掺杂对纳米氧化锌光催化性能的影响

形貌和掺杂对纳米ZnO吸波性能影响的研究进展近年来，纳米材料在电磁波吸收领域表现出了巨大的应用潜力，其中纳米氧化锌（ZnO）因其优异的电磁性能和潜在的广泛应用而备受关注。

ZnO纳米材料具有较高的比表面积和较好的光电特性，因此被广泛应用于光电器件、传感器、光伏器件等领域。

ZnO纳米材料也被广泛应用于电磁波吸收领域，其在微波和毫米波频段的吸波性能也呈现出了良好的潜力。

研究ZnO纳米材料的形貌和掺杂对其吸波性能的影响具有十分重要的意义。

一、ZnO形貌对吸波性能的影响ZnO的形貌对其电磁波吸收性能具有重要影响。

目前，关于ZnO形貌对吸波性能的影响研究主要集中在ZnO纳米棒、纳米片、纳米颗粒等不同形貌的ZnO材料。

研究表明，不同形貌的ZnO材料具有不同的吸波性能，其中ZnO纳米棒和纳米片材料具有较好的吸波性能。

由于ZnO纳米棒和纳米片具有较大的比表面积和较好的多孔结构，其在电磁波作用下能够有效地产生多重反射、折射和散射，从而显著提高了其吸波性能。

二、ZnO掺杂对吸波性能的影响ZnO的掺杂对其电磁波吸收性能同样具有重要影响。

目前，研究表明，掺杂主要分为金属离子掺杂和非金属离子掺杂两种类型。

金属离子掺杂主要是将一定的金属离子引入ZnO晶格中，而非金属离子掺杂则是将一定的非金属原子引入ZnO晶格中。

研究表明，适量的金属离子掺杂和非金属离子掺杂能够显著改善ZnO材料的电磁波吸收性能，提高其吸波效果。

三、结合形貌和掺杂的影响最近的研究表明，将ZnO的形貌优化和掺杂改性相结合能够更好地提高ZnO材料的电磁波吸收性能。

将金属离子掺杂的ZnO纳米棒材料与优化的形貌结构相结合，能够显著提高ZnO材料在微波和毫米波频段的吸波性能，进一步拓展了ZnO材料在电磁波吸收领域的应用潜力。

深入研究ZnO形貌和掺杂对其吸波性能的影响，并探索形貌和掺杂相结合的优化策略具有重要的科学意义和应用价值。

纳米氧化锌光催化降解性能影响因素研究进展摘要：纳米氧化锌因为纳米材料本身独特的效应，使其有着独特的物理和化学性能，在日益重视环境的现在来说，纳米氧化锌的光催化降解性能越来越使人重视，本文对纳米氧化锌光催化降解性能的研究进行综述。

关键词：纳米氧化锌光催化性能影响1引言近年来随着社会科技的不断发展，社会污染也越来越严重，一些污染物自然降解较慢，随着人们的深入研究发现作为半导体的氧化锌因其独特的物理和化学性能，可使污染物在光催化下分解，自半导体的光催化效应发现以来，一直引起人们的重视，原因在于这种效应在环保、水质处理、有机物降解、失效农药降解等方面有重要的应用。

作为一种重要的光催化剂，纳米氧化锌有着比块体氧化锌更强的光催化能力。

一方面，这是因为量子尺寸效应会使半导体能隙变宽，导带电位变得更负，而价带电位变得更正，从而使纳米氧化锌获得了更强的氧化还原能力；另一方面，纳米氧化锌有比块体氧化锌大得多的比表面积，高比表面积使得纳米材料具有强大的吸附污染物的能力，这对提高催化反应的速度是十分有利的。

[1]2纳米氧化锌的光催化性能影响因素2.1形貌对光催化性能的的影响纳米氧化锌的制备技术决定了纳米氧化锌的微观形貌，进一步决定了其不同的光催化性能，纳米氧化锌的主要形貌有花状、棒状、片状、颗粒状等其他特殊结构。

