
理工大学.
[3] 盛阳平. 基于柔性基体的ZnO纳米阵列结构的液相法制备与生
长机理研究. 合肥工业大学. 20090901
[4]李世帅1 ,冯秀鹏1 ,黄金昭1 ,张仲1 ,陶冶微2(1. 济南大学理学院,山东济南250022 ; 2. 南京邮电大学理学院,江苏南京210003)
[5]赵文刚,马忠权,斐广庆,杨文继等.人工晶体学报.2007.6
[6]冯季军,刘祥哲,刘晓贞,姜建壮,赵静等.物理化学学报.2009.8
[7]胡春霞, 吴佑实, 马学军.曲阜师范大学学报.2004.7
[8]尹松.ZnO及其掺杂纳米结构的气相合成及光致发光性能研究.合肥工业大学.2007.4
[9]彭超才,刘洪江,徐甲强,李明星. 电子元件与材料.2008.12
[10]王步国,施尔畏,仲维卓,夏长泰,李文军,殷之文. 硅酸盐学报.1997.4
[11]袁志好,孙永昌,别利剑,王玉红,段月琴.无机化学学报.2004.9
[12]尹贻彬,邵鑫,姜林林,张龙臣,王汝青,薛召露,宋刚. 聊城大学学报(自然科学版).2008.12
[13]汤敏,傅敏,胡泽善.重庆工商大学学报(自然科学版).2008.6
[14]U.Ozgur,Ya l Alivov,C Liu,et alA comprehensive review of ZnO materials and devices[J].J.Appl.Phys.,2005,98:041301.
[15] H.Kumano,A.A.Ashrati,A.Ueta,et alJ.Crystal Growth,2000,
[16]Leiter F H,Alves H&Romanov N G et a1.Oxygen vacancies in
ZnO[J].Physiea B,2003,201:340-342.
[17]A.EKohan,G Ceder,D.Mogan,etal.First—Prineiples study of native point defects in ZnO[J].Phys.Rev.B,2000,61:15019-15027.
[18]Djurisic AB,Leung Y H.Optical Properties of ZnO
Nanostruetures[J].Small,2006(2):944-961.
水热法制备ZnO纳米结构及其应用
摘要纳米结构的ZnO由于具有优异的光、电、磁、声等性能,已经成为光电、化学、催化、压电等领域中聚焦的研究热点之一。不同纳米结构的ZnO其制备方法多种多样,本文着重综述了水热法制备ZnO纳米结构,并探讨了ZnO纳米结构的生长机理和调控,同时展望了ZnO纳米结构在各领域中的最新应用。
关键词 ZnO纳米结构水热法生长机理生长调控应用
引言
氧化锌是一种宽禁带直接半导体材料,室温下其禁带宽度为3.37 eV,激子束缚
备光电器件,如紫外探测器、紫外激光器等。另外ZnO还具有很好的导电、导热和化学稳定性能,在太阳能电池、传感器和光催化方面有广泛的应用前景。因此成为国际上半导体材料研究的热点之一。而一维半导体材料更由于其独特的物理特性及在光电子器件方面的巨大潜力,备受人们的关注[1, 2]。将纳米ZnO用于电致发光器件中对提高器件性能很有帮助[3]。在基底上高度有序生长的ZnO纳米结构可制作短波激光器[2]和Graetzel太阳能电池电极[4],成为人们的研究热点。
目前国内外研究者已成功地合成了多种ZnO纳米结构:Huang等[5]制备出的ZnO纳米铅笔状结构具有尖端和高的比表面积,有望用于场发射微电子器件方面;杨具有设备简单,反应条件温和,可大面积成膜,工艺可控等优点。
1.水热法制备ZnO纳米结构简介及研究新进展
1.1水热法制备ZnO纳米结构简介
水热法是指在特制的密闭反应器(高压釜)中,采用水溶液作为反应体系,通过对反应体系加热加压(或自生蒸汽压),创造一个相对高温、高压的反应环境,使通常难溶或不溶的物质溶解,并且重结晶而进行无机合成与材料处理的一种方法。经过十多年的发展,水热法逐步发展成为纳米材料制备最常用的方法之一。由于水热法自身的优点和特殊性,在科技高度交叉的21世纪,水热法已不再局限于晶体生长,而是跟纳米技术、地质技术、生物技术和先进材料技术息进行,产率高、物相均匀、纯度高、结晶良好,并且形状、大小可控。(3)在水热过程中,可通过调节反应温度、压力、处理时间、溶液成分、pH值、前驱物和矿化剂的种类等因素,来达到有效地控制反应和晶体生长特性的目的。(4)反应在密闭的容器中进行,可控制反应气氛而形成合适的氧化还原反应条件,获得某些特殊的物相,尤其有利于有毒体系中的合成反应,这样可以尽可能地减少环境污染。
1.2水热法制备ZnO纳米结构的研究新进展
状的ZnO纳米结构,如图1所示。关于ZnO水热制备的SCI论文已达数百篇,它是目前水热合成的材料中形貌特征最丰富的材料。
图1 丰富多彩的ZnO纳米结构:(a)ZnO纳米线阵列、(b)单根ZnO纳米棒、(c)ZnO 纳米块、(d)选择性生长的ZnO纳米簇、(e)ZnO纳米片、(f)ZnO纳米花、(g)ZnO 纳米带、(h)ZnO纳米絮以及(i)ZnO纳米针状结构。
为了有效控制其形貌与尺寸,研究者采用了各种方法来改进ZnO纳米结构的水热合成工艺,比如添加表面活性剂、络合剂或其他辅助剂是常用的一种手段,这米阵列,Guo等人利用水热法合成具有较好排列ZnO纳米柱阵列[13]。
同时,最近研究者对传统水热法进行了一些有效的改进,产生了如下新型的特殊水热法:①磁场水热法,②电化学水热法,③微波水热法,④超声水热法等。这些特殊水热法快速、高效,因而近年来受到越来越多的关注。
2.ZnO纳米结构的生长
2.1水热法制备ZnO纳米结构的生长机理
助剂:十六烷基三甲基氯化铵(1631)为例),首先是ZnCl 2在溶液中水解生成Zn 2+
并与NH 4·OH 溶液中水解生成的氨根离子和OH -相结合生成Zn(OH)2胶体,Zn(OH)2在过量氨根离子存在的条件下水解形成生长基元锌氨络离子(Zn(NH3)42+),然后
一部分生长基元通过氧桥合作用形成具有一定结构的ZnO 晶核,残余的生长基元在ZnO 晶核上继续定向生长,当加入表面活性剂的量不同时生成的ZnO 纳米结构的形态不同,如图2所示,水热反应方程如下:
ZnCl 2 + 2NH 4·OH = Zn(OH)2 + 2NH 4Cl
Zn(OH)2 + 4NH 4·OH = Zn(NH3)42+ + 2OH - + 4H 2O
Zn(NH3)42+ + 2OH - = ZnO + 4NH 3 + H 2O
