银铜纳米枝晶的生长及光学吸收性质

通过电沉积法制备出了Ag - Cu纳米枝晶,并表征了样品的晶体结构、微观形貌以及光学吸收特性.结果表明:当Ag+:Cu2＞1时,制备出银铜纳米单相合金,Ag+:Cu2+＜ 1/4时,制备出银铜纳米双相合金.当E=-0.2V时,形成单个银铜纳米粒子和粒子团簇,吸收峰位于402 nm处:随着沉积电位的增加,形成纳米枝晶,且光学吸收峰发生蓝移.在不同成分的银铜合金中,当Ag+Cu2+=4:1时,形成银铜纳米枝晶,吸收峰在358 nm处,随着铜元素的增加,枝晶尺寸减小,光学吸收峰红移.结合电结晶理论和经典枝晶生长理论解释了Ag - Cu纳米枝晶的形成机制.     

单晶硅基体上紫外光诱导生长铜微纳米粒子薄膜

在室温条件下,通过紫外光诱导方法在n型单晶硅表面成功地生长出长度为1.66~5.80μm、宽度为1.27~2.84μm、厚度在0.24~0.73μm之间变化的铜微纳米粒子。采用电子显微镜(SEM)观察到单个铜粒子表面光滑,并出现数个粒子聚集形成K或L形状的粒子团聚现象。结果表明:改变溶液组分浓度和光照时间可以对铜微纳米粒子的尺寸和致密度进行有效控制。以浓度为1×10-5 mol/L罗丹明6G作探测分子,对制备的铜微纳米粒子薄膜的表面增强拉曼散射(SERS)效应进行研究,证实经过铜微纳米粒子修饰后的单晶硅对其表面吸附分子的拉曼信号确实有增强作用,这是因为铜粒子的表面等离子体效应能够提高样品表面局域场的电场强度。     

银铜双金属薄膜的激光诱导换膜和光伏性质

利用激光诱导换膜的方法在氧化钛基体上制备出了银铜双金属薄膜,通过控制激光加工的参数和银铜成分制备出样品。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和J-V曲线分别对加工前后样品的结构、形貌及光伏性质进行了表征。结果表明:随着溶液中Cu2+浓度的增加,在ITO玻璃上所制备的银铜纳米枝晶的尺寸减小;利用激光诱导换膜工艺,可以在氧化钛基体上制备出银铜双金属薄膜;相比氧化钛膜,在氧化钛膜上沉积银铜双金属薄膜的光阳极具有更高的短路电流密度和开路电压;随着激光加工功率的增大,氧化钛膜上的银铜颗粒变小,光阳极的短路电流密度和开路电压均有增大,但是当激光加工功率很大时,其开路电压变小;在同一激光加工功率下,随着银铜双金属薄膜中银含量的增大,其短路电流密度和开路电压均有增大。     

银金修饰TiO2纳米管阵列光阳极的制备及其光伏性质

采用阳极氧化法,以金属钛箔为原料制备了TiO2纳米管阵结构染料敏化纳米晶太阳能电池(DSSC)光阳极,并用电沉积、光沉积和真空蒸发法对其表面分别进行金属Ag和Au修饰。对金属修饰前后的光阳极用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)表征发现:阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列结构规整有序;经过化学沉积后,其表面均覆盖有一层致密的金属粒子薄膜。测量光电流密度-电压(J-V)曲线和电化学阻抗谱(EIS)发现:相比纯TiO2纳米管阵列,经过Ag修饰后的TiO2阵列其短路电流密度和开路电压最大可以分别提高到前者的4.9和1.7倍,并且其电化学阻抗出现显著降低。研究表明:金属Ag修饰改善了TiO2纳米管之间的连通性,提高了TiO2光阳极中电子的传输效率,并通过等离子共振激发出光电子,同时与TiO2相互作用,使其在可见光区域也能够促进电子-空穴对的分离。     

银铜双金属纳米合金的制备和电催化性质

采用电沉积方法制备银铜双金属纳米合金,用X射线衍射仪（XRD）及高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）,扫描电子显微镜（SEM）和电化学工作站分别对样品的结构、微观形貌和电催化性质进行了表征。结果表明,银铜双金属纳米合金电极在H₂O₂溶液中表现出较强的还原电流,可以作为阴极催化剂;随着银铜双金属纳米合金沉积电位的变负,阴极催化作用减弱,形貌由穗状晶向树枝晶转变;随着铜离子浓度的提高,阴极催化作用增强,银铜双金属纳米合金的形貌由树枝晶向棒状晶转变。这意味着,本文观察到了银铜双金属纳米合金的双金属电催化协同效应。