周小岩等[2制备出三种不同形貌的纳米ZnO粉体，分别为纺锤状，棒状和片状。

纺锤状和棒状显露的（001）晶面相对非极性面其面积很小。

片状ZnO显露的（001）晶面相对非极性面其面积较大。

因此3种相貌的ZnO样品显露（001）晶面的大小顺序依次是：片状＞棒状＞纺锤状，其光催化活性大小也是片状＞棒状＞纺锤状。

经比较得出片状ZnO呈现出较高的光催化活性的结论。

其原因是ZnO晶体显露极性面的面积相对非极性面越大,其光催化活性越高。

特殊形貌的纳米氧化锌也同样受到重视，余花娃等[3]，以乙酸锌和氢氧化钾为原料合成纳米ZnO，该产物呈现形貌均一的海胆状结构。

《ZnO纳米结构的掺杂调控及其异质结光电性能的研究》篇一摘要：本文着重探讨了ZnO纳米结构的掺杂调控技术及其在异质结中展现的光电性能。

通过详细分析不同掺杂元素对ZnO纳米结构的影响，我们系统地研究了掺杂对材料结构、光学和电学性质的影响。

此外，我们还构建了ZnO基异质结，并对其光电性能进行了深入研究。

本文的研究结果为ZnO纳米结构在光电器件中的应用提供了理论依据和实验支持。

一、引言ZnO作为一种重要的宽禁带半导体材料，因其优异的物理和化学性质，在光电器件领域展现出巨大的应用潜力。

然而，ZnO 纳米结构的实际应用受限于其性能的调控。

通过掺杂可以有效地调整ZnO的物理和化学性质，进而提升其光电性能。

本研究的目的是探讨不同掺杂元素对ZnO纳米结构的影响及其在异质结中表现的光电性能。

二、ZnO纳米结构的掺杂调控1. 掺杂元素的选取本部分研究选取了常见的掺杂元素，如铝（Al）、镓（Ga）、铟（In）等，分别对ZnO纳米结构进行掺杂，以观察其对材料性质的影响。

