染料敏化太阳电池石墨/聚苯胺复合对电极的低温制备和性能

通过低温制备(120℃)构建出不同比例石墨/聚苯胺复合对电极,分析了复合对电极组装的染料敏化太阳电池(DSCs)的光电性能,并通过X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、电化学交流阻抗法和循环伏安法等表征方法探讨了光电性能变化的内在原因,同时探讨了复合对电极中引入镍纳米颗粒对DSCs光电性能的影响。结果表明:在对电极中,聚苯胺质量含量25%的复合对电极对I_3~-/I~-氧化还原反应具有更佳的催化活性,其DSCs短路电流密度、开路电压分别达到7.41mA·cm~(-2),和0.595V,其DSCs光电转换效率最大为2.193%,与纯石墨对电极和纯聚苯胺对电极时相比,光电转换效率分别提高了86.6%和45.3%。添加镍纳米颗粒后,导致复合对电极串联电阻的增加以及催化活性的弱化,最终促使相应器件的四个光电性能参数均有不同程度的下降。     

溶胶-凝胶法及热处理制备β-Bi2O3薄膜

为了提高Bi2O3薄膜的光电特能,采用溶胶-凝胶法在FTO衬底上制备了β-Bi2O3薄膜。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见光吸光度和光电转换效率的测试研究了热处理工艺对薄膜结构和光电特性的影响。结果表明:当退火温度为450℃时,制备出的Bi2 O3薄膜结晶度高,禁带宽度为2.71 eV,在1 mol/L NaOH溶液,0 V(vs Ag/AgCl)偏压条件下,350 nm处单色光电转换效率(IPCE)最高,达25.5%。     

SnO2/CNT纳米复合材料作为染料敏化太阳能电池的非铂对电极

通过水热法成功制备复合材料SnO_2/CNT,将其首次用作染料敏化太阳能电池(DSSC)的对电极,加速I3-到I-的还原。通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析,证明SnO_2纳米颗粒附着在CNT表面,形成了均匀的多孔网络结构。循环伏安测试(CV)测试表明,SnO_2/CNT复合对电极的活性表面积最大,比SnO_2、CNT和Pt电极有更高的阴极电流密度。同时,SnO_2/CNT对电极对I3-还原有较小的电荷传输电阻(6.13Ω·cm2)。最后,由SnO_2/CNT对电极组装的DSSC的能量转换效率(4.44%)与Pt电极组装的DSSC的效率(5.27%)相当。     

石墨/TiO2共混碳薄膜对电极的电学与电化学性能研究

本文将石墨、TiO2纳米晶以及TiO2胶体共混,采用旋涂法制备了碳薄膜对电极,并用于组装染料敏化太阳能电池。采用场发射扫描电子显微镜观察薄膜的表面形貌,采用四探针电阻率测试仪、电化学交流阻抗图谱及太阳能电池综合测试仪对碳对电极的电学、电化学性质以及电池的光电性能分别进行测试;研究了薄膜厚度对碳对电极导电性能与电化学催化性能的影响。结果表明随着厚度增加,碳对电极的方块电阻和界面电荷传输电阻均变小,分别可达到26.6Ω.sp-1和11.8Ω.cm-2,而电池的填充因子及光电转换效率增大。当碳薄膜厚度为19.5μm时,光电转换效率可达到Pt对电极的70%。     

Ag-CNTs-TiO_2纳米纤维在可见光区的光电转换性能研究

基于静电纺丝技术制备尺寸均一、性能稳定的Ag-碳纳米管(CNTs)-TiO_2复合纳米纤维。结合了纳米银颗粒的表面等离激元共振效应,有效提高了复合材料对于可见光的吸收,此外,CNTs的掺入,可以加速电子在复合材料内部的传递,降低光生电子-空穴对的重合几率。采用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和X射线能谱仪(EDS)对复合纤维进行了表征,结果证明产物为Ag-CNTs-TiO_2复合纳米纤维,且纤维分散性好、长径比大,同时掺杂均匀,实验重复性好。相比较于TiO_2和TiO_2-Ag纳米纤维,Ag-CNTs-TiO_2纳米纤维的光电转换性能明显提高。研究了CNT掺杂量对复合材料光电转换效果的影响,结果表明:掺杂10%(wt,质量分数,下同)Ag和15%CNTs的Ag-CNTs-TiO_2复合纳米纤维光电转换效率最高。     

钼酸锌-碳复合材料在染料敏化太阳能电池对电极中的应用

采用水热合成法制备出片状结构钼酸锌, 并以其为原料, 添加石墨(G)或导电碳(Cc), 利用喷涂法分别制备出ZnMoO₄、ZnMoO₄-G和ZnMoO₄-Cc对电极催化材料, 应用于染料敏化太阳能电池(DSCs)中。实验结果表明: 以ZnMoO₄为对电极材料的DSC光电转换效率为4.19%, 在分别添加石墨及导电碳制备成复合对电极材料后, 其相应的光电转换效率分别提高到6.56%及7.36%。其中, ZnMoO₄-Cc对电极与相同条件下铂对电极的光电转换效率(7.81%)相当。电化学阻抗(EIS), 循环伏安法(CV)及Tafel极化曲线测试结果表明, ZnMoO₄、ZnMoO₄-G和ZnMoO₄-Cc三种材料均具有一定的导电性和电催化性能。     