图2 ZnO 纳米结构的生长机理示意图 图2为ZnO 纳米结构的生长机理示意图,当ZnO 晶核形成后,1631的弱碱性可以使ZnCl 2更快地水解释放出Zn 2+阳离子,当ZnO 晶核形成后,1631与晶核结合影
响晶核积有着显著的影响,经过分析,表面活性剂1631在ZnO 晶核形成后的生长过程中主要有以下4种作用:(1)弱碱性作用,增大溶液的pH 值有助于ZnCl 2水解
释放出Zn 2+;(2)吸附作用,表面活性剂吸附在ZnO 晶核或粒子的表面可以抑止其二维平面生长;(3)侵蚀作用,当表面活性剂的浓度增大到一定值时,其可侵蚀
氧化锌制备工艺 2008-06-04 12:21阅读(4)评 论(0) D0208、氧化锌制备工艺(本技术资料含国家发明专利、实用新型专利、科研成果、技术文献、技术说明书、技术配方、技术关键、工艺 流程等,全套价格26 0元) (氧化锌*制备氧化锌*制取氧化锌*生产氧化锌*开发氧化锌*研究) (氧化锌制备氧化锌制取氧化锌生产 氧化锌开发氧化锌研究) 1、氨法制取氧化锌方法 2、氨浸法生产低堆积密度纳米氧化锌的方法 3、氨水·碳铵联合浸取络合制备高纯度活性氧化锌的方法 4、氨水循环络合法生产高纯度活性氧化锌的工艺 5、表面包覆金属钛或铝化合物的纳米氧化锌粉体及制备方法 6、表面改性的纳米氧化锌水分散体及其制备方法和用途 7、超声波-微波联合法
从锌浮渣中制备活性氧化锌的方法 8、超微粒子氧化锌及其制造方法和使用其的化妆材料 9、超微氧化锌制取的工艺与装置 10、超细活性氧化锌的制备方法 11、超细氧化锌复合物及其制备方法 12、成核生长分步进行的液相制取超细氧化锌的方法 13、从低品位含锌物料制备纳米活性氧化锌的方法 14、从含锌烟道灰制取氧化锌的工艺 15、从菱锌矿制氧化锌技术 16、从铜--锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法 17、等离子法制取氧化锌工艺及设备 18、低温热分解法制备纳米氧化锌 19、低温易烧结的纳米级氧化锌粉末的制备方法 20、多功能纳米氧化锌悬浮液及其制备方法21、改进的碳酸氢铵全湿法制取高活性氧化锌22、改性的超细氧化锌
及其制备方法 23、高白色氧化锌微粒及其制造方法 24、高级氧化锌制备工艺 25、固相低温热分解合成晶态和非晶态超微氧化锌粉末的制备 26、过氧化锌的制备方法 27、回转窑冶炼生产氧化锌的工艺方法 28、活性氧化锌的生产工艺方法 29、活性氧化锌及高纯氧化锌制备工艺 30、活性氧化锌生产工艺 31、碱法生产活性氧化锌的工艺方法 32、颗粒氧化锌的生产工艺方法 33、颗粒状氧化锌生产装置 34、粒状高活性氧化锌的制造方法及其产品35、联合法矿粉直接生产高纯度氧化锌新工艺36、菱锌矿制取高纯氧化锌的方法 37、硫化锌精矿焙砂与氧化锌矿联合浸出工艺38、硫化锌矿与软锰矿同槽浸出制取氧化锌和碳酸锰的方法 39、纳米氧化锌材料的
实验名称:水热法制备纳米TiO2 水热法属于液相反应的范畴,是指在特定的密闭反应器中采用水溶液作为反应体系,通过对反应体系加热、加压而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。在水热条件下可以使反应得以实现。在水热反应中,水既可以作为一种化学组分起反应并参与反应,又可以是溶剂和膨化促进剂,同时又是一种压力传递介质,通过加速渗透反应和控制其过程的物理化学因素,实现无机化合物的形成和改进。 水热法在合成无机纳米功能材料方面具有如下优势:明显降低反应温度(100-240℃);能够以单一步骤完成产物的形成与晶化,流程简单;能够控制产物配比;制备单一相材料;成本相对较低;容易得到取向好、完美的晶体;在生长的晶体中,能均匀地掺杂;可调节晶体生成的环境气氛。 一.实验目的 1.了解水热法的基本概念及特点。 2.掌握高温高压下水热法合成纳米材料的方法和操作的注意事项。 3.熟悉XRD操作及纳米材料表征。 4.通过实验方案设计,提高分析问题和解决问题的能力。 二.实验原理 水热法的原理是:水热法制备粉体的化学反应过程是在流体参与的高压容器中进行,高温时,密封容器中有一定填充度的溶媒膨胀,充满整个容器,从而产生很高的压力。为使反应较快和较充分的进行,通常还需要在高压釜中加入各种矿化物。 水热法一般以氧化物或氢氧化物(新配置的凝胶)作为前驱物,他们在加热过程中溶解度随温度的升高而增加,最终导致溶液过饱和并逐步形成更稳定的氧化物新相。反应过程的驱动力是最后可溶的的前驱物或中间产物与稳定氧化物之间的溶解度差。 三.实验器材 实验仪器:10ml量筒;胶头滴管;50ml烧杯;高压反应釜;烘箱;恒温磁力搅拌器。 实验试剂:无水TiCl4;蒸馏水;无水乙醇。 四.实验过程 1.取10mL量筒, 50mL的烧杯洗净并彻底干燥。 2.取适量冰块放入烧杯中,并加入一定的蒸馏水形成20mL的冰水混合物,用恒温磁力搅拌器搅拌,速度适中。
ZnO纳米阵列的水热合成 摘要 水热合成技术是指在特制的密封反应器(高压釜)中,以水溶液作为反应体系,通过对反应体系的加热至或接近其临界温度而产生高压,从而进行无机材料的合成与制备的一种有效方法“吲。该方法可使一些在常温常压下反应速率很慢的热力学反应在水热条件下实现反应快速化。在水热条件下,水既作为溶剂又作为矿化剂,在液态或气态还是传递压力的媒介,同时由于在高压下绝大多数反应物均能部分溶解于水从而促使反应在液相或气相中进行。水热反应有水热氧化、热沉淀、水热合成、水热还原、水热分解、水热结晶等类型。水热反应法为各种前驱物的反应和结晶提供了一个在常压条件下无法得到的、特殊的物理和化学环境。水热反应的温度一般在100—400。C,压力从大于0.1Mpa直至几十到几百Mpa。与其它粉体制备方法相比,水热合成纳米材料的纯度高、晶粒发育好,避免了因高温煅烧和球磨等后续处理引起的杂质和结构缺陷。水热法的原料成本相对较低,所得纳米颗粒纯度高,分散性好,晶型好,且大小可控,因而水热合成法是制备纳米氧化物的好的方法之一. 关键词: 目录 1、绪论
