FeCo2S4/Ni(OH)2的合成及超电容性能研究

将多组分活性材料组合成新的结构用作电极材料是提高超级电容器性能的一种有效措施。采用典型的两步水热法与电沉积法制备了FeCo2S4/Ni(OH)2复合纳米材料,并表征其物理及电化学性能。结果表明,FeCo2S4纳米花被电沉积上的Ni(OH)2纳米片包围,形成三维互连网状结构,有利于电极材料与电解液的充分接触。所得的FeCo2S4/Ni(OH)2复合电极材料显示出极高的比电容(当电流密度为1 A·g^-1时,比电容达1588.2 F·g^-1)、优异的倍率性能及循环稳定性。此外,以FeCo2S4/Ni(OH)2为正极、活性炭为负极组装了非对称超级电容器。结果显示,非对称超级电容器具有高能量密度及良好的循环稳定性。     

氧化镍/膨胀石墨复合物的合成及其电容性能

采用液相沉淀法制备了膨胀石墨(EG)质量分数为40%的氧化镍/膨胀石墨(NiO/EG)复合物,研究了该复合物电化学性能。结果表明:纳米NiO均匀分散在EG表面;导电性良好的EG显著提高了NiO的电化学性能。在6 mol.L–1 KOH电解液中,NiO/EG复合物电极的氧化和还原峰的电位差降低了0.141 V,100 mA.g–1电流密度下比容量可达到370 F.g–1,远高于纯NiO(约206 F.g–1)和纯EG的比容量(约25 F.g–1)。NiO/EG复合物在充放电500次后,比容量仅衰减了2.5%。     

石墨烯量子点修饰的石墨毡电极的电容性能

以柠檬酸为原料,通过碳化制备石墨烯量子点(GQD)溶液,对制备的石墨烯量子点溶液进行超声使石墨烯量子点吸附在石墨毡表面。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和喇曼光谱对石墨烯量子点修饰的石墨毡进行表征。通过循环伏安(CV)曲线、电化学阻抗谱(EIS)和计时电位法研究其电化学性能。测试发现,该石墨毡电极在电流密度1 mA·cm-2下比电容高达2 394 F/g,在电流密度4 mA·cm-2下经过5 000次循环后稳定性达到95%。结果表明石墨烯量子点修饰的石墨毡电极具有优异的电化学性能,可以成为极具应用前景的超级电容器的电极材料。     

CaMoO4/GO复合材料的制备及其超级电容器性能

采用水热法成功合成了CaMoO₄/氧化石墨烯(GO)纳米复合材料。通过材料的表面形貌、晶体结构和电化学性能研究合成的纳米复合材料。结果表明,CaMoO₄/GO电极在电流密度0.5 A/g时比电容高达571.82 F/g,并且在1 A/g的电流密度下,经过1000次循环后的比电容保持率仍为84%。为了测试电极材料的实际应用效果,全固态超级电容器(ASC)分别使用CaMoO₄/GO和活性炭(AC)作为正极和负极进行组装。组装的ASC在功率密度1710.3 W/kg下显示出25.18 W·h·kg^-1的能量密度,并且能通过串联4个ASC为红色发光二极管供电。上述结果表明CaMoO₄/GO电极材料在高性能储能设备的应用中具有非常大的潜力。     

石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备及防腐应用研究进展

导电聚苯胺(PANI)具有易合成、易掺杂等特点,石墨烯(GR)及石墨烯衍生材料具有较高的比表面积、良好的导电性、优异的防液体渗漏等物理和化学性质。两者的复合材料表现出优异的机械、电化学、防腐蚀等性能,引起了广泛的关注。介绍了石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备方法、影响石墨烯/聚苯胺性能的主要因素以及石墨烯/聚苯胺纳米复合材料在防腐中的应用。系统总结了石墨烯/聚苯胺的防腐机理以及在不同基体涂料中的防腐改性,石墨烯的存在增加了腐蚀介质(如H2O和O2)渗透路径的曲折程度,减缓了金属腐蚀速度,从而提高涂料防腐效率。石墨烯/聚苯胺复合材料在防腐方面具有广阔的应用前景,对石墨烯/聚苯胺的复合状态、防腐机理、环境适应性的深入研究是未来该材料的发展方向。     

聚合物支撑法制备活性炭膜材料及其超级电容性能

利用聚合物支撑法制备活性炭基碳膜材料,应用于超级电容器电极材料。研究了浓酸改性时聚合物支撑对碳膜的结构和电化学性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、氮气等温吸脱附(BET)等方法表征材料的微观结构,采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等研究其电化学电容性能。结果表明,聚合物支撑法制备的碳膜在1 A·g~(–1)的电流密度下的比电容为128.9 F·g~(–1),低于纯活性炭的比容量(173.3 F·g~(–1));但是,该碳膜在浓酸改性后的比电容达到了185.6 F·g~(–1),远高于浓酸改性的活性炭(71.1 F·g~(–1))。主要原因是支撑聚合物在高温热处理留下的碳基支撑点对于活性炭丰富的孔道结构具有保护作用。     

