铜离子掺杂对二氧化钛薄膜光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备了Cu2 掺杂TiO2复合纳米薄膜.掺杂Cu2 的数量和方式及前驱体对TiO2光催化降解甲基橙有不同程度的影响.当合成TiO2前驱体的原料为Ti(OC4H9)4时,预涂一层质量分数(下同)为1.0%的Cu(CH3COO)2水溶液,可使TiO2光催化氧化活性提高53%,最外层掺入Cu2 会减弱TiO2光催化氧化活性.当TiO2的前驱体为工业偏钛酸时,预涂一层1.0%Cu(CH3COO)2水溶液,仅使TiO2光催化氧化活性提高14%.用X射线衍射对纳米薄膜进行表征.Cu2 掺杂会诱导生成金红石相.     

钇稳氧化锆的高温电性能

模拟氧化锆质定径水口基质组成和烧结稳定过程,以Y_2O_3为稳定剂,分别按照1.8%(质量分数)、3.6%和5.4%的掺杂量,与单斜氧化锆细粉混合后经1 710℃保温2 h烧成制备钇稳氧化锆试样。借助X射线衍射和扫描电子显微镜,研究了不同试样相组成和显微结构的差异。根据定径水口使用中杂质呈固相扩散的区域和温度范围,测定了不同试样室温到1 350℃的电导率。采用坩埚法测定了氧化锆材料的抗渣蚀性能。结果表明:随着稳定剂添加总量的增加,试样中立方相含量增加,单斜相含量明显减少。试样的电导率随稳定剂掺杂总量的增加呈上升趋势,且随着测试温度的升高而增大。由于相组成的变化,钇稳定氧化锆质材料在高低温区电导率存在显著差异。气孔的存在不仅降低了试样的电导率,也使其抗渣蚀性能减弱。     

钇掺杂有序多孔TiO2薄膜的制备与可见光催化性能

采用胶体晶体薄膜为模板,利用溶胶–凝胶法制备了钇掺杂有序多孔TiO2薄膜,通过Fourier变换红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、紫外–可见光谱表征样品的结构和形貌,并以甲基橙为模型化合物研究了钇掺杂有序多孔TiO2薄膜材料可见光催化性能。结果表明：钇掺杂有序多孔TiO2薄膜规整致密,晶型为锐钛矿型,样品中钇元素含量约为1.2%。钇掺杂使得TiO2吸收光红移至可见光区,钇掺杂有序多孔TiO2薄膜可见光催化性能好于未掺杂有序多孔TiO2薄膜。     

W掺杂VO_2薄膜的椭圆偏振光谱表征

利用MSP-3200三靶共溅射镀膜机,射频磁控溅射在石英基底上反应溅射制备单斜相(M相)VO_2薄膜及W掺杂单斜相(M相)VO_2薄膜。利用WVASE32椭圆偏振仪及变温附件在350~2 500 nm波长范围内对相变前后的VO_2薄膜及W掺杂VO_2薄膜进行光谱测试,运用Lorentz谐振子色散模型结合有效介质近似模型对椭偏参数进行拟合。结果表明:W掺杂的VO_2薄膜与纯相的VO_2薄膜相比,光学常数n、k随波长的变化趋势相同,但W掺杂后的VO_2薄膜的折射率n小于纯相VO_2薄膜的折射率,而消光系数k值大于纯相VO_2薄膜的k值。W的掺入增加了薄膜的致密度,同时增加了薄膜内部自由载流子的浓度。     

四丁基溴化铵辅助非水解溶胶-凝胶法制备硅酸锆薄膜

采用非水解溶胶-凝胶法制备了硅酸锆薄膜,通过添加表面活性剂四丁基溴化铵(TBAB)提高了膜基结合力,获得了致密的硅酸锆薄膜。通过X射线衍射(XRD)分析了样品的晶体结构,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)对样品的形貌进行了表征。实验结果表明,603℃时硅酸锆相开始生成,850℃保温0.5 h可以获得纯相的致密硅酸锆薄膜。此外,添加TBAB不会影响非水解溶胶-凝胶过程中的异质聚合反应,同时还能将镀膜次数由2次增加至3次。使用该法制备的薄膜表面光滑致密,能够抵抗强碱液对硅基底的腐蚀。     

低含量铁掺杂纳米TiO_2薄膜的制备及其抗菌机理研究

采用溶胶凝胶-浸渍提拉法,制备了玻璃基底上生长的Fe/TiO2薄膜.利用XRD、XPS、AFM等对样品进行表征,研究了铁掺杂对TiO2薄膜晶体结构和表面形貌的影响,并研究了不同掺铁量TiO2薄膜对大肠杆菌的抗菌性能.结果表明,铁掺杂TiO2薄膜的抗菌性能均优于纯TiO2薄膜,其中掺铁量为0.1%时薄膜的抗菌性能最佳,高达98%.     

