TiO_2-SiO_2/SiO_2双层复合薄膜制备及折射率调控

采用溶胶-凝胶法制备了具有W型减反特性的Ti O_2-SiO_2/SiO_2复合薄膜,并分别调控了TiO_2及TiO_2-SiO_2混合介质薄膜折射率,探索了不同制备条件对TiO_2薄膜折射率的影响机理。通过场发射扫描电子显微镜、能谱仪、椭偏仪、紫外–可见-红外分光光度计研究了薄膜微观结构、薄膜组分、折射率和光学透过率,通过TFcal软件模拟了双层复合薄膜的光学透过率线型。研究表明:溶胶pH值对TiO_2薄膜折射率影响显著,其影响的前驱体水解速率对折射率的影响占主要作用,并且随着pH值的增大薄膜折射率减小,而水/钛比对薄膜折射率影响不显著。在TiO_2与Si O_2混合溶胶中两者物质的量比为1.2:1.0时,获得可用于制备双层复合W型减反膜系底层的薄膜,其椭偏仪拟合测试折射率约为1.68。最终制备的复合TiO_2-SiO_2/SiO_2薄膜实现了光学宽谱范围380～1100 nm的优良增透效果,最大透过率可达约97%。     

海藻酸钠负载聚乙烯亚胺功能球对Cu~(2+)吸附研究

以海藻酸钠-聚乙烯亚胺均相水溶胶为前驱体,用溶胶-凝胶法制备了毫米级(2.8~3 mm)海藻酸钠负载聚乙烯亚胺(SA-PEI)功能球,考察了pH、吸附时间、初始浓度、温度对Cu~(2+)吸附过程的影响。结果表明,SA-PEI功能球对Cu~(2+)最佳吸附pH为5.5,吸附平衡时间为36 h,吸附Cu~(2+)为自发、吸热、熵增过程;吸附动力学过程遵循拟二级动力学模型,吸附符合Freundlich等温模型,且在实验浓度范围内,功能球对Cu~(2+)最大吸附量为260.5 mg/g;吸附饱和的SA-PEI功能球可以用EDTA-2Na溶液很好的脱附,6次吸附-脱附后仍保持较好的吸附活性。     

蒙脱石负载Cu~(2+)掺杂纳米TiO_2复合材料的制备及光催化性能

以蒙脱石为载体,钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了一系列Cu~(2+)掺杂TiO_2复合光催化材料,用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)溶液的降解脱色作为评价光催化活性的标准,考查不同Cu~(2+)掺杂量、催化剂用量等对催化剂活性的影响。研究结果表明,在MB初始浓度为10mg/L,当Cu~(2+)掺杂量为0.3%、催化剂用量为2g/L时催化性能最好,2h即可使MB溶液的脱色降解率达96%;重复使用5次仍可使MB溶液的脱色降解率保持在90%以上。     

PVA基杂化膜道南渗析去除Cu~(2+)影响因素探讨

离子交换膜是发展道南渗析去除Cu~(2+)的关键部分。首先由单体聚合制备含有离子交换基团的共聚物,然后以PVA为基体,通过溶胶凝胶法制备了一系列不同共聚物质量分数的PVA基有机-无机杂化阳离子交换膜。在此基础上,评价道南渗析去除Cu~(2+)性能。通过分析渗透通量,系统讨论了共聚物质量分数、接受侧H+浓度对道南渗析去除Cu~(2+)的效果的影响。结果表明,随着共聚物和PVA的质量比从0.25∶4增加到1∶4,Cu~(2+)的渗透通量从4.825×10~(-10)mol/cm~2·s增加到10.01×10~(-10)mol/cm2·s;而接受侧H+浓度的增加对渗透通量的影响呈现先增加后保持基本不变的变化趋势。膜结构和接受侧H+浓度两者协同影响杂化阳离子交换膜道南渗析去除Cu~(2+)性能。     

溶胶-凝胶法制备甲醇氧化蒸气重整用高分散的Cu-ZrO_2催化剂

<正> 采用溶胶-凝胶法合成纳米级高分散Cu-ZrO_22材料。丙醇锆和Cu(NO_3)_2·2.5H_2O首先合成均质的凝胶。通过XRD、TG-DTA、N_2吸附、TPR和N_2O表面氧化等方法对合成材料进行了表征。 Cu—ZrO_2材料有部分Cu~(2+)离子嵌入到氧化锆晶格内,并强烈影响了氧化锆基体的结晶行为。材料经(450～600)℃处理后,形成了四方晶型氧化锆     