2. 掺杂方法及工艺采用分子束外延法、溶胶凝胶法等不同方法进行掺杂实验，并对不同方法的效果进行比较。

3. 掺杂对ZnO纳米结构的影响通过X射线衍射、扫描电子显微镜等手段，观察了不同掺杂元素对ZnO纳米结构的影响，包括晶格结构、形貌等。

三、异质结的构建与光电性能研究1. 异质结的构建将掺杂后的ZnO纳米结构与其他半导体材料（如Si、GaN等）结合，构建异质结。

2. 光电性能测试与分析通过光谱分析、光电流测试等手段，分析异质结的光电性能，包括光吸收、光发射、光电转换效率等。

四、结果与讨论1. 掺杂对ZnO纳米结构的影响实验结果表明，不同掺杂元素对ZnO纳米结构的晶格结构和形貌产生明显影响。

例如，Al掺杂可以增加ZnO的结晶度，而Ga和In的掺杂则能改变其能带结构。

2. 异质结的光电性能构建的异质结展现出优异的光电性能。

特别是当ZnO与其他宽带隙半导体结合时，其光吸收和光发射效率显著提高。

《ZnO纳米结构的掺杂调控及其异质结光电性能的研究》篇一摘要：本论文重点探讨了ZnO纳米结构的掺杂调控及其与异质结的光电性能。

首先，介绍了ZnO纳米结构的制备方法及掺杂技术。

接着，详细研究了不同掺杂元素对ZnO纳米结构光电性能的影响，并进一步探讨了ZnO基异质结的制备及其光电性能。

本文的研究结果为ZnO纳米结构及其异质结在光电器件领域的应用提供了重要的理论依据和实验支持。

一、引言ZnO作为一种宽禁带半导体材料，具有优异的光电性能和化学稳定性，在光电器件、传感器、太阳能电池等领域具有广泛的应用前景。

近年来，ZnO纳米结构的掺杂调控及其与异质结的光电性能研究成为了一个热门课题。

通过对ZnO纳米结构进行掺杂，可以改变其能带结构、电导率和光学性质，从而提高其光电性能。

而ZnO基异质结的制备和性能研究则有助于进一步提高光电器件的性能。

因此，本文重点研究了ZnO纳米结构的掺杂调控及其与异质结的光电性能。

二、ZnO纳米结构的制备及掺杂技术1. 制备方法ZnO纳米结构的制备方法主要包括物理气相沉积、化学气相沉积、溶胶-凝胶法等。

其中，溶胶-凝胶法因其操作简便、成本低廉等优点被广泛应用于实验室研究。

2. 掺杂技术掺杂是改变ZnO纳米结构光电性能的重要手段。

常见的掺杂元素包括Al、Ga、In等。

掺杂过程中，通过控制掺杂浓度和掺杂方式，可以实现对ZnO纳米结构能带结构、电导率和光学性质的调控。

三、不同掺杂元素对ZnO纳米结构光电性能的影响1. Al掺杂ZnO纳米结构Al掺杂可以降低ZnO的电阻率，提高其导电性能。

此外，Al 掺杂还可以使ZnO的禁带宽度变大，提高其光学稳定性。

2. Ga掺杂ZnO纳米结构Ga掺杂可以显著提高ZnO的光吸收性能和光电导性能。

此外，Ga掺杂还可以改善ZnO的晶体质量，提高其发光性能。

3. In掺杂ZnO纳米结构In掺杂可以有效地提高ZnO的电子迁移率和发光效率。

同时，In掺杂还可以使ZnO的禁带宽度变窄，提高其在可见光区域的响应性能。

《ZnO纳米结构的掺杂调控及其异质结光电性能的研究》篇一摘要：本文针对ZnO纳米结构的掺杂调控及其异质结光电性能进行了深入研究。

首先，介绍了ZnO纳米材料的基本性质和掺杂技术；其次，详细阐述了不同掺杂元素对ZnO纳米结构性能的影响；最后，探讨了ZnO基异质结的构建及其在光电领域的应用。

通过实验和理论分析，为ZnO纳米材料在光电器件中的实际应用提供了理论依据和实验支持。

一、引言ZnO作为一种重要的宽禁带半导体材料，因其优异的物理和化学性质，在光电器件领域具有广泛的应用前景。

通过掺杂调控可以改变ZnO纳米结构的电学和光学性能，进一步拓展其应用范围。

本文旨在研究ZnO纳米结构的掺杂调控及其与异质结结合的光电性能，为ZnO基光电器件的研发提供理论支持和实验依据。

二、ZnO纳米材料的基本性质与掺杂技术ZnO具有较高的激子束缚能，良好的热稳定性和化学稳定性，使其在紫外光探测器、LED、太阳能电池等领域具有潜在的应用价值。

掺杂技术是调控ZnO纳米结构性能的重要手段，通过引入杂质原子，可以改变ZnO的电学和光学性质。

常见的掺杂元素包括铝（Al）、氮（N）等。

三、不同掺杂元素对ZnO纳米结构性能的影响1. 铝掺杂ZnO（AZO）：Al元素的引入可以有效地提高ZnO 的导电性能，降低电阻率。

此外，Al掺杂还可以提高ZnO的光学带隙，增强其抗辐射性能。

2. 氮掺杂ZnO（NZO）：N元素的引入可以在ZnO中形成受主能级，有效提高其P型导电性能。

NZO在蓝光LED、透明导电膜等领域具有潜在的应用价值。