MoS2/有序介孔碳复合材料的制备及性能研究

采用水热法合成了纯MoS2及MoS2/有序介孔碳复合材料(MoS2/OMC)。X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)及循环伏安曲线(CV)等分别用来表征样品的结构、形貌及电化学性能。实验结果表明,以钼酸钠和硫脲分别为钼、硫源合成的MoS2/OMC复合材料的性能较纯MoS2有明显提升。MoS2/OMC复合材料的首次放电容量达到1247mAh/g,第二、三次的放电容量分别为948mAh/g、894mAh/g,容量保持率为94%。二、三次充、放电曲线的近乎重合及高倍率下的高放电容量,亦表明该复合电极有极佳的循环稳定性及良好的可逆性。     

MoS2/有序介孔碳复合材料的制备及性能研究

采用水热法合成了纯MoS2及MoS2/有序介孔碳复合材料(MoS2/OMC)。X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)及循环伏安曲线(CV)等分别用来表征样品的结构、形貌及电化学性能。实验结果表明,以钼酸钠和硫脲分别为钼、硫源合成的MoS2/OMC复合材料的性能较纯MoS2有明显提升。MoS2/OMC复合材料的首次放电容量达到1247mAh/g,第二、三次的放电容量分别为948mAh/g、894mAh/g,容量保持率为94%。二、三次充、放电曲线的近乎重合及高倍率下的高放电容量,亦表明该复合电极有极佳的循环稳定性及良好的可逆性。     

一步法热分解制备染料敏化太阳能电池Pt对电极

用旋涂热分解前驱H2PtCl6·6H2O溶液制备Pt/FTO对电极,研究了旋涂退火次数对Pt/FTO对电极的载铂量、透光率和组装的染料敏化太阳能电池光电性能的影响。结果表明,用5次旋涂退火的对电极组装的电池具有最佳的能量转换效率(6.78%),高于用传统的磁控溅射对电极组装的电池。基于在最佳光电性能情况下对电极的旋涂次数和载Pt量,进一步优化H2PtCl6?6H2O前驱液的浓度和使用体积。采用一步滴涂退火处理,得到了具有高透光性、低载Pt量和高的组装电池效率的Pt/FTO对电极。用此一步法制备的Pt/FTO对电极,组装成的电池能量转换效率达到6.92%。     

NH_3气氛下N掺杂ZnO的制备及光电性能

采用自设计高温煅烧装置在NH3气氛下制备N掺杂ZnO,研究N掺杂ZnO(N-ZnO)的合成条件与ZnO带隙和光电转换效率之间的关系。通过改变NH3气压强、煅烧温度和煅烧时间得到不同N掺杂量的ZnO。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)对N-ZnO的形貌、晶体结构、掺杂价态以及光学性质进行分析。结果表明:N-ZnO为六方纤锌矿结构,N掺杂有效窄化ZnO带隙,导致其紫外-可见吸收光谱的吸收带边红移,以其为光阳极的染料敏化太阳能电池的光电转换效率从0.34%提高至1.02%。     

用N2O-C2H2火焰原子吸收光谱法测试羰基镍粉中镁

运用了N2O-C2H2火焰原子吸收光谱法进行羰基镍粉中镁的测定。介绍了镁最佳测定条件及呈良好线性范围的浓度。同时对样品消化处理条件及在测定中样品的干扰因素进行了综合考虑。该方法具有操作简便,容易掌握,分析周期短等特点。其灵敏度又能达到要求。重复性与准确度都达到了实验室分析计量测试和质量控制的要求。     

双阳极光电催化氧化降解2,4-二氯苯酚的研究

为提高高级氧化技术对内分泌干扰物的降解和矿化性能,首次研究了(TiO2/Ti-Fe)-石墨毡双阳极光电协同催化氧化体系,并考察了其对2,4-二氯苯酚的光催化氧化降解性能.研究了电流在TiO2/Ti-Fe两阳极上的分配,外加电压,pH等主要因素对2,4-二氯酚降解效率的影响及反应过程中H2O2的生成及积累情况.实验结果表明,本体系不仅具有较高的H2O2生成效率和较强的光催化氧化降解性能,而且该体系可以在较宽的pH范围内工作.在较低的电流密度下反应60 min,2,4-二氯酚的降解率可达95%以上,而矿化率高达80%.     