溶胶–凝胶法制备太阳光谱选择性吸收薄膜的研究进展

从太阳光谱选择性吸收薄膜的作用原理、吸收材料和膜系结构特点出发,结合实际工作,综述近年来溶胶–凝胶法制备的纳米颗粒–电介质复合材料型和尖晶石结构过渡金属氧化物型两类太阳光谱选择性吸收薄膜的研究进展,并探讨目前存在的问题及今后研究的方向。与以溅射为代表的现代气相沉积技术制备薄膜相比,溶胶–凝胶法制备的这两类薄膜具有与之相当的光学性能(吸收率α>0.90,发射率ε<0.10)和优异的湿热稳定性,同时还具有工艺简便、设备要求低以及易于大面积制膜等优点;但是溶胶–凝胶法引入了溶液中的化学反应,组分间的兼容性以及化学反应的特异性使得难以通过简单变换化学组分获得种类繁多的薄膜,因而目前溶胶–凝胶法制备的太阳光谱选择性吸收薄膜还局限在少数材料上。     

常压干燥工艺制备SiO_2纳米纤维-SiO_2复合气凝胶及其表征

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,原位合成的SiO_2纳米纤维为增强相,采用溶胶-凝胶法、三甲基氯硅烷(TMCS)表面改性和常压干燥工艺制备SiO_2纳米纤维-SiO_2复合气凝胶,利用SEM、XRD、FT-IR、BET和TG等手段对复合气凝胶的相关结构和性质进行表征,研究了SiO_2纳米纤维的复合对气凝胶的影响。结果表明,SiO_2纳米纤维的加入可以形成有效的骨架结构,改善气凝胶的微观形貌和空间结构,并且有着良好的兼容性、分散性和热稳定性,保持了较高的孔隙率等优良性能,所得复合气凝胶孔径为10~20 nm,孔隙率达97%。     

Cu-TiO2/SiO2制备及其光催化还原水中硝酸盐氮的研究

采用溶胶凝胶法制备了Cu-TiO_2/SiO_2催化剂,用XPS、XRD、SEM和UV-Vis对催化剂进行表征与分析。以催化剂对水中硝酸盐氮的还原效果为评价标准,研究其催化性能。结果表明:本实验条件下,当Cu~(2+)、TiO_2两者质量比是0. 5%时所制备的催化剂光催化还原水中NO_3-N效果最好,催化剂中的铜以CuO的状态存在,Cu掺杂不会严重影响催化剂中锐钛矿型TiO_2晶型结构和粒径。     

TiO2-SiO2/SiO2双层复合薄膜制备及折射率调控EI北大核心CSCD

采用溶胶-凝胶法制备了具有W型减反特性的Ti O2-SiO2/SiO2复合薄膜,并分别调控了TiO2及TiO2-SiO2混合介质薄膜折射率,探索了不同制备条件对TiO2薄膜折射率的影响机理。通过场发射扫描电子显微镜、能谱仪、椭偏仪、紫外–可见-红外分光光度计研究了薄膜微观结构、薄膜组分、折射率和光学透过率,通过TFcal软件模拟了双层复合薄膜的光学透过率线型。研究表明:溶胶pH值对TiO2薄膜折射率影响显著,其影响的前驱体水解速率对折射率的影响占主要作用,并且随着pH值的增大薄膜折射率减小,而水/钛比对薄膜折射率影响不显著。在TiO2与Si O2混合溶胶中两者物质的量比为1.2:1.0时,获得可用于制备双层复合W型减反膜系底层的薄膜,其椭偏仪拟合测试折射率约为1.68。最终制备的复合TiO2-SiO2/SiO2薄膜实现了光学宽谱范围380~1100 nm的优良增透效果,最大透过率可达约97%。     

溶胶–凝胶法制备Cu_2ZnSnS_4薄膜及其太阳能电池器件

以金属盐和硫脲为原料、水和乙醇的混合液为溶剂,采用溶胶–凝胶滴涂法制备出Cu2Zn Sn S4(CZTS)薄膜。结果表明:所得薄膜为Kesterite相CZTS纳米晶,但含有少量的Sn S2杂质,薄膜中含有大量的CZTS纳米棒,薄膜组成Cu:Zn:Sn:S的元素摩尔比为1.6:1.2:1.0:3.4,为贫铜富锌比例,但存在杂质Cl–,薄膜带宽约为1.56 e V。该薄膜未经硫化,即用于组装CZTS薄膜太阳能电池器件,其结构为钠钙玻璃/ITO/Ti O2或Zn O/Cd S/CZTS/Ag电极,器件中的Ti O2和Zn O均用溶胶–凝胶法制备。器件具有光伏效应,开路电压Uoc为267 m V,短路电流密度Jsc为0.025 m A/cm2,填充因子fF为32%。     

