Ag@ZnO纳米线是在石英基片上两步合成的化学汽相淀积和MS方法。CVD生长的氧化锌纳米线,然后Ag纳米颗粒沉积在氧化锌纳米线使用MS系统。如图 1,氧化锌NWs装饰着Ag纳米粒子在两个步骤制造CVD和女士的前身是氧化锌的粉(1 g)一维纳米结构的纳米线。放入一个铝船和加载到管式炉。Au-coated石英基质被下游的粉末。炉加热到预定的温度(1250°C)。基于“增大化现实”技术被用来作为载气在增长在恒定的流量和压力:100 sccm 50 Pa氧化锌纳米线。后来,炉是自然冷却到室温。射频目标(RFT)是一个银盘直径60毫米的纯度为99.99%。沉积室中的基准压力和射频功率是6.0×10⁴爸爸和3 W,分别。样品进行生长的生长环境的基于“增大化现实”技术20以恒定的工作压力1.0 sccm Pa,溅射时间80100年,分别和120年代。

Ag@ZnO的形态和组件和未改性氧化锌纳米线观察利用场发射扫描电镜(FE-SEM),能量色散x射线(EDX)和TEM。用XRD分析了结晶度配备全色盲者铜Ka辐照。压电性能的样品光电阳极进行了三电极电池在室温下。图 2说明了实验装置的原理图。简单地说,0.05 mol / L Na₂所以₄解决方案被用作电解质,通过氮沸腾。照明源200 - w Xe弧光灯。

数据 3(一个)- - - - - - 3 (d)显示FE-SEM Ag@ZnO和修改的氧化锌纳米线的图像不同溅射时间的Ag(80100,和120年代),分别。因为修改的氧化锌纳米线的平均直径和长度是大约65海里和2 μ米(见图的插图 3(一个)比率),氧化锌纳米线有优秀的方面。在当地放大、银粒子可以清楚地看到,这大约是33 ~ 35海里最大小和有一个小的变化(见insetof数据 3 (b)- - - - - - 3 (d))。然而,随着时间的增加,银粒子密度增加和Ag@ZnO纳米线的覆盖面积增加;其中,银粒子在图 3 (d)是最均匀。归因于的Ag@ZnO纳米线展开粗糙表面的吸附Ag纳米粒子表面的氧化锌纳米线。

确认附件纳米颗粒与氧化锌纳米线表面上,采用TEM,观察结果如图 4(一)- - - - - - 4 (c)。TEM图像的数字是一个银复合超声分散后氧化锌纳米线。从图可以看出 4(一),只有少量的银纳米颗粒附着在氧化锌纳米线表面溅射时间是80年代。连续增加溅射时间的银粒子,粒子分布密度和粒度对氧化锌纳米线的表面逐渐增加。溅射时间是120年代时,银粒子表面出现聚类。所示的表面粒子的放大Ag /氧化锌在大功率电子显微镜下,图 4(一)表明,银溅射时间是最短的,可以看到和氧化锌晶体阵列的最清楚。SAED模式表明,氧化锌是明确和晶格的晶格间距是0.28海里,这对应于氧化锌的衍射晶体表面(100)。随着溅射时间延长,纳米线的表面上的银粒子数量增加,包括氧化锌的表面,和水晶质地不一样清晰的图 4 (b)。但是,氧化锌晶格排列也可以清楚的看到在图 4 (b)。此外,在图 3 (c)除了(100)晶面,还有一个氧化锌(110)晶面晶格间距为0.16 nm和银色的衍射环。

利用XRD研究氧化锌纳米线的结构修改或不与Ag)。如数据所示 5(一个)- - - - - - 5 (d),这些结果表明,Ag@ZnO纳米线有晶体结晶度高、高度面向[0002]晶c-axis方向。XRD结果一致与TEM分析。观察到的衍射峰索引氧化锌的六角纤锌矿型阶段,与晶格常数 一个 = 0.324 纳米 和 c = 0.548 纳米 (JCPDS卡片。36 - 1451)。XRD模式描述了一组定义良好的衍射峰,表明水晶as-synthesized纳米线的性质,与其他衍射峰相比,因为Ag)和锌存在于Ag@ZnO合成纳米线。XRD模式证明了山峰在2θ(2 θ)的值38.24°可以归因于纳米晶体Ag)的著名的(111)衍射模式粒子。Ag含量进一步增加时,氧化锌的衍射峰强度略有下降,而Ag)的衍射峰强度增加,这是由于增加Ag)覆盖表面的粒子和与SEM和EDX分析一致。此外,XRD图很明显的衍射峰,表明结晶度好,晶体缺陷很少,没有杂质峰证明了纯度很高。