四、ZnO基异质结的构建及其光电性能异质结是由两种不同材料的界面组成的结构，具有优异的电学和光学性能。

本文研究了ZnO与其他半导体材料（如Si、GaN 等）构成的异质结。

通过控制异质结的界面结构和能带排列，可以实现光生载流子的有效分离和传输，提高光电转换效率。

五、实验与结果分析1. 样品制备：采用溶胶-凝胶法、化学气相沉积等方法制备了不同掺杂元素的ZnO纳米结构及异质结样品。

钴离子掺杂对纳米ZnO结构和性能的影响韩维业;赵天晨;马瑞廷【摘要】以乙二醇为溶剂,采用回流法合成CoxZn1-xO(x=0,0.03,0.06和0.09)纳米粉体.研究Co2+离子的含量对纳米ZnO粉体的晶粒尺寸和晶格常数的影响,考察CoxZn1-xO纳米粉体的光催化性能.结果表明,随着Co2+离子的掺杂量增加,纳米ZnO的晶粒尺寸变小,而晶格常数增大;当催化时间为50min,Co2+离子的掺杂量为0.09时,Co0.09 Zn0.91 O纳米粉体对甲基橙染料的最大降解率达到92％.%The CoxZn1-xO (x=0,0. 03,0. 06 and 0. 09)nanopowders were synthesized by refluxing method using ethylene glycol as a solvent. The effect of the Co2+ ions doped on the crystalline size and lattice parameters for the ZnO nanopowders were studied. The photo-catalytic properties and antibaerial activities of the CoxZn1-xO nanopowders were also inves-tigated. With the increase of the Co2+ ions concentration,the crystallite size of the synthe-sized samples decreased and the lattice parameters of the synthesized samples increased,re-spectively. When the Co2+ ions doped concentration is about 0. 09,a maximum degradation rate for the Co0. 09 Zn0. 91 O nanopowders is about 92％ at 50 minute.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2017(036)006【总页数】5页(P10-13,19)【关键词】氧化锌;掺杂;表征;光催化性能【作者】韩维业;赵天晨;马瑞廷【作者单位】沈阳理工大学理学院,沈阳110159;沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳110159;沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳110159【正文语种】中文【中图分类】O614纳米氧化锌具有较大的比表面积、良好的热稳定性和持久性，室温下其直接带隙宽达3.27eV，与人体具有很好的相容性，因此，纳米氧化锌的光催化性能[1-4]和抗菌性能[5-6]备受研究者关注。

稀土Ce掺杂对ZnO结构和光催化性能的影响一、本文概述本文旨在探讨稀土元素Ce掺杂对ZnO结构和光催化性能的影响。

ZnO作为一种宽禁带半导体材料，因其优异的物理和化学性质，在光催化、太阳能电池、气体传感器等领域具有广泛的应用前景。

然而，ZnO的光催化效率常常受到其光生电子-空穴对复合速率快的限制。

为了提高ZnO的光催化性能，研究者们常常采用元素掺杂、构建异质结等方法来改善其光生载流子的分离和传输。

稀土元素Ce因其独特的电子结构和光学性质，在掺杂改性中展现出巨大的潜力。

Ce的引入不仅可以调控ZnO的能带结构，提高其对可见光的吸收能力，还可以通过Ce的4f电子与ZnO的导带和价带之间的相互作用，抑制光生电子-空穴对的复合，从而提高ZnO的光催化活性。

本文首先通过文献综述，回顾了ZnO的光催化性能及其改性方法，重点介绍了稀土元素掺杂在ZnO改性中的应用。

随后，通过实验制备了不同Ce掺杂量的ZnO样品，并利用射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱等手段对样品的结构和光学性质进行了表征。