ZnO 属于带隙较宽( 室温下3. 37eV) 的半导体材料, 由于本征缺陷的存在, 使得ZnO 往往具有的N 型导电性。与其它传统半导体材料如Si、GaAS、CdS、GaN 等相比, ZnO 具有高的激子束缚能( 高达60meV,远大于GaN 的21~ 25meV) 、高的击穿强度和饱和电子迁移速率, 可用作高温、高能、高速电子器件。另外,ZnO 还具有热电效应和化学传感特性, 在传感器领域有重要的应用。纳米级氧化锌由于粒子尺寸小, 比表面积大, 具有表面效应、量子尺寸效应和小尺寸效应等, 与普通氧化锌相比, 表现出许多特殊的性质, 如无毒和非迁移性、压电性、吸收和散射紫外线能力。这一新的物质形态,赋予了氧化锌在科技领域许多新的用途。目前来说, 制备ZnO 纳米结构的工艺方法很多,如物理气相沉积法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法, 分子束外延法、热蒸发法、阳极氧化铝模板法、水热法等等。这些方法制备的ZnO 纳米材料具有非常丰富的结构形貌, 如ZnO 纳米线、纳米带、纳米环、纳米梳, 四脚状纳米ZnO 结构等等。相对而言, 化学溶液方法比较简单。水热法是一种制备氧化物的湿化学方法。水热法又称高温溶液法, 是指在特制的密闭反应器( 高压釜) 中, 采用水溶液作为反应体系, 通过对反应体系加热,在反应体系中产生一个高温高压的环境进行无机合成与材料制备的一种有效方法。在水热法中, 由于水处于高温高压状态, 在反应中具有传媒剂作用; 另一方面, 高压下绝大多数反应物均能完全( 或部分) 溶解于水, 从而加快反应的进行。近年来, 由于其相对于其它方法具有能耗低、适用性广、可控性强、产率高、物相均匀、纯度高、结晶良好以及环境污染小等优点, 引起了人们越来越广泛的关注。在本文中, 我们采用ZnCl2 溶液和浓氨水( 25%) ,利用一种简单的水热法合成了
Material Sciences 材料科学, 2018, 8(5), 482-489 Published Online May 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/8713604500.html,/journal/ms https://https://www.doczj.com/doc/8713604500.html,/10.12677/ms.2018.85054 Growth Mechanism and Photocatalytic Performance of ZnO Nanorod Arrays Chunwei Liu, Yang Wan, Shenghai Zhuo, Sha Luo* College of Material Science and Engineering, Northeast Forestry University, Harbin Heilongjiang Received: Apr. 22nd, 2018; accepted: May 9th, 2018; published: May 16th, 2018 Abstract Well-defined ordered ZnO nanorod arrays were successfully prepared on activated carbon fibers by combining sol-gel with a hydrothermal method. The growth mechanism was proposed by SEM, XRD and N2 physisorption. Concentration of zinc acetate had a regulatory effect on the morphology of ZnO nanorods. ZnO films provided the nucleus for oriented growth of nanorods, promoting its preferential growth along the c-axis direction of activated carbon fibers. The photocatalytic tests showed the catalytic performance of ZnO nanorod arrays/activated carbon fibers was influenced obviously by zinc acetate. When the Zn(CH3COO)2 concentration was 0.15 mol?L?1, its removal effi-ciency of methylene blue reached 90% during 120 min. After five regeneration cycles, its photo-catalytic efficiency remained 82%. Keywords Zinc Oxide, Nanorod Array, Activated Carbon Fiber, Growth Mechanism, Photocatalysis ZnO纳米棒阵列生长机理及光催化 性能研究 刘春闱,万阳,卓盛海,罗沙* 东北林业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 收稿日期:2018年4月22日;录用日期:2018年5月9日;发布日期:2018年5月16日 *通讯作者。
模板法: 按模板材料可分为碳纳米管模板法、多孔氧化铝模板法、聚合物膜模板法和生命分子模板法。其中聚合物模板法廉价易得。模板法的模板主要有两种:一种是径迹蚀刻聚合物膜,如聚碳酸脂膜,另一种是多孔阳极氧化铝膜,两者相比,氧化铝模板具有较好的化学稳定性、热稳定性和绝缘性,其余还有介孔沸石法、多孔玻璃、多孔Si 模板、MCM-41、金属、生物分子模板、碳纳米光模板等聚碳酸脂膜(聚合物)模板法:聚碳酸脂膜模板是所有聚合物膜模板中使用最广的一种,C.Schonenoberge等以不同规格不同厂家的聚碳酸酯过滤膜为模板,用电化学沉积的方法成功涤制备出了不同直径的Ni、Co、Cu和Au纳米线。 多孔氧化铝模板:采用该方法时,多孔氧化铝模板只是作为模具使用,纳米材料仍需要常规的化学反应来制备,如电化学沉积、化学镀、溶胶-凝胶沉积、化学 气相沉积等方法。多孔阳极氧化铝模板(AAO: porous anodic aluminum oxide)是典型的自组织生长的纳米结构的多孔材料,微孔直径大约在10~500nm之间, 密度为二丄1「「个/諾之间,阳极氧化法制备的有序多孔氧化铝模板的孔径大小一致,排列有序,呈均匀分布的六方密排柱状。通常孔径在20?250nm范围内,孔间距在5?500nm范围内。目前大部分究主要局限在以草酸为电解液的中孔径模板的制备和研究中。这是由于在草酸电解液中制得的模板较厚、孔径均一、大 小适中。膜厚可达100卩m以上。 当然模板法中这些只是作为模具使用,具体的纳米材料仍需要一些其它的方法来得到,常用的有电化学沉积、化学气相沉积法(CVD)化学聚合、溶胶-凝胶沉积等电化学沉积:电沉积方法主要分为三步,1、阳极氧化铝模板的制备及孔径的调节; 2、对氧化铝模板及阻挡层的径蚀,释放出有序的纳米线阵列,再经后续处理得到所需的纳米材料,开发出各种纳米器件。