化学浴沉积法制备Sb掺杂SnS薄膜

以氯化亚锡、硫代乙酰胺、三氯化锑为反应物,采用化学浴沉积法在玻璃衬底上沉积不同锑掺杂量(摩尔分数)硫化锡(Sn S:Sb)膜,研究了锑掺杂量对薄膜晶相结构、表面形貌和光电性能的影响。结果表明:锑掺杂Sn S薄膜是具有正交结构多晶薄膜,薄膜为纳米片组装成的花状球形颗粒。随着Sb掺杂量由1.8%增加到7.2%,其相应的禁带宽度从0.93 e V增加到1.30 e V。随着Sb掺杂量的增加,Sn S薄膜的电阻率呈现先下降后增大趋势,当Sb掺杂量为3.6%时,其最小值为5.21×103?·cm。     

Ni掺杂对铋层状钙钛矿Bi_6Fe_2Ti_3O_(18)薄膜微结构及铁电性能的影响

利用化学溶液沉积法在Pt/Ti/SiO_2/Si(100)基片上制备了Bi_6Fe_(2–x)Ni_xTi_3O_(18)(x=0,0.5,1.0,1.5)薄膜,研究了不同Ni掺杂量对Bi_6Fe_2Ti_3O_(18)薄膜微结构和铁电性能的影响。X射线衍射和Raman光谱测试结果表明:当Ni掺杂量x=1.5时,薄膜仍能保持单相结构,晶格畸变和薄膜压应力随Ni掺杂量分别逐渐增大和减小。Ni掺杂薄膜具有Aurivillius相陶瓷材料典型的不规则扁平状颗粒。随着Ni掺杂量逐渐增加,薄膜的P_s和P_r先增大后减小,而Ec和漏电流逐渐增大。Ni掺杂导致的Bi_6Fe_2Ti_3O_(18)薄膜晶格畸变增加,薄膜压应力减小和氧空位浓度增加是引起薄膜铁电性能变化的主要原因。     

溶胶–凝胶合成Zn_(1–x)Cd_xO薄膜的结构形貌和光学性能

采用溶胶–凝胶法在玻璃基底上制备镉掺杂氧化锌(Zn_(1–x)Cd_xO)薄膜。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、紫外–可见分光光度计研究了镉掺杂量、预处理温度对薄膜结构及其光学性能的影响。结果表明:当预处理温度为150℃,且x0.3时,Zn_(1–x)Cd_xO薄膜为六角纤锌矿结构;当x≥0.3时,Zn_(1–x)Cd_xO薄膜出现立方岩盐矿结构。制备的薄膜表面的晶粒分布均匀且致密,平均晶粒尺寸随掺杂量的增加先减小后增大。Zn_(1–x)Cd_xO薄膜在可见光范围内透过率均高于80%;随着镉掺杂量增大,薄膜的吸收边红移,其禁带宽度逐渐由3.3 e V(x=0)减小至2.2 e V(x=1.0)。     

SiC加入量对MgO-MgAl2O4-SiC材料性能的影响

以电熔镁砂颗粒(3~1 mm,≤1 mm)、电熔镁砂粉、镁铝尖晶石粉和SiC粉为原料,研究了SiC加入量(w)分别为5%、10%、15%、20%时对MgO-MgAl2O4材料经1 100℃和1 500℃保温3 h后的物理性能、抗氧化性能以及1 600℃保温3 h后的抗渣性能的影响。结果表明:加入SiC有利于提高材料的烧后强度。材料经1 100℃处理后,SiC几乎完全氧化;1 500℃烧后表明,当SiC加入量不超过10%时,抗氧化性能随着SiC加入量增加而增强;超过10%时,反而降低;1 600℃烧后表明,随着SiC加入量的增加,试样抗渣性能有所下降。对1 500℃烧后试样进行XRD和SEM分析发现,在试样氧化层中生成大量的镁橄榄石。     

