Photocatalytic activities of amorphous TiO<Subscript>2</Subscript>-Cr thin films prepared by magnetron sputtering

Chrome-doped titanium oxide films were prepared by reactive magnetron sputtering method. The films deposited on glass slides at room temperature were investigated by atom force microscope, X-ray diffractometer, X-ray photoelectron spectroscopy, UV-Vis spectrophotometer, the photoluminescence （PL） and ellipse polarization apparatus. The results indicate that TiO2-Cr film exists in the form of amorphous. The prepared films possess a band gap of less than 3.20 eV, and a new absorption peak. The films, irradiated for 5 h under UV light, exhibit excellent photocatalytic activities with the optimum decomposition rate at 98.5% for methylene blue. Consequently, the thickness threshold on these films is 114 nm, at which the rate of photodegradation is 95% in 5 h. When the thickness is over 114 nm, the rate of photodegradation becomes stable. This result is completely different from that of crystalloid TiO2 thin film.     

非晶TiO2-Cr薄膜对罗丹明B的光催化降解研究

采用磁控溅射法,在室温下制备了Cr掺杂非晶TiO2光催化薄膜.以降解罗丹明B为实例,探讨了pH值、外加氧化剂、反复使用次数对光催化降解率的影响.研究表明,非晶TiO2-Cr薄膜具有良好的光催化活性,pH值和外加氧化剂对光催化降解率影响很大,在研究范围内,pH值为4.0,H2O2浓度为3.0 ml/L使罗丹明B的光催化降解率最大.随着反复使用次数的增加,活性逐渐降低.这是由于光催化剂的基本能带结构的改变和对副反应产物的吸附引起的.     

染料敏化太阳能电池中的光电极制备技术

从染料敏化太阳能电池(DSC)的结构和原理角度分析了DSC中光电极的作用及技术要求,介绍了目前常用的几种DSC光电极的制备方法,并对这些制备方法的特点进行了讨论.     

高纯超细球形化硅微粉的研究

对硅微粉的超细球形化进行了研究，实验发现：碳极高温电弧法是实现硅微粉球形化的较理想的加热方法。     

多层平板单元组合沉淀池的三维两相流数值模拟

针对多层平板单元组合沉淀池,使用计算流体力学软件建立三维模型,对固液两相流进行了数值模拟,并从理论上解析了平板单元内部流场和污泥颗粒浓度场的情况。结果表明,平板单元的理论最佳平板数目为4,此时同等水量下可使沉淀池面积缩小为原面积的66%。在不同污泥浓度和不同池长情况下,该工艺理论上可使沉淀池面积缩小为原面积的59%~68%,并且能够发挥较好的强化沉淀效果。     

室温磁控溅射制备(Ti,Zr)N薄膜及其性能研究

采用直流反应磁控溅射工艺,在载波片和Al基材上制备出金黄色的(Ti,Zr)N薄膜.(Ti,Zr)N薄膜具有比TiN薄膜更高的硬度和更强的耐腐蚀性能.用XRD衍射方法和扫描隧道显微镜对薄膜的晶体结构、微观表面形貌和电子结构进行了测试分析.XRD结果表明,(Ti,Zr)N薄膜为多晶态,存在TiN和ZrN两种分离相;从表面形貌可知,薄膜表面平整,晶粒排列致密且无连接松散的大颗粒;STS谱表明,Zr掺杂后,禁带宽度仍为1.64eV,但在禁带内增加了新能级,新能级的宽度分别为0.33eV和0.42eV,这也正是掺杂Zr后,薄膜仍呈现金黄色的主要原因.     

纳米氮化锆薄膜的光学性能研究

采用射频磁控溅射法在载玻片和硅片上制备了纳米氮化锆薄膜。结果表明,纳米氮化锆薄膜(10～29nm)呈非晶态,其光学特性在波长380～2700nm的范围内平均可见光透过率为82.86%,平均反射率低至10.78%。扫描隧道谱(SIS)分析表明薄膜禁带宽度E_g为2.99 eV,在可见光范围内光子多为透过,反射和吸收较弱。从薄膜的X光电子能谱图(XPS)可知,薄膜表面存在大量的ZrO_2,对于纳米级的氮化锆薄膜而言,表面相ZrO_2对整体光学性能的影响较大。     

透明导电ZnO:Al(ZAO)薄膜的结构及光电特性研究

ZAO薄膜是一种n型氧化物半导体材料,由于其大的载流子浓度和光学禁带宽度而表现出优良的光电特性。本实验采用射频磁控溅射工艺在无机玻璃衬底上制备ZAO薄膜,靶材为ZAO(3wt%Al2O3)陶瓷靶。系统研究了各工艺参数,如工作气压、射频功率、衬底温度和热处理条件对其结构和光电特性的影响。X射线衍射谱表明ZAO薄膜的(002)衍射峰的位置与纯ZnO晶体相比向低角度方向移动,薄膜中各晶粒具有六角纤锌矿晶体结构且呈c轴择优取向。原位制备的ZAO薄膜经热处理后电阻率降至7 5×10-4Ω·cm,可见光透过率在85%以上。     

抗固体粒子冲蚀物理气相沉积涂层的研究进展

压气机是航空发动机核心部件之一,其叶片常用钛合金制成。但钛合金本身质地较软,抗击固体粒子冲蚀能力较弱,空气中固体粒子在高速气流作用下将对压气机前级叶片造成严重冲蚀,从结构及航空动力学上降低发动机性能。同时,也使得发动机的寿命大幅下降。为提高压气机叶片的抗固体粒子冲蚀能力,通常在叶片上沉积具有一定硬度和韧性的抗冲蚀涂层。本文综述了国内外近年来抗固体粒子冲蚀物理气相沉积涂层的研究进展。指出多组元、多层膜结构涂层在拥有较高硬度的同时,可以获得较高韧性,具有良好的综合机械性能,是抗冲蚀涂层的理想选择。     

矿物掺和料-水泥浆体电学特性与其微结构的关系

采用循环伏安法和交流阻抗法系统研究了粉煤灰、矿渣粉和石灰石粉水泥浆体的电学特性,通过等效电路对电学测试结果进行拟合,并将拟合所得浆体电学参数与浆体化学结合水和压汞所测孔结构之间的相关性进行比较。结果表明：浆体的化学结合水与其电阻率具有较好的正相关性,即化学结合水越多,水化程度越大,浆体电阻率越高;粉煤灰和矿渣粉可以提高浆体电阻率,而石灰石粉在5%掺量下对浆体电阻率无影响;随着水化龄期的延长,浆体孔溶液电阻增大,其变化规律与浆体电阻率一致;浆体凝胶电容和凝胶电阻与C-S-H凝胶含量有关,二者有很好的负相关性;随着水化龄期的延长,浆体孔结构曲折程度提高,交流阻抗法所测得常相角指数减小,压汞测得的分形维数增大。