电沉积法只能制备导电材料纳米线,如金属、合金、半导体、导电高分子等。 按照电源不同分为直流沉积、交流沉积、循环伏安法沉积、脉冲电沉积。Al 在阳极氧化的过程中,表面生成由致密阻挡层和多孔外层组成的氧化铝膜,极薄的阻挡层具有半导体的特性,在沉积之前要先从铝基底上将多孔薄膜剥离,通孔,通过离子喷射或热蒸发等在模板表面涂上一层金属薄膜作为电镀阴极。该方法比 较复杂,也有研究者试图不将薄膜从铝基底上剥离,采用磷酸腐蚀致密层薄膜,但是该方法同时使多孔膜变薄,不易控制,也影响了纳米线的纵横比。 交流电沉积方法工艺简单可行,且不需要将模板和铝基底分离,通过控制电流、电压、频率、时间等参数,可合成各种纳米线有序阵列,其缺点是只能在孔中组装单一的金属或合金,当前对于交流沉积时,电流是如何通过阻挡层还没有定论。交流电沉积过程中的阳极电压作用至关重要! 循环伏安法、脉冲电流法:Sun等采用该法,制备了长径比达500的Ag纳米线阵列,Kim采用脉冲电化学沉积法首次利用Ti涂层解决了AAO膜的阻挡层去除问题,并得到了Si基底上的Pd纳米线阵列。 交流电沉积没有滞留点沉积得到的排列有序且易堆叠,。AAO模板与循环伏安法相结合,被证实是一种制备形状与尺寸可控的有序金属或半导体自支持纳米线阵列结构的有效方法。与直流电沉积相比,脉冲电沉积具有高度可靠性,可补偿纳米孔区域内离子扩散输运动力的不足。 国内学者近几年来在这方面做的工作也较多,于冬亮等人分别在AAO 模板中采
纳米氧化锌的制备、表面改性及应用 纳米氧化锌是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品,其粒径介于1~100纳米,又称为超微细氧化锌。由于颗粒尺寸的细微化,比表面积急剧增加,使得纳米氧化锌产生了其本体块状材料所不具备的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。因而,纳米氧化锌在磁、光、电、化学、物理学、敏感性等方面具有一般氧化锌产品无法比拟的特殊性能和新用途,在橡胶、涂料、油墨、颜填料、催化剂、高档化妆品以及医药等领域展示出广阔的应用前景。本文将对本公司生产的纳米氧化锌从制备方法、性能表征、表面改性以及目前所开发的应用领域方面进行较为详细的介绍。 一、纳米氧化锌的制备 氧化锌的制备方法分为三类:即直接法(亦称美国法)、间接法(亦称法国法)和湿化学法。目前许多市售氧化锌多为直接法或间接法产品,粒度为微米级,比表面积较小,这些性质大大制约了它们的应用领域及其在制品中的性能。我公司采用湿化学法(NPP-法)制备纳米级超细活性氧化锌,可用各种含锌物料为原料,采用酸浸浸出锌,经过多次净化除去原料中的杂质,然后沉淀获得碱式碳酸锌,最后焙解获得纳米氧化锌。与以往的制备纳米级超细氧化锌工艺技术相比,该新工艺具有以下技术方面的创新之处: 1.平衡条件下反应动力学原理与强化的传热技术结合,迅速完成碱式碳酸锌的焙解。 2.通过工艺参数的调整,可以制备不同纯度、粒度及颜色的各种型号的纳米氧化锌产品。 3.本工艺可以利用多种含锌物料为原料,将其转化为高附加值产品。 4.典型绿色化工工艺,属于环境友好过程。 二、纳米氧化锌的性能表征 纳米级氧化锌的突出特点在于产品粒子为纳米级,同时具有纳米材料和传统氧化锌的双重特性。与传统氧化锌产品相比,其比表面积大、化学活性高,产品细度、化学纯度和粒子形状可以根据需要进行调整,并且具有光化学效应和较好的遮蔽紫外线性能,其紫外线遮蔽率高达98%;同时,它还具有抗菌抑菌、祛味防酶等一系列独特性能。 清华大学分析测试中心用透射电镜对产品进行了分析,纳米氧化锌粒子为球形,粒径分布均匀,平均粒径20~30纳米,所有粒子的粒径均在50纳米以下。经ST-A表面和孔径测定仪测试,纳米氧化锌粉体的BET比表面积在35m2/g以上。此外,通过调整制备工艺参数,还可以生产出棒状纳米氧化锌。本产品经中国科学院微生物研究所检测鉴定,结果表明,在丰富细菌培养基中,加入0.5%~1%的纳米氧化锌,可有效抑制大肠杆菌的生长,抑菌率达99.9%以上。 三、纳米氧化锌的表面改性 由于纳米氧化锌具有比表面积大和比表面能大等特点,自身易团聚;另一方面,纳米氧化锌表面极性较强,在有机介质中不易均匀分散,这就极大地限制了其纳米效应的发挥。因此对纳米氧化锌粉体进行分散和表面改性成为纳米材料在基体中应用前必要的处理手段。 所谓纳米分散是指采用各种原理、方法和手段在特定的液体介质(如水)中,将干燥纳米粒子构成的各种形态的团聚体还原成一次粒子并使其稳定、均匀分布于介质中的技术。纳米粉体的表面改性则是在纳米分散技术基础上的扩展和延伸,即根据应用场合的需要,在已分散的纳米粒子表面包覆一层适当物质的薄膜或使纳米粒子分散在某种可溶性固相载体中。经过表面改性的纳米干粉体,其吸附、润湿、分散等一系列表面性质都会发生变化,一般可以自动或极易分散在特定的介质中,因此使用非常方便。一般来讲,纳米粒子的改性方法有三种:1.在粒子表面均匀包覆一层其他物质的膜,从而使粒子表面性质发生变化;2.利用电荷转移络合体(如硅烷、钛酸酯等偶联剂以及硬脂酸、有机硅等)作表面改性剂对纳米粒子表面进行化学吸附或化学反应;3.利用电晕放电、紫外线、等离子、放射线等高能量手段对纳米粒子表面进行改性。
水热法制备ZnO纳米棒 10092629 朱晓清 10092632 蒋桢 一、实验目的: 1、掌握水热合成方法。 2、掌握晶体分析方法。 二、实验原理: 压强是高压釜内填充度、温度的函数,提高压强会提高成核速率,有利于粉体的产生,粉体粒径较小。根据公式(1) P 1 V=nRT (1) P 2=P (2) P=P 1+P 2 =nRT/V+P (3) 式中:P 1 ——T温度时高压釜内空气的压强; P 2 ——T温度时高压釜内水的压强; P——T温度时高压釜内的总压强; P ——T温度时水的饱和蒸汽压; V——高压釜内气体体积。 可以看出在一定的水热温度下,压强的大小依赖于反应器中的原始溶剂的填充度。反应釜内的压强随填充度增大而升高。 ZnO纳米棒的形成过程可以分为两个阶段:第一阶段是成核阶段,第二阶段是生长阶段。具体的形成过程可以用下列反应式表示: Zn2++2OH-→Zn(OH) 2 (4) (CH 2) 6 N 4 +10H 2 O → 6HCHO + 4NH 3 ·H 2 O (5) NH 3·H 2 O ?NH4++OH- (6) Zn2++4NH 3→Zn(NH 3 ) 4 2+ (7) Zn(OH) 2→ZnO+H 2 O (8) Zn(OH) 42-→ZnO+ H 2 O+2OH- (9) 当将氢氧化钠滴入含有Zn2+的水溶液中,边滴入边搅拌,溶液变浑浊,这是由于有Zn(OH) 2 白色胶体生成(见反应式4),同时六次甲基四胺水解产生的氨水