SiC加入量及烧成气氛对MgO-MgAl_2O_4质耐火材料性能的影响

为改善炭素焙烧炉火道墙的导热性能,以高纯镁砂(5~2、≤2和≤0.088 mm)和预合成镁铝尖晶石(≤1 mm)为原料,SiC粉(≤0.088 mm)为添加剂,热固性酚醛树脂为结合剂,经配料、成型、烘干、1 500℃热处理3 h后,制备了MgO-MgAl_2O_4质耐火材料试样,并分别研究了SiC粉的加入量(质量分数分别为0、1%、2%、3%和4%)和烧成气氛(空气气氛或埋炭气氛)对MgO-MgAl_2O_4质耐火材料性能和显微结构的影响。结果表明:当SiC加入量为3%(w)时,经空气气氛烧后试样综合性能最好;当SiC加入量为4%(w)时,经空气气氛烧后试样的中心部位SiC氧化成SiO气体,形成边缘致密而中心疏松的蓄热体结构,热导率急剧下降;加入SiC后经埋炭烧后试样,由于SiC被氧化成SiO气体,导致试样孔隙率增加,试样的强度及热导率有所下降。     

SnO2:Sb透明导电薄膜的制备及光电性能

采用溶胶–凝胶法在玻璃基底上制备了Sb掺杂SnO2（SnO2：Sb）透明导电薄膜。研究了Sb掺杂量、镀膜次数、热处理温度对SnO2：Sb薄膜结构和光电性能的影响,利用X射线衍射仪、Fourier变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、四探针电阻仪、分光光度计对薄膜样品进行表征。结果表明：SnO2：Sb薄膜为四方相金红石结构;薄膜结构平整、致密,膜厚与镀膜次数基本成线性关系;在Sb掺杂量为10%,镀膜8次的条件下,薄膜具有最佳的光电性能,方块电阻达105/□;在玻璃上镀SnO2：Sb薄膜后,近红外波段透过率下降显著,由90%降到5.5%,在可见光波段略有降低,仍保持了较高透过率。     

熔盐镁热还原制备SiC纳米粉体及其氧化动力学

以SiO_2及活性炭粉为反应物、Mg粉为还原剂、NaCl-KCl二元盐为反应介质,采用熔盐镁热还原法低温制备了SiC纳米粉体,并采用TG–DSC非等温氧化法对所合成SiC纳米粉体的氧化动力学进行了研究。结果表明:所合成SiC纳米粉体的主晶相为2H-SiC;合成2H-SiC的最佳工艺条件为n(C)和n(Si)摩尔比为1.3:1.0,Mg粉过量60%(质量分数)、反应条件为1 373 K保温3 h时合成粉体中2H-SiC的相对含量最高约为72%,所合成SiC的晶粒大小约为20~50 nm。Kissinger法和Ozawa法的计算结果表明:所合成SiC纳米粉体的氧化反应表观活化能分别约为267.96和270.33 kJ/mol。     

草酸对硅酸锆粉体性能的影响

在微乳液-水热法制备硅酸锆粉体的过程中,草酸对硅酸锆粉体性能的影响。并借助XRD、SEM和TEM等测试手段对实验样品进行物相及显微形貌分析。实验结果表明:草酸的羧基能与Zr4+反应形成络合离子化合物,增大空间位阻,促进晶核大量产生从而减小粉体粒径,当草酸加入量为理论合成硅酸锆质量的9.8%时,所得硅酸锆粉体的平均粒径(D50)仅为0.620μm。     

衬底取向对 Al 掺杂3C-SiC 薄膜微结构的影响

采用低压化学气相沉积(LPCVD)法分别在 Si(100)和 Si(111)衬底上制备了 Al 掺杂的3C-SiC 薄膜。采用 X 射线衍射、扫描电子显微镜、Raman 光谱对所制备薄膜的微结构、形貌以及内部应力的演变进行分析。结果表明：在 Si(100)衬底上制备的 Al 掺杂 SiC 薄膜具有较好的结晶质量,而且结晶质量受 Al 掺杂浓度的影响比较大。Al 掺杂 SiC 薄膜的生长模式为二维层状生长模式。Si(100)衬底上所制备的 Al 掺杂 SiC 薄膜表面为层状的四边形结构,而 Si(111)衬底上的 Al 掺杂 SiC 薄膜表面为层状的截角三角形结构。Si(100)衬底上的薄膜厚度略大于 Si(111)衬底上的。由于 Al 离子的掺入和薄膜厚度的增加,Si(100)衬底上所制备的 Al 掺杂 SiC 薄膜内部的应力得到很好的释放。Si(111)衬底上的 Al 掺杂 SiC 薄膜内部的应力则由张应力模式转为压应力模式,而且纵光学声子(LO)、横光学声子(TO)特征峰分离变大,出现这种现象的原因可能与 Al3+替代 Si4+使 SiC离子性增强和生长模式的转变有关。     