新型固体润滑及油品添加剂-硫代钼酸盐的制备

研究了在水溶液中合成新型固体润滑兼油品添加剂一ＮｉＭｏＯ_２Ｓ_２及其原料（ＮＨ_４）_２ＭｏＯ_２Ｓ_２的条件,其最佳参数为ｐＨ＝４～５,温度为３０℃左右和ｐＨ＝７～９;温度为－５～０℃．还对产品的组成、结构及形貌进行了分析观察,并验证了ＮｉＭｏＯ_２Ｓ_２作为油品添加剂和固体润滑剂从２０～６００℃的减摩性能;证实硫代钼酸镍是一种宽温度范围的润滑剂．     

催化湿式氧化高浓度对氯苯基异氰酸酯生产废水催化剂的研究

以过渡金属氧化物CuO为主活性组分,通过对ZrO2的复合和掺入电子助剂CeO2的考察,研制出适用于催化湿式氧化处理高浓度对氯苯基异氰酸酯生产废水的复合催化荆.在固定床鼓泡式反应器连续反应装置上对废水进行处理,考察了各组分浸渍液浓度、焙烧温度、焙烧时间等制备条件对催化剂的催化活性的影响,确定了最佳制备条件.结果表明:优化制备的CuO-ZrO2-CeO2/TiO2催化荆,用于处理高浓度对氯苯基异氰酸酯生产废水时具有较好的催化活性,在反应温度T=240℃,反应压力P=6.5MPa,空速=2.0h-1,V(气):V(水)=230:1,进水pH=8条件下CODcr去除率达到96.9%,而在相同反应条件下未加催化剂的湿式氧化CODcr去除率只有40.8%.     

Ba2ZnZCo2-ZFe12O22-SiO_2微晶玻璃陶瓷的sol-gel合成及性能研究

采用柠檬酸sol-gel工艺合成了Ba₂Zn_ZCo_2-zFe₁₂O₂₂-SiO₂微晶玻璃陶瓷;采用XRD、SEM对其相成分、显微结构进行了分析,结果表明,1200°C/5h得到的Ba₂Zn_ZCo_2-zFe₁₂O₂₂-SiO₂微晶玻璃陶瓷的平均晶粒尺寸在0.3μm左右;采用HP8753E网络分析仪测定了微晶玻璃陶瓷在100MHz～6GHz范围内的介电常数及其磁导率,其复介电常数值、磁导率实部都随测试频率的增加而减小,其磁导率虚部～f曲线上显示出明显的自然共振峰。     

含咔唑基2,2':6',2"-三吡啶衍生物的合成及其光学性质研究

设计合成了含咔唑基团的2,2':6',2"-三吡啶衍生物W1～W3,运用核磁共振氢谱,核磁共振碳谱对目标化合物进行了表征;研究了W1～w3分子的单光子荧光和双光子荧光光谱,并在密度泛函理论水平上,利用少态模型对W1～w3分子进行初步理论研究,理论计算结果与实验结果得到较好的吻合,为寻找新型双光子材料进行了有益的探索.     

六氟化硫气体中微量杂质分析的研究

用两种气相色谱法测定了六氟化硫气体中微量杂质：Air、CF4、C3F8、SO2F2、SOF2、S2F10O,比较了热导—火焰光度串联法与氦离子色谱法的分析结果,相对误差小于3.0%,并对分析结果中的问题进行了讨论。     

晶核剂对Li2 O-Al2 O3-SiO2系统微晶玻璃结构和性能的影响

通过传统熔体冷却法制得了以P2O5和TiO2为晶核剂的Li2O-Al2O3-SiO2系统基础玻璃,并经过热处理制得了微晶玻璃.利用红外光谱分析、X射线衍射分析和扫描电子显微镜等对晶化试样的物相和显微结构进行了研究,着重探索了不同晶核剂对玻璃析晶、微晶玻璃结构、微晶玻璃力学和热学性能的影响.结果表明:TiO2更有利于玻璃析晶,但以P2O5为晶核剂的微晶玻璃具有更好的力学和热学性能.     

C2H2在硅氢加成反应中的应用研究

讲述了硅氢加成反应的机理,包括Chalk-Harrod机理、金属胶体粒子催化机理和硅基迁移机理;常用催化剂有均相催化荆和负栽型金属配合物催化荆;C2H2在硅氢加成中的应用.     

Na2O-B2O3-SiO2-SnO2系统的分相与析晶

对Na2O-B2O3-SiO2-SnO2四元系统的分相与析晶进行了探讨．通过对不同组成点在热处理、化学处理各阶段的试样进行能谱分析、XRD分析及SEM分析，确认了SnO2分布在分相结构中的富硼碱相中；在该系统中SnO2晶体的析出有赖于分相过程；分相结构尺度限制了SnO2的析晶尺寸．试验结果表明，通过控制分相结构得到了负载于多孔富硅载体的纳米尺寸的SnO2材料．该材料具有较高的CO氧化催化活性．