(见反应式5),作为螯合剂通过和Zn2+结合而形成胺化合物Zn(NH 3) 4 2+(见反应式 7),而溶液中生成的Zn(OH) 4 2-为这个过程提供了条件,在这种溶液环境下,一 部分的Zn(OH) 2 胶体分解成Zn2+和OH-,当Zn2+和OH-的浓度大到超过某个临界值时,就会有大量的ZnO 晶核形成,那么最终的晶体生长过程就开始了(见反应式8和9)。 方法一(首选) 三、实验仪器和试剂: 1、仪器:超声清洗机,烧杯,水热合成反应釜,鼓风干燥箱,XRD衍射仪,扫描电子显微镜,紫外可见分光光度计。 2、试剂:铜衬底,丙酮,无水乙醇(C 2H 5 OH,分析纯),去离子水,硫酸锌(ZnSO 4 ·7H 2 O, 分析纯),氢氧化钠(NaOH,分析纯),六次甲基四胺(又名HMTA,C 6H 12 N 4 ,分 析纯)。 四、实验步骤: 1、铜衬底的清洗 清洗的目的是为了去掉衬底表面的油渍、脏物和表面杂质等,使其表面光亮平滑,避免杂质及缺陷在纳米棒生长过程中对纳米棒的形貌产生影响。具体的清洗过程如下: (1)将大小约为1cm×1cm 的铜衬底放入盛有乙醇的烧杯中,在超声仪中超声 10 分钟。 (2)取出衬底片,放入丙酮中超声10 分钟。 (3)取出衬底片,放入乙醇中超声10 分钟。 (4)最后再用去离子水超声一次,并经流动的去离子水反复冲洗后,用洗耳球 小气流吹干。 2、在铜衬底上制备ZnO纳米棒步骤: 将0.0056 mol硫酸锌溶于35 mL 去离子水中配制成溶液,同时按Zn2 +与OH-摩尔比值1:8将0.056 mol氢氧化钠溶于35 mL去离子水中;在磁力搅拌条件下,将氢氧化钠溶液逐滴滴加到硫酸锌的溶液中; 持续搅拌10 min 后,将0.50 g六次甲基四胺加入到上述溶液中并持续磁力搅拌10 min; 然后将混合溶液转移到内衬为聚四氟乙烯的反应釜中,将第一步中清洗的铜衬底垂直放置(如图1所示)。
水热法合成纳米氧化锌 一、引言 二、实验部分 2.1实验仪器 集热恒温磁力搅拌器山东鄄城永兴仪器厂2(加搅拌子2) X射线衍射仪(DX-2000型)丹东方圆仪器有限公 司 1 光学显微镜 1 恒温干燥箱 1 聚四氟乙烯高压反应釜编号100-25、100-44 2 马弗炉 1 量筒(50ml) 1 烧杯3个100ml、2个150ml 坩埚 1 玻璃棒 1 培养皿 2 抽滤瓶 1 载玻片 2 2.2实验药品 草酸天津市元立化工有限公司分析纯氢氧化钠天津市福晨化学试剂厂分析纯 硝酸锌天津市天大化工试剂厂分析纯 氨水天津市元立化工有限公司25% 无水乙醇天津市风船化学试剂有限公司分析纯
去离子水 2.3实验内容 2.3.1水热合成纳米氧化锌 称取8.9482gZn(NO3).6H2O固体溶解于20ml去离子水中,在充分搅拌条件下缓慢滴加2 5%的浓氨水,至生成的沉淀恰好消失为止( p H≈10 ),得到前驱体溶液(其浓度认为等于Zn的浓度)。将上述溶液转移到聚四氟乙烯内胆的高压釜中,保持其填充度为80%。在180℃下反应3h后,自然冷却至室温。抽滤并收集白色沉淀,然后用去离子水反复冲洗以除去吸附的多余离子,于90℃烘箱中干燥以备表征。 2.3.2草酸高温合成纳米氧化锌 称取3.111gZn(NO3).6H2O溶解于20ml去离子水,在充分搅拌情况下缓慢滴加滴加草酸溶液(1~2d每秒为宜),使之沉淀完毕,搅拌0.5h,进行抽滤,用去离子水和无水乙醇洗涤,放入90℃烘箱干燥2h,然后高温700℃灼烧2h。 2.3.3在玻璃基体上生长纳米氧化锌阵列 (1)晶种层的制备 载玻片衬底先后在稀氢氟酸、氢氧化钠溶液、去离子水和无水酒精中超声清洗,然后放入烘箱中烘干备用。 Z n O种子液配制如下:制备等量的0.001mol/L和0.002mol/L的硝酸锌溶液,于磁力搅拌下分别缓慢滴加稀氨水,直至沉淀消失,在60℃水浴30min获得均匀澄清溶液采用浸渍提拉法在清洁衬底上涂敷Z n O凝胶膜:浸人种子液的浸渍时间为1 min,提拉速度0 .8 5 m m/s,8 0℃烘箱烘干,重复以上操作3次,最后将涂有薄膜的衬底进行热处理5 5 0℃,保温 1.5h 。最终获得晶种膜。 (2)水溶液生长 一定量的硝酸锌和氨水( 2 5 %) 加入去离子水中。配制20ml的生长液。搅拌均匀并密封,锌浓度范围为0.001mol/L。氨水和硝酸锌的物质的量的比为4:1至11:1,将有晶种层的衬底放人装有生长液的密封反应釜中。于9 0℃水浴中保持6h。硝酸溶液( p H = 0.4 ) 和氨水(2 5 %) 被用来进行生长液p H值( 8.2~9.8) 的原位二次调整。最后合成的薄膜用去离子水清洗,空气中晾干。 三、结果与讨论 3.1纳米氧化锌的XRD表征谱图 两组纳米氧化锌粉末进行XRD测试,设置扫描范围20°~70°,扫描速度0.1,铜靶波长1.54184?。两者对照谱图如下:
纳米线的制备方法 与零维量子点相比,纳米线具有阵列结构因此有更大的表面或体积比,尤其是他们所具有的直线电子传输特性,十分有利于光能的吸收和光生载流子的快速转移,由此使得这类准一维纳米结构更适宜制作高效率太阳电池(Si纳米线太阳电池)。《TiO2纳米线和ZnO纳米线则主要用于染料敏化太阳电池的光阳极制作》。 Si纳米线的生长方法: 迄今为止,已采用各种方法制备了具有不同直径、长度和形状的高质量的Si纳米线,利用各种表征技术对其结构特征进行了检测分析,就制备方法而言,目前主要有热化学气相沉积、低压化学气相沉积、等离子体化学气相沉积、激光烧浊沉积、热蒸发、电子束蒸发(EBE)、溶液法和水热法等;就生长机制而言,则主要有气—液—固(VLS)法、气—固(VS)法、气—固—固(VSS)法、固—液—固(SLS)法等,就纳米线类型而言,又有本证Si纳米线和掺杂Si 纳米线之分。研究指出,Si纳米线的生长于Si纳米晶粒和量子点的形成不同,后者只需衬底表面具有合适密度与尺寸的成核位置,而前者除了具备上述条件外,还需要同时满足线状结构的生长规律与特点,因此工艺技术要求更加严格。研究者从实验中发现,如果能够利用某一催化剂进行诱导,使纳米点或团簇在催化剂的方向趋使作用下按一定去向生长,预计可以形成纳米线及其阵列结构。大量的研究报道指出,以不同的金属作为Si纳米线合成的催化剂,利用VLS机制