高分子辅助沉积法制备钨掺杂的二氧化钒薄膜

利用高分子辅助沉积法(PAD)制备出钨掺杂二氧化钒(VO_2)薄膜。采用X射线衍射、光电子能谱、扫描电子显微镜、Raman光谱等表征技术对不同含量钨掺杂的VO_2薄膜性能进行了研究。结果表明:利用PAD方法制备的VO_2薄膜质量较好,且钨离子掺杂成功。同时Raman光谱显示,钨掺杂1.0%(摩尔分数)的薄膜在相变过程中出现M2相。电学测试结果显示,钨掺杂的VO_2薄膜相变温度大幅下降,每掺杂0.3%(摩尔分数)的钨离子,相变温度下降10℃,且随着钨掺量的增加,VO_2薄膜的热滞回线宽度减小。     

铁钇掺杂TiO_2纳米棒薄膜的制备和光学行为

以Ti(OC4H9)4为钛源,冰乙酸和无水乙醇为溶剂,采用旋涂法在掺F-SnO_2玻璃基板上制备一层TiO_2薄膜籽晶层。再采用水热法,以盐酸和蒸馏水为溶剂,Fe(NO3)·9H2O和Y(NO3)·6H2O为掺杂剂,制备了掺杂TiO_2纳米棒薄膜。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和紫外可见分光光度计对样品的晶型结构、微观形貌和光学行为等进行表征。结果表明:制得的TiO_2薄膜由Rutile相和Anatase相TiO_2纳米棒阵列组成,Fe~(3+)掺杂量为1.5%时,纳米棒直径最大,垂直生长性最好,分散均匀,结晶度高,比表面积大,有适宜的孔隙率。共掺时Rutile相的衍射峰强度减弱,相对于未掺杂TiO_2薄膜,Fe~(3+)、Y~(3+)共掺后TiO_2薄膜的吸光度有了明显的增强,紫外吸收边带红移最大,1.5%Fe~(3+)和1.5%Y~(3+)共掺时TiO_2纳米棒薄膜的禁带宽度最小为2.95 eV。     

浆料组成对锰酸锶镧薄膜微结构和性能的影响

用丝网印刷法在氧化铝基底上制备了La0.6St0.4MnO3薄膜,通过扫描电镜、能谱仪和四探针测试仪分析了薄膜的显微组织、元素分布及导电性.研究了浆料组成对丝网印刷成膜效果、薄膜与基底的结合力和导电性的影响.结果表明:松油醇作溶剂的浆料比去离子水的成膜效果好,当松油醇加入量为50%～70%(质量分数,下同)时,制成的薄膜均较平整,但存在微裂纹.浆料中加入添加剂乙基纤维素(ethyl cellulose,EC)时,薄膜的微裂纹明显减少,但随EC量增加,薄膜中孔洞增加;实验得出EC的最优加入量为1%.浆料中加入低熔点相熔块粉时可以提高薄膜与基底的结合力,但会显著降低薄膜的导电性.     

氮掺杂对二氧化钛光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法,以硝酸铵为氮源,制备了氮掺杂二氧化钛薄膜,通过紫外可见吸收光谱(UV-VIS)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对氮掺杂二氧化钛进行表征,并以亚甲基蓝为降解模型,探讨了氮掺杂对二氧化钛光催化性能的影响。结果表明:当氮掺杂量为11%、煅烧温度为450℃时,其吸收光谱明显发生红移,样品的光催化活性最好。随着氮掺杂量的增加,薄膜的催化性能先增后减,主要原因是氮掺杂会影响晶相颗粒的生长和产生缺陷,薄膜表面更加粗糙,比表面积增大。煅烧温度对薄膜的催化性能的影响也呈现先增后减,因为煅烧温度会影响二氧化钛晶型的转变和结晶度的变化。     

Y2O3掺杂对17Ni/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷高温氧化性能的影响

氩气气氛保护下采用气压烧结技术制备掺杂Y2O3的17Ni/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷惰性阳极,在电解温度(960℃)下,对材料进行抗高温氧化性能研究.采用SEM分析材料及氧化产物的各物相分布情况、氧化形貌,并利用XRD进行成分分析.结果表明,金属陶瓷阳极的氧化动力曲线均大致符合抛物线规律;掺杂适量的Y2 O3对金属相的分散有一定作用,并能有效抑制烧结试样及氧化物的孔洞生成,从而显著改善该金属陶瓷的抗高温氧化性能,其中,当Y2 O3掺杂量为0.5％时,材料抗高温氧化性能最好,30 h后单位面积氧化增重量仅为10.6591 mg/cm2.