CoFe类普鲁士蓝纳米立方的合成及超电容性能

利用化学共沉淀法,制备Co Fe类普鲁士蓝纳米立方(Co Fe PBA)超级电容器电极材料。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行物理表征;利用循环伏安法(CV)、恒电流充放电法以及交流阻抗法(EIS)对样品的电化学性能进行研究。结果表明:Co Fe PBA材料为具有面心立方结构的棱长约400 nm的立方颗粒,且表面光滑、颗粒均匀,在氯化钴和铁氰化钾摩尔比为2:1时,产物Co Fe PBA电化学性能最佳,于中性介质1 mol/L硫酸钠溶液中,在1 A/g电流密度下,比电容能达到444.4 F/g,电流密度增大至5 A/g时,比电容仍能保持在423.1 F/g,2000次充放电循环后,在1 A/g电流密度下比电容保持在439 F/g,容量衰减小于2%。     

闪锌矿BxAl1-xAs合金的LP-MOCVD生长研究

利用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)生长工艺,采用三乙基硼(TEB)源,在GaAs(001)衬底上生长了B并入比为0.4%～4.4%的一系列BxAl1-xAs合金。实验结果表明,BxAl1-xAs的最优生长温度为580℃;当生长温度为550℃和610℃时,BxAl1-xAs中B并入比都会下降,550℃时B并入比下降更为显著。在580℃最优生长温度下,B并入比随着TEB摩尔流量增加而提高,且B并入比从临界值2.1%增加至最大值4.4%时,DCXRDω-2θ扫描BxAl1-xAs衍射峰的半高宽值从51.8 arcsec升高到204.7 arcsec,原子力显微镜(AFM)测试表面粗糙度从2.469 nm增大到29.086 nm,说明B并入比超过临界值后BxAl1-xAs晶体质量已经逐渐严重恶化。     

聚氨酯乳液／纳米石墨微片复合导电涂料的制备及其电磁屏蔽性能

以纳米石墨微片为导电填料,聚氨酯乳液为基体,制备水性导电复合涂料,研究其导电性能和电磁屏蔽性能。结果表明,质量分数为35wt％纳米石墨微片,粘度区间160～180MPa·s,质量分数为2％的OP-10分散剂为最佳配方,最佳施工工艺为超声波分散30min后喷涂,涂层厚度控制在80um左右,在65℃的条件下固化。通过该法制备得到的导电涂料,其涂层表面电阻率降低至7．5Ω·cm^-2,平均的电磁屏蔽效能在27dB左右（300kHz～1．5GHz）。     

碱性条件下铝CMP的机理分析及实验优化

依据铝的电化学腐蚀特性,阐明了碱性条件下铝化学机械抛光(CMP)的机理。由于铝的硬度较低,在抛光过程中容易产生微划伤等缺陷,因此首先探索出适宜铝化学机械抛光的低压条件(4 psi,1 psi=6.895 kPa)。此外,提出两步抛光的方法,在抛光初期采用压力4 psi,抛光液由质量分数为40%的纳米级硅溶胶与去离子水(DIW)以体积比1∶1配制,氧化剂(H2O2)体积分数为1.5%,FA/O I型表面活性剂体积分数为1%,调节FA/OⅡ型螯合剂pH值为11.0,获得了较高的铝去除速率(341 nm/min)。在抛光后期采用低压1.45 psi,抛光液主要成分为体积分数5%的FA/O表面活性剂,并在较大体积流量(300 mL/min)的条件下进行抛光,充分利用表面活性剂的作用,对实验方案进行优化。采用优化后的实验方案,铝表面的划伤和缺陷显著减少。     

Ni-MOF衍生的NiMoO4材料的超电容性能

开发可控的NiMoO4纳米结构合成方法是获得高性能赝电容器电极材料的关键.以Ni-MOF为前驱体,采用模板转化法合成NiMoO4纳米球,以改善其结构并提升电化学性能.采用XRD、FTIR和SEM对所制备的NiMoO4样品的结构和形貌进行表征,并通过氮气吸脱附表征了其孔径和比表面积.MOF衍生的NiMoO4纳米球由超薄的...     