可以实现在Si晶体表面上Si纳米线的成功生长。 目前,作为制备Si纳米线的主流工艺应首推采用金属催化的VLS 生长技术,这种方法的主要工艺步骤是:首先在Si衬底表面上利用溅射或蒸发等工艺沉积一薄层具有催化作用的金属(Au、Fe、Ni、Ga、Al),然后进行升温加热,利用金属与Si衬底的共晶作用形成合金液滴,该液滴的直径和分布于金属的自身性质、衬底温度和金属层厚度直接相关。此后,通过含Si的源气体(SiH4、Si2H6、SiCl4)的气相输运或固体靶的热蒸发,使参与Si纳米线生长的原子在液滴处凝聚成核,当这些原子数量超过液相中的平衡浓度以后,结晶便会在合金液滴的下部分析出并最终生长成纳米线,而合金则留在其顶部,也就是说,须状的结晶是从衬底表面延伸,按一定的方向形成具有一定形状、直径和长度Si纳米线的。 除了VLS机制外,SLS机制也可以用于Si纳米线的可控生长,在这种情况下,预先在Si衬底表面沉积一层约厚10nm的金属薄膜(Au、Ni、Fe),然后再N2保护下进行热处理,随着温度的升高,金属催化粒子开始向Si衬底中扩散在界面形成Au-Si合金,当温度达到二者的共熔点时,合金开始融化并形成合金液滴,此时将有更多的Si原子扩散到这些合金液滴中去,当氮气通入反应室中时,液滴便面温度会迅速降低,这将导致Si原子从合金的表面分离和析出,其后,在退火温度为1000°C和氮气流量为1.5L/min的条件下,便可以实现可控Si纳米线的生长。在这,SLS与VLS生长机制的主要不同是:前者是以Si晶片衬底作为参与Si纳米线生长的Si原子的原
纳米ZnO2的制备 实验报告 班级:应091-4 组号:第九组 指导老师:翁永根老师 成员:任晓洁 1428 邵凯 1429 孙希静 1432 【实验目的】 1.了解纳米氧化锌的基本性质及主要应用 2.通过本实验掌握纳米氧化锌的制备方法
3.对于纳米氧化锌的常见产品掌握制备原理和方法,并学会制备简易产 品。 4.通过本实验复习并掌握EDTA溶液的配制和标定,掌握配位滴定的原 理,方法,基准物质的选择依据以及指示剂的选择和pH的控制。 5.掌握基础常用的缓冲溶液的配制方法和原理。 6.加深对实验技能的掌握及提高查阅文献资料的能力。 【实验原理】 1. 超细氧化锌是一种近年来发展的新型高功能无机产品,晶体为六方结构,其颗粒大小约在1~100纳米。纳米氧化锌由于颗粒小、比表面积大而具有许多其表面电子结构和晶体结构发生变化,产生了宏观物体所不具有的特殊的性质,呈现表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点。近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能,使在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值,具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和用途。纳米氧化锌在纺织领域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等。纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景。 2. 纳米氧化锌的制备方法主要有:水热法,均相沉淀法,溶胶一凝胶法,微乳液法,直接沉淀法 3. 本工艺是将锌焙砂(主要成份是ZnO,主要伴生元素及杂质为铁,铜,铅,镍,铬,镍,此外,还含有其它微量杂质,因而用锌焙砂直接酸浸湿法生产活性氧化锌,必须利用合理的酸浸及除杂工艺,分离铅,脱铁、锰,除钙、镁等重金属)与硫酸反应,生产出粗制硫酸锌,加高锰酸钾、锌粉等,经过提纯得到精制硫酸锌溶液后,再经碳化母液沉淀,制得碱式碳酸锌,最后经烘干,煅烧制成活性氧化锌成品。 4. 氧化锌含量的测定采用配位滴定法测定,用NH3-NH4Cl缓冲溶液控 制溶液pH≈10,以铬黑T为指示剂,用EDTA标准溶液进行滴定,其主要反应如下: 在氨性溶液中: Zn2++4NH3?Zn(NH3)42+ 加入EBT(铬黑T)时: Zn(NH3)42++EBT(蓝色)?Zn-EBT(酒红色)+4NH3 滴定开始-计量点前: Zn(NH3)42++EDTA?Zn-EDTA+4NH3 计量点时: Zn-EBT(酒红色)+EDTA?Zn-EDTA+EBT(蓝色)
水热法制备TiO2纳米材料 实验目的:采用水热法,制备了不同晶相的二氧化钛( 即锐钛矿相和金红石相) 。 实验原理:以无水TiCl4为原料制备出的纳米晶是锐钛矿相的, 而用钛酸四正丁酯制备的纳米晶是金红石相的。两者的晶相有所不同, 这是因为无水TiCl4 中加入水后水解剧烈, 已经直接生成了大量的锐钛矿相TiO2。而钛酸四正丁酯中加入水后, 水解速度较慢, 首先生成锐钛相TiO2, 而生成的锐钛矿相TiO2 颗粒较小, 故其反应的活性较大。在水热反应过程中, 如果保温时间足够长, 就有可能由锐钛矿相完全转变为金红石相。采用本方法制备出的金红石相的TiO2 纳米晶相的过程更简单、反应温度更低。 实验药品,器材 无水TiCl4、钛酸四正丁酯、HCl 溶液(12 mol/L) X 射线衍射(XRD)、透射电子显微镜( TEM) 高压反应釜、高速离心机、恒温干燥箱 实验过程:T iO 2 纳米颗粒的制备 (1)以无水TiCl4 为原料取容量为10 mL 的小量筒1 只, 将其放进干燥箱彻底干燥后(因为TiCl4 极易水解)取出, 量取2 mL 的无水TiCl4。把量筒内的无水TiCl4 倒入已经清洗干净、并且已经干燥过的高压反应釜的内衬中。用容量为20 mL的量筒量取20 mL 蒸馏水并快速倒入反应釜的内衬中。反应温度为120 ℃, 时间为5 h 。样品自然冷却后, 用蒸馏水和无水乙醇冷却, 直接用于XRD 和TEM 的观测。 ( 2) 以钛酸四正丁酯为原料 用量筒量取2 mL 的钛酸四正丁酯倒入反应釜的内衬后, 以体积比为1 ∶10 量取20 mL 蒸馏水, 将蒸馏水倒入内衬和钛酸四正丁酯混合后放入烘箱中。反应温度为120 ℃, 时间为5 h 。样品自然冷却后, 用蒸馏水和无水乙醇冷却, 直接用于XRD 和TEM 的观测。 数据记录 参考文献: 夏金德. 水热法制备二氧化钛纳米材料[J].安徽工业大学学报,2007 ,24(2)140- 141. 肖逸帆,柳松. 纳米二氧化钛的水热法制备及光催化研究进展[J].硅酸盐通报,2007, 26(3)523-527