采用溶胶-凝胶法生产的含ZnO微粒的SiO_2光学层

研究了采用溶胶-凝胶法获得光学层沉积的可能性。为此目的,使用溶胶-凝胶法,进行钠钙玻璃感光胶层上含ZnO微粒的SiO_2层的沉积的研究。然后,借助于光学光谱法,检验所获试样的光学性能。为了进行此项研究,准备了SiO_2溶胶的初始溶液,并将各种数量的ZnO微粉加入到此溶液中。随后,将玻璃感光胶层浸入其中。干燥之后,试样在一高压釜中以600℃进行烧成。最后,采用光学光谱仪,按可见光波长检验每种试样的反射光谱。结果表明随着ZnO微粒数量的增加,上述SiO_2层的反射百分率也随之增加。结果也表明选用正确的溶液和使用溶胶-凝胶法,生产具有最佳折射率的光学层是可行的。     

氨处理溶胶—凝胶SnO2薄膜特性研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备SnO2薄膜,通过对薄膜的不同处理方式(热处理、氨处理和未处理)所获得的SnO2薄膜的比较,研究了氨处理SnO2薄膜的结构、抗机械损坏能力、光学及电学特性。实验结果表明氨处理溶胶-凝胶SnO2薄膜不仅具有较好的抗机械损坏能力,同时也具有良好的光学和电学性能。     

SiO_2-CuO复合氧化物催化氧化脱除苯并噻吩性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了SiO_2-CuO复合氧化物,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2吸附(BET)等表征手段对试样进行了表征。以石油醚为溶剂,配制500 mg/L(以S计)的苯并噻吩(BT)模拟原料油,以SiO_2-CuO复合氧化物为催化剂,考察了催化剂用量、氧化剂H_2O_2用量、溶剂用量、反应温度、反应时间等因素对脱硫率的影响。研究结果表明,SiO_2-CuO复合氧化物呈片状,粒径在0.5~7.0μm,复合氧化物中的Cu以CuO形式存在,其比表面积低于SiO_2。在原料油10 m L,催化剂0.05 g,氧化剂H2O20.1 m L,乙腈与原料油体积比0.3∶1,反应温度65℃,反应时间60 min等最佳反应条件下,BT脱除率达到64.6%。     

Ni/SiO2溶胶稳定性及凝胶材料的物相化学结构

以甲基三乙氧基硅烷为疏水性前驱物,Ni(NO_3)_2·6H_2O为镍源,采用溶胶-凝胶法制备镍掺杂型SiO_2杂化(Ni/SiO_2)溶胶,研究镍掺杂对SiO_2溶胶黏度、密度、反应速率常数、黏滞性活化吉布斯自由能、稳定性、粒径分布和化学结构的影响以及350℃焙烧前后材料物相、化学结构的变化。结果表明:随着镍摩尔分数的增加,Ni/SiO_2溶胶的黏度、密度、平均粒径、反应速率常数和黏滞性活化吉布斯自由能逐渐增大,溶胶的Zeta电位则逐渐减小。黏滞性活化吉布斯自由能的增加使分子间的分散性降低,溶胶的稳定性减弱。Ni/SiO_2溶胶及凝胶材料中镍元素主要以Ni(NO_3)_2·6H_2O的形式存在,其化学结构主要以Si—O—Si,Si—CH_3和Si—OH键为主,在空气气氛中经350℃焙烧后,材料的物相、化学结构发生了变化, Ni~(2+)转变成了NiO和Ni—O—Si形式。     

基于罗丹明B的Cu~(2+)选择性荧光探针的合成与表征

设计合成了一种基于罗丹明B为发光团的高选择性荧光探针。相对于其他常见金属离子,该探针对Cu~(2+)具有较好的选择性和灵敏度。优化实验条件,在乙醇-水溶液(V(乙醇)∶V(水)=4∶1,p H 7.3,50 mmol/L HEPES)测试介质中,探针对浓度在2.0×10~(-6)~7.0×10~(-6)mol/L范围内的Cu~(2+)呈现良好的线性响应,检出限为6.7×10~(-7)mol/L。Job's plot实验表明,探针与Cu~(2+)以1∶1结合。可逆实验表明,探针与Cu~(2+)的配合是可逆的,其识别原理为Cu~(2+)的加入导致探针P罗丹明内酯结构开环而发射出强的荧光。     