的典型EDX结果修改的氧化锌和Ag@ZnO纳米线绘制数据 6(一)- - - - - - 6 (d)。从EDX光谱有明显的峰值的元素(O和修改的氧化锌的锌;O、锌和Ag@ZnO Ag)。EDX数据证实,未改性氧化锌纳米线包含63.61。%锌和39.39。%的氧气。包含0.31和Ag@ZnO纳米线。%,0.96。%,1.61。%银。 The atomic percent of Ag was gradually increased with the sputtering time being longer. It is worth mentioning that with the increase of silver sputtering time, the content of zinc atoms in the sample material gradually decreases while the content of oxygen atoms gradually increases. In theory, in ZnO material, the atomic ratio of Zn and O should be 1 : 1, but intrinsic donor-type defects of the ZnO exist, namely the oxygen vacancy and zinc clearance, causing more zinc and O atoms than the theoretical value. In this experiment, sputtering time increasing of silver particles made the ratio of zinc and O atoms that were gradually adjusted from greater than 2 : 1 to approximately 1 : 1, so that it was based on silver nanoparticles composite, improved the intrinsic defects of zinc oxide.

修改的氧化锌的压电性能和Ag@ZnO纳米线光电阳极研究通过评估当前density-voltage ( J- - - - - - V光照明下)特征。的 J- - - - - - V样品光电阳极如图的特性 7。从图可以看出 6(一),1.0 V vs Ag / AgCI A@ZnO纳米线的光电流密度达到24.8的最高价值 μAcm²,这几乎是六倍比未改性氧化锌光电极光电流密度为4.8 μAcm²。黑暗扫描线性扫描voltammagrams从-0.5 + 1.5 V中显示一个小电流范围从0到40 μ一个/厘米²。Ag纳米颗粒被修改时,SPR Ag)粒子增强压电陶瓷性能的影响。在以前的报告中,电荷传输在掺杂或装饰的氧化锌纳米结构氧化锌纳米电极(相比是更有效的 56- - - - - - 59]。图 7 (b)说明了瞬时电流密度曲线,即 我- - - - - - t曲线,从图可见,良好的光电极的稳定性和电流密度的开关灯,没有光致电荷效应。

图 7(一)显示了光电流响应Ag / ZnO-coated不同银纳米线的内容。从图可以看出 7,银含量的增加,光电流逐渐增加。其中,0.31的光学响应。% Ag /氧化锌差,光电流密度是非常弱的,有一定的响应延迟。当银含量是0.96。%,延迟反应消失。当银含量是1.61。%,光电流密度显著增加,1 mA /厘米²。证明粒子密度的增加和尺寸在纳米线的表面会导致更好的光敏性。Ag)粒子结合氧化锌纳米线,有电子转移当他们彼此接触。这时,Ag含量越多,越电子携带。在外部电场的作用下,电子会转到相反的电极,从而增强光电流密度。

Ag@ZnO纳米线(为0.96。%和1.61。%)被选为LSV测试,测试结果如图 7 (b)。在相同的电压,电流更强时更多的银粒子或光。增强光电流Ag@ZnO纳米线是由以下三个因素:第一,增强了局部场SPR效应Ag纳米粒子;其次,上镜的电子空穴对的分离效率高;第三,由于氧化锌和Ag)之间的交互,并减少充电电阻和电荷复合率。图 7 (c)显示了EIS测试图的Ag@ZnO纳米线并没有光。高银含量纳米线的弧半径小于银纳米线的内容,并与光弧半径小于,没有光。自弧半径在图中反映了界面层的电阻发生在电极表面,Ag)粒子的存在加速了氧化锌纳米线的电子空穴对分离,和界面电荷转移更快。之间的交互Ag)和氧化锌可以有效地提高电子空穴对的分离和传输效率的同时氧化锌和有效抑制电子空穴对复合。结果表明,该方法可以有效地抑制电子空穴对的复合,提高Ag@ZnO催化活性的纳米线。我们相信Ag@ZnO纳米线可以作为有效的材料以增强光电流。

基于上述讨论,Ag@ZnO纳米线的电子转换机制光电阳极在压电陶瓷是显示在图 7 (d)。在光照下,电子兴奋的CB氧化锌,和相同数量的洞是在VB中创建的。CB的底部的能级氧化锌的新成立的费米能级高于Ag@ZnO纳米线,所以光激的电子会从氧化锌转移到Ag),由于能量差photogenerated提高分离效率的电子空穴对,降低载体重组。与此同时,由于SPR励磁、银纳米粒子吸收共振电子,光子生成热、热电子被转移到氧化锌的CB。