水热法制备纳米氧化锌及其光催化性质的研究 纳米氧化锌因其很小的微粒尺寸,其比表面积较一般氧化锌粒子要大很多,具有其块状物料没有的表面与界面效应,小尺寸效应,量子尺寸效应,宏观量子隧道效应等。使其在很多领域都有非常重要的应用价值。本文通过水热法加入不同配比和不同类别的表面活性剂和掺杂钠钾离子,和对反应体系的某些条件来控制合成纳米氧化锌的微观形貌,并且对改变条件和表面活性剂的不同的纳米氧化锌对次甲基蓝的水溶液的光催化活性进行了初步的研究和探讨。在实验中我们发现,添加不同表面活性剂、掺杂有不同金属离子的纳米氧化锌的光催化的活性不同。 本文主要内容如下:首先简单介绍了纳米材料及纳米氧化锌的性能,制备,应用和表征的手段,并且对表面活性剂的类别和应用做了概述。 二、以尿素、乙酸锌、草酸钠和草酸钾为原料,用水热法通过改变不同的焙烧温度制备纳米氧化锌。所得的样品使用X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、透射电子显微镜(TEM)对其进行了表征,得出结果,掺杂不同主族金属钠、钾离子的纳米氧化锌其形貌和粒径分布大不相同。其中,焙烧温度为600℃制备的掺杂有金属钠、钾离子的纳米氧化锌具有较小的粒径和分散性。 三、以尿素和乙酸锌为原料,通过水热法成功制备了只添加单一表面活性剂SDS(十二烷基硫酸钠),非离子表面活性剂:PEG6000(聚乙二醇6000)表面改性的纳米氧化锌和通过添加比例不同的两种表面活性剂表面改性的纳米氧化锌。发现使用不同比例以及不同种类的表面活性剂合成的纳米氧化锌具有不同的形貌和粒径,并用XRD、FT-IR、SEM、TEM、HRTEM对产品进行了表征。根据其表征结果发现,应用不同种类和不同配比的表面活性剂合成的纳米氧化锌对产品的尺寸和形貌有较大的影响。 四、自制的上述纳米氧化锌对水溶性有机染料次甲基蓝作为模拟污染物的水溶液进行了光的催化降解实验,并根据实验结果探讨了制备的纳米氧化锌的结构和形貌对其光催化活性的影响。其中,掺杂有钠或钾金属离子的纳米氧化锌600℃焙烧的样品比在400℃和800℃焙烧的样品的光催化活性更好。通过加入不同种类和配比的表面活性剂制备的纳米氧化锌的所有产品中,加入PEG6000和SDS(十二烷基硫酸钠)比例为1:3的光催化性能最好。通过实验数据发现光催化活性是与产品的形貌,粒子的尺寸大小等多种因素有关。
氧化锌纳米棒研究进展** 孔祥荣*, 邱晨, 刘强, 刘琳, 郑文君 (南开大学化学学院材料系,天津,300071) Kxr0918@https://www.doczj.com/doc/8713604500.html, 摘要:氧化锌纳米棒由于具有新奇的物理化学性质而成为研究的热点,本文就近年来氧化锌纳米棒在制备方法和反应机理及应用研究等方面予以综述。 关键词:氧化锌; 纳米棒; 制备; 反应机理 1 引言 近年来,低维纳米结构的半导体材料引起了广泛的关注,尤其是一维(1-D纳米材料在维数和大小物理性质的基础研究中有潜在的优势,同时在光电纳米器件和功能材料中的应用研究成为热点。氧化锌由于在室温下较大的导带宽度和较高的电子激发结合能(60meV 及光增益系数(300 cm 而使之具有独特的催化、电学、光电学、光化学性质,在太阳能电池、表面声波和压电材料、场发射、纳米激光、波导、紫外光探测器、光学开关、逻辑电路 [5,6][1]-1[2][3][4] 等领域潜在的应用等方面均具有广泛的应用前景。本文就氧化锌纳米棒及其阵列的制备、反应机理、应用研究等进行简要的综述。 2 氧化锌纳米棒的制备 2.1 超声波法和微波法 刘秀兰等在低温反应条件下(冰水浴),通过超声的方法,采用醋酸锌和水合肼为原料,[7] 以DBS 作为表面活性剂,制备了ZnO 纳米棒,截面为六方型,直径100nm ,长度1μm。研究表明:与其它制备方法相比,低温与超声技术可以更为方便获得分布均
一、长径比较小的ZnO 纳米棒。Hu等分别用超声和微波辐射两种方法得到了交联(二聚体,三聚体(T形,四聚体(X[8] 形))的ZnO纳米棒。超声辐射法和微波辐射法具有一个共同的特点,反应速度快,设备要求简单。 2.2 水热法 Liu 等用六水合硝酸锌和氢氧化钠为原料配成溶液,180 ℃水热处理20h 得到晶化程度[9] 很高的直径的为50 nm的高长径比的氧化锌纳米棒。Vayssieres [10]用硝酸锌盐和等摩尔的六次甲基四胺在水热条件下95 ℃几小时就可以在底物上得到了直径100~200 nm ,长度为10 μm 氧化锌纳米棒及其阵列。Wang 等[11]报道用Zn 作为底物同时作为反应物水热条件下得到了形貌可控的ZnO 纳米棒。陶新永等[12]采用PEG 辅助水热法合成了ZnO 纳米棒。研究发现,氢 [13]氧化钠浓度和反应时间对产物形貌和尺寸有较大的影响。Tang 等用H 2O 2、NaOH 和Zn 箔为 [14]原料辅助的水热法来合成具有良好光学性质的ZnO 纳米棒阵列。Wu 等用溴化十六烷三甲 基铵(CTAB 表面活性剂作导向剂在水热条件下,通过粒径几十纳米的纳米晶自组装得到了ZnO 单晶纳米棒。Guo 等[15]用氧化铟锡(ITO )底物上用简单的水热法通过改变温度成功的 [16]合成了粒径长度可控的分布较窄的高趋向的ZnO 纳米棒阵列。郭敏等采用廉价低温的水 热法, 在基底上制备高质量、高取向统一、平均直径小于50 nm 并且直径分布很窄的ZnO 纳米棒阵列薄膜。
题名“一维纳米结构和纳米线有序阵列” 作者张立德;孟国文;李广海;叶长辉;李勇; 中文关键词 单位 中文摘要<正>随着纳米材料研究的不断深入,对性能的研究愈来愈迫切。但研究无序随机排列的纳米材料性能却非常困难,既便能获得一些结果,却由于试样之间的不统一与不均匀,使不同研究者获得的同类实验结果没有对比性。为此,我们发展了基于有序多孔氧化铝模板的纳米线有序阵列制备技术,实现了纳米线直径可控、密度可调。为纳米材料性能的研究提供了保障,为纳米材料的应用奠定了基础。 基金 刊名中国科技奖励 年2007 期03 第一责任人张立德; 2 题名纳米线阵列及纳米图形制备技术的研究进展 作者雷淑华;林健;黄文旵;卞亓; 中文关键词纳米线阵列;;纳米图形;;信息技术 单位同济大学材料科学与工程学院,同济大学材料科学与工程学院,同济大学材料科学与工程学院,同济大学材料科学与工程学院上海200092,上海200092,上海200092,上海200092 中文摘要当今纳米技术研究的前沿和热点之一是将纳米线按一定方式排列与组装构成纳米线阵列及纳米图形,它们是下一代纳米结构器件设计的材料基础,在激光技术、信息存储及计算技术、生物技术等各领域均有广阔的应用前景。介绍了在纳米线阵列材料制备以及纳米图形制作方面的技术研究进展,详述了模板法、自组装法以及纳米刻蚀法等技术的发展。 