Fabrication of sub-micron 3-D structure using duo-mold UV-RIL process

3-D polymeric micro- and nano-structures were fabricated by the reversal imprint lithography technique using nano-patterned molds. A surface-treated quartz mold and a water-soluble poly vinyl alcohol (PVA) mold were used to make dual-side patterned, 2-D polymeric, micro- and nano-structures. First, UV-curable, polymeric resin was dropped onto the quartz mold, which was then covered with the PVA mold. The two stacked molds were pressed and exposed to UV-light to cure the resin. The cured polymeric resin (the reversal layer) was easily released from the quartz mold, because the surface of the latter was treated with an anti-stiction layer. The reversal layer, bound to the PVA mold, was transferred to a Si substrate by applying a thin layer of a UV-curable bonding agent. After bonding the reversal layer, the PVA mold was selectively removed by dipping in water. As a result, the dual-side patterned, thin polymeric 2-D structure was formed on the silicon substrate and, by repeating this process, 2-D nano-structures were stacked to form a 3-D nano-structure. By making use of the anti-stiction-treated, quartz mold and the water-soluble characteristic of the PVA material, the reliable release of the reversal layer was achieved.     

激光辐照诱导PVDF导电性的研究

采用波长为248 nm的准分子激光辐照聚偏氟乙烯(PVDF)薄片，可使其表面电导率从10-13 (Ω·cm)-1上升到10-4 (Ω·cm)-1，实现了由绝缘到导电的转变。通过调整激光能量密度、环境气氛、脉冲频率和辐照脉冲数等参数，确定出激光辐照诱导PVDF导电性的最佳工艺条件。通过对被辐照样品进行X射线衍射谱(XRD)、拉曼散射光谱和显微分析可知：紫外激光打断了PVDF的C-F键，并在样品表面生成了石墨导电层是PVDF由绝缘态向导电态转变的原因。     

六方氮化硼薄膜制备及其压电响应的研究

采用射频(RF)磁控溅射的方法,通过改变工艺参数在n型Si(100)片上制备六方氮化硼(h-BN)薄膜。通过傅立叶红外(FTIR)光谱仪,X射线衍射(XRD)仪进行结构表征,原子力显微镜(AFM)进行表面形貌和压电性能表征。测试结果表明,在射频功率为300 W、衬底温度为500℃、工作压强在0.8Pa、N2与Ar流量比为4∶20和衬底偏压在-200V时制备的六方BN薄膜具有高纯度、高c-轴择优取向,颗粒均匀致密,粗糙度为2.26nm,具有压电性并且压电响应均匀,符合高频声表面波器件基片高声速、优压电性要求。薄膜压电性测试研究表明,AFM的PFM测试方法适用于纳米结构半导体薄膜的压电性及其压电响应分布特性的表征。     

基于石墨毡生长的镍钴基化合物电极的双功能电催化性能

以先水热后硫化的方法制备出基于石墨毡基底的镍钴基化合物(NiCo2O4/GF和NiCo2 S4/GF)电极,探究不同水热温度对电极的催化特性的影响.通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对样品表面形貌、结构、晶向及元素分布进行分析.通过循环伏安...     

不同离子束参数诱导单晶硅纳米微结构与光学性能

使用微波回旋共振离子源,研究了低能Ar+离子束正入射时不同离子束能量和束流密度对单晶硅（100）表面的刻蚀效果及光学性能。结果表明,当离子束能量为1 000 eV,束流密度为88~310 A/cm2时,样品表面出现自组装纳米点状结构,且随着离子束流密度增加排列紧密而有序;粗糙度呈现先减小后迅速增大的趋势,在160 A/cm2附近达到极小值;刻蚀后,近红外波段内平均透过率由53%提高到57%以上,且随着纳米自组装结构有序性的提高而增大。当束流密度为270 A/cm2,能量为500~1 500 eV时,样品表面出现纳米点状结构,且随着离子束能量的增加趋于密集有序;粗糙度呈现先缓慢增加,在1 100 eV附近达到极大值,之后粗糙度迅速下降;刻蚀后样品透过率明显提高,且平均透过率随着点状结构有序性的提高而增大;刻蚀速率与离子束能量的平方成正比。自组织纳米结构的转变是溅射粗糙化和表面驰豫机制相互作用的结果。     

新型色散平坦光子晶体光纤设计与分析

研究了一种新改进的折射率导光光子晶体光纤的色散性能。研究表明当纤芯空气孔的孔径小于包层空气孔孔径时, 光子晶体光纤仍然通过全内反射（TIR）导光。采用全矢量平面波展开法分析光子晶体光纤的色散特性, 并设计了波长为1360 nm到1730 nm时, 色散值在-10±0.5 ps/（nm·km）之间的色散平坦光子晶体光纤, 其色散斜率在波长为1370～1740 nm时可达±0.01 ps/nm2/km。