在此基础上，通过光催化降解有机污染物实验，评估了Ce掺杂对ZnO 光催化性能的影响，并探讨了其影响机制。

本文的研究结果将为进一步优化ZnO的光催化性能提供理论支持和实验依据，同时也为稀土元素在半导体材料改性中的应用提供新的思路和方法。

二、文献综述在过去的几十年里，氧化锌（ZnO）作为一种重要的半导体材料，在光电器件、气体传感器和光催化等领域受到了广泛的关注。

尤其是其优异的光催化性能，使得ZnO成为环境净化、能源转换等领域的研究热点。

然而，ZnO的宽带隙（约37 eV）限制了其只能吸收紫外光，限制了其在可见光催化领域的应用。

为了拓宽ZnO的光响应范围并提高其光催化活性，研究者们尝试了各种方法，其中稀土元素掺杂是一种有效的手段。

稀土元素，如铈（Ce），具有特殊的电子结构和光学性质。

Ce离子的引入不仅可以调节ZnO的能带结构，还可能引入新的缺陷能级，从而拓宽其光吸收范围。

纳米氧化锌作为光催化剂的研究引言：光催化技术是一种高效、环保的废水处理方法，它利用光照下催化剂对有机污染物进行氧化降解。

纳米氧化锌是一种常用的光催化剂，其光催化性能强、稳定性好，因此在染料降解、水分解、CO2还原等领域得到广泛应用。

本文将从氧化锌的制备、光催化机理、性能提升等方面总结纳米氧化锌作为光催化剂的研究进展。

一、氧化锌的制备方法目前常用的氧化锌制备方法主要有溶液法、沉淀法、水热法、气相法等。

其中溶液法是最常用的方法之一，通过控制反应条件如温度、pH值、反应时间等来控制氧化锌的形貌和粒径。

水热法制备氧化锌具有简便、低成本的特点，在低温下可以得到纯相的纳米氧化锌。

沉淀法通过添加沉淀剂将产生的氧化锌沉淀下来，制备出纳米氧化锌颗粒。

二、纳米氧化锌的光催化机理纳米氧化锌的光催化机理主要通过光激发产生的电子空穴对实现。

当纳米氧化锌吸收光能激发产生电子和空穴时，它们会迁移到表面活性中心，参与氧化还原反应。

其中电子参与还原反应，而空穴参与氧化反应。

纳米氧化锌的禁带宽度较窄，能够吸收可见光和紫外光，因此在光催化中具有较高的活性。

三、纳米氧化锌的性能提升为了提高纳米氧化锌的光催化性能，研究者采取了多种方法进行功能化修饰。

常见的方法包括：掺杂、复合材料制备、表面修饰等。

掺杂是指将其他金属或非金属元素引入氧化锌晶格中，用于提高纳米氧化锌的光催化活性。

常见的掺杂元素有氮、铜、银等。

复合材料制备是将纳米氧化锌与其他材料结合制备复合催化剂，以提高催化性能。

常见的复合材料有纳米二氧化钛、纳米银等。

表面修饰是指通过改变纳米氧化锌的表面状态来提高光催化性能，如修饰导电材料、有机物等。

四、纳米氧化锌的应用领域纳米氧化锌作为光催化剂在许多领域得到了广泛的应用。

在染料降解领域，纳米氧化锌可以有效降解有机染料，如亚甲基蓝、罗丹明B等。

在水分解领域，纳米氧化锌可以吸光产生的电子用于水分解反应，从而产生氢气。

在CO2还原领域，纳米氧化锌可以将CO2还原为有机物，实现CO2的循环利用。

改性纳米氧化锌的光催化性能研究改性纳米氧化锌的光催化性能研究摘要：本文考察了光降解时间、亚甲基蓝溶液的PH值、亚甲基蓝溶液的初始浓度、催化剂的用量等对亚甲基蓝光催化降解率的影响。

实验结果表明，纳米ZnO具有荧光性，掺入不同的金属离子能够改变纳米ZnO对亚甲基蓝溶液的降解效果，其中掺铈纳米ZnO降解效果最好；掺铬纳米ZnO的降解率最低。

关键词：纳米ZnO 掺杂光降解亚甲基蓝溶液氧化锌，俗称锌白，属六方晶系纤锌矿结构，白色或浅黄色晶体或粉末，无毒，无臭，系两性氧化物，不溶于水和乙醇，溶解于强酸和强碱，在空气中能吸收二氧化碳和水。

ZnO是具有较大能隙及优良光学性质的n-型半导体材料，常被用于制备场发射显示器及阴极射线发射装置，光催化材料，紫外半导体激光的发生介质，这些应用主要利用了纳米ZnO粒子吸收紫外光后发出荧光的特点。

所吸收与发出的荧光波长取决于其能隙大小。

如何降低纳米氧化锌等材料的制备成本、也是纳米氧化锌能否应用于环境污染物治理的关键因素之一，因此探讨氧化锌的光催化性能具有十分重要的意义。

一、实验试剂和实验装置图（一）仪器试剂79-1磁力加热搅拌器（江苏金坛市中大仪器厂）；UV751GD紫外可见分光光度计（重庆医药股份有限公司化玻分公司）；真空干燥箱（重庆银河试验仪器有限公司）；高硼紫外线杀菌灯管（ZGZ30W启东市海联有限公办公司）；水浴锅；电子天平；马弗炉乙酸锌、二乙醇胺、四水硫酸铈、硝酸镍、硫酸铬、硝酸铁、无水乙醇、亚甲基蓝均为国产分析纯。

二、纯纳米ZnO和掺杂纳米ZnO的制备量取50ml无水乙醇置于烧杯中，开始搅拌。

称取二水乙酸锌约4.39g（0.02mol），搅拌下加入，缓慢滴加二乙醇胺约2ml。

在二乙醇胺溶解之后室温下反应3h，静置陈化24h，水浴锅中控制水温在蒸90℃，并在烘箱中烘干，再在马弗炉中150℃预烧结2h后加热至450℃热处理3h，备用。

量取50ml无水乙醇置于烧杯中，开始搅拌。