氧化石墨烯–镝掺杂二氧化钛复合光催化材料的制备及光催化性能（英文）

以氧化石墨烯(GO)、钛酸四丁酯和硝酸镝为原料,用柠檬酸络合溶胶–凝胶法原位合成氧化石墨烯–镝掺杂二氧化钛(GO/Dy~(3+)–TiO_2),再经硼氢化钠还原得到还原氧化石墨烯–镝掺杂二氧化钛(r GO/Dy~(3+)–TiO_2)复合光催化剂。利用X射线衍射、透射电子显微镜、Raman光谱、荧光光谱对r GO/Dy~(3+)–TiO_2样品进行分析表征。研究了GO的引入对TiO_2晶体结构、形貌、光生载流子寿命和光催化活性的影响。结果表明:锐钛矿相Dy~(3+)–TiO_2呈纳米颗粒状均匀分布在r GO表面;GO的引入可抑制TiO_2晶粒长大及从锐钛矿向金红石的转变;r GO/Dy~(3+)–TiO_2复合光催化剂的光催化活性明显高于Dy~(3+)–TiO_2。     

有机-无机杂化节能薄膜的制备、性能及应用

通过在有机相中掺杂SiO_2、TiO_2等具有光学性能的无机组分,制备的高紫外光吸收率、高可见光透过率、高红外反射率的有机-无机杂化薄膜可作为玻璃贴膜使用,广泛应用于公用建筑、民用建筑、汽车玻璃等领域,能阻隔50%～78%的热量,节能效果显著.本文介绍了有机-无机杂化节能薄膜的几种制备工艺,包括直接混合法、溶胶-凝胶法、插层复合法、气相沉积法等,比较了其制备工艺条件,分析了各自的优缺点,并对杂化节能薄膜的应用前景进行了展望.     

玻璃负载纳米TiO_2膜的研究

以钛酸丁酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2溶胶,采用浸渍-提拉法在玻璃基片上制备了纳米TiO2膜。通过正交实验,确定了溶胶-凝胶法制备玻璃负载纳米TiO2膜的最佳体积配比为:V(钛酸丁酯)∶V(无水乙醇)∶V(聚乙二醇-400)∶V(三乙醇胺)=5∶20∶5∶6。研究了纳米TiO2/玻璃薄膜的吸光度和透射比。用金相显微镜及扫描探针对TiO2薄膜结构及特征进行了分析。结果表明,得到的TiO2薄膜具有很好的吸收紫外线性能和较高的光透率。有良好的化学稳定性,与玻璃基体具有较强的结合性。     

K2Ti6O13薄膜电极的制备及其光电化学

采用溶胶-凝胶法制备了隧道状结构的K2Ti6O13薄膜电极. 溶胶-凝胶法解决了K2Ti6O13与导电基材间结合差的难题,实现了该电极良好的导电性能. 在此基础上,通过紫外-可见光吸收光谱结合电化学方法确定了K2Ti6O13薄膜的能带结构. 溶胶-凝胶法制备的TiO2薄膜电极用于验证方法的可靠性,并作为K2Ti6O13薄膜结构和性能特征的参照系. 实验结果表明,制备的K2Ti6O13薄膜电极禁带宽度为3.05 eV,小于K2Ti6O13粉体的禁带宽度(3.45 eV)和TiO2薄膜的禁带宽度(3.22 eV),具有可见光响应能力. 同时,K2Ti6O13薄膜电极的导带电位(-0.77 V, vs. NHE)低于TiO2薄膜电极(-0.61 V, vs. NHE),显示其还原能力优于TiO2薄膜电极,具有较强的光解水产氢潜力. 此外,K2Ti6O13薄膜的电化学表征还表明其具有很好的电子-空穴分离能力和材料稳定性. 因此,制备的K2Ti6O13薄膜在可见光光解水制氢领域将有较好的应用潜力.     

溶胶凝胶法制备硅灰石粉末的工艺过程研究

以正硅酸乙酯(TEOS)、醋酸钙为原料,采用溶胶凝胶法制备了CaO—SiO_2干凝胶粉末,以此为初始原料经1000℃热处理后得到了粒径为0.2～1.4μm的硅灰石粉末。研究了CaO—SiO_2系统的溶胶凝胶化过程及TEOS的预水解对溶胶凝胶化的影响。采用DTA,IR,XRD研究了CaO—SiO_2凝胶粉末在热处理过程中的物理、化学变化及晶相转变。并通过光学显微镜观察了干凝胶粉末热处理产物的形貌。