基金国家自然科学基金资助项目(50572069) 刊名材料导报 年2007 期01 第一责任人雷淑华; 3 题名硅纳米线阵列的制备及其光伏应用 作者吴茵;胡崛隽;许颖;彭奎庆;朱静; 中文关键词硅纳米线阵列;;减反射;;太阳电池 单位清华大学材料科学与工程系,清华大学材料科学与工程系,北京市太阳能研究所,清华大学材料科学与工程系,清华大学材料科学与工程系北京100084,北京100084,北京100083,北京100084,北京100084 中文摘要采用金属催化化学腐蚀方法在单晶硅片表面可以制备出大面积排列整齐、与原始硅片取向一致的硅纳米线阵列,得到的硅纳米线单晶性好、轴向可控且掺杂浓度不受掺杂类型和晶向的影响。基于此,我们成功制备了大面积硅纳米线p-n结二极管阵列。此外,硅纳米线阵列结构具有优异的减反射性能,探索了其在太阳电池中的应用。目前初步研制出了基于硅纳米线阵列的新型太阳电池,获得了最高为9.23%电池效率。同时也研究了限制硅纳米线阵列太阳电池转换效率的主要因素,为以后的应用做了前期的探索工作。 基金 刊名太阳能学报
纳米材料氧化锌的制备与应用 摘要:目的介绍纳米氧化锌的制备方法及其性能应用新进展。方法对近年来关于纳米氧化锌的制备方法及其性能应用的相关文献进行系统性查阅,对其制备方法的优缺点进行分析,并对纳米氧化锌的几种应用、生产提出了展望。结果氧化锌是一种高效、无毒性、价格低廉的重要光催化剂。结论随着环境污染的日益 它具有小尺寸效应、表面与界面效应、宏观量子隧道效应、量子尺寸效应等宏观材料所不具备的特殊的性能,使其在力学、磁学、热力学光学、催化、生物活性等方面表现出许多奇异的物理和化学性能,在生物、化工、医药、催化、信息技术、环境科学等领域发挥着重要作用。 纳米ZnO 由于粒子尺寸小,比表面大,具有表面效应、量子尺寸效应等,表现出许多优于普通氧化锌的特殊性能,如无毒和非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等,在橡胶、陶瓷、日用化工、涂料、磁性材料等方面具有广泛的用途,可以制造气体传感器、荧光体、紫外线遮蔽材料、变阻器、图像记录材料、压敏材料、压电材料、高效催化剂等,备受人们重视 1纳米氧化锌的主要制备技术及特点 纳米ZnO 的制备方法有多种,可分为物理法和化学法。物理方法有熔融骤冷、溅射沉积、重离子轰击和机械粉碎等,但因所需设备相对昂贵,并且得到粉体的粒径大等局限,应用范围相对狭小。在工业生产和研究领域常用的方法为化学法,包括固相法、液相法和气相法。液相法由于制备形式的多样性、操作简便、粒度可控等特点而备受关注 液相法 直接沉淀法 在锌的可溶性盐溶液中加入一种沉淀剂(如Na2CO3 、NH3·H2O、(NH4) 2C2O4 等) ,首先制成另一种不溶于水的锌盐或锌的碱式盐、氢氧化锌等,然后再通过加热分解的方式制得氧化锌粉体。此法的操作较为简单易行,对设备要求不高,成本较低,但粒径分布较宽,分散性差,洗除阴离子较为困难。 固相法 固相化学反应法 固相法制备纳米氧化锌的原理是将两种物质分别研磨、混合后,再充分研磨得到前驱物,加热分解得纳米氧化锌粉体。无需溶剂、转化率高、工艺简单、能耗低、反应条件易掌握的优点,但是反应过程往往进行不完全或者过程中可能出现液化现象。 均匀沉淀法 利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢地、均匀地释放出来,加入的沉淀剂通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢地生成。均匀沉淀法得到的微粒粒径分布较窄,分散性好,工业化前景好。
葡萄糖水热法制备纳米碳球 广州华南农业大学理学院09材化(2)班林勋,200930750211 引言 炭微球材料由于其具有高密度、高强度、高比表面积以及在锂离子电池方面的应用前景,已经引起许多研究人员的兴趣。碳微球的形状和大小显著影响着其电学性能。 葡萄糖在水热条件下会发生许多化学反应,实验结果表明:炭微球的增长似乎符合LaMer 模型(见图1),当0.5 mol·L-1 的葡萄糖溶液在低于140 C 或反应时间小于1h 时不会形成炭球,在此条件下反应后溶液呈橙色或红色并且粘度增强,表明有芳香族化合物和低聚糖形成,这是反应的聚合步骤。当反应条件为0.5 mol·L-1、160℃、3h 时开始出现成核现象,这个碳化步骤可能是由于低聚糖之间分子间脱水而引起的交联反应,或者在先前步骤中有其它大分子的形成,然后形成的核在溶液中各向同性生长所致。从现有的研究结果表明,制备过程中的反应条件如葡萄糖的起始浓度、反应温度和反应时间直接影响炭球的粒径分布,其中反应时间对颗粒粒径影响很大,随着反应时间的延长,这些纳米炭球粒径从150nm(最初核的大小,实验所得到的最小的尺寸)生长到1500 nm。 由葡萄糖水热法制备纳米炭球具有绿色环保无污染的特点,实验过程中没有引入任何引发剂以及有毒溶剂,制备得到的炭球粒径均匀,大小可控,同时表面含有大量活性官能团,具有优良的亲水性和表面反应活性,可应用于生物化学、生物诊断以及药物传输领域,也可以作为制备核壳结构材料或者多孔材料的模板等等,具有令人欣喜的应用前景。 图1 水热法形成炭球的结构变化示意图 1 实验部分 1.1 实验仪器与试剂
葡萄糖,去离子水,95%乙醇,50mL 高压反应釜,鼓风干燥箱,电子天平,抽滤装置(有机滤膜),滤纸,玻璃棒 1.2 纳米碳球的制备 纳米碳球的制备参见文献[1]。用电子天平称取 6g 葡萄糖放入50mL 反应釜内衬(图2)中,用移液管准确移取35mL 去离子水(葡萄糖溶液的浓度为0.952 mol·L -1 )加入到上述反应釜中,用玻璃棒搅拌溶液,使葡萄糖全部溶解,然后装入反应釜中,用扳手拧紧反应釜,放入烘箱中。设定反应条件为:温度 180?C ,反应时间 4~12 h 。待反应结束后,降至室温,取出反应釜,将釜内黑褐色溶液抽滤(用40 um 有机滤膜),并及时清洗反应釜内衬,抽滤时用去离子水和 95% 乙醇清洗至滤液为无色。将样品用滤纸包好放入干燥箱中70℃干燥 4h 。收集样品,称重并计算产率。 图2 反应釜实物与结构示意图 1.3 纳米碳球的表征 1.3.1 X-射线衍射分析 测定所制备碳球的晶型以判断该碳球所属的类型(如普通碳还是石墨型碳) 1.3.2 红外光谱分析 测定碳球的活性官能团,表征不同制备条件下得到的碳球活性官能团变化 2 结果与讨论 2.1 实验数据 实验最终制备得到的纳米碳球的质量为 0.1255 g ,根据下列化学方程式 C 6H 12O 6 6C+6H 2O 可得产率23%.5100%4 .21255.0100%理论产率实际产率ω=?=?=