染料敏化太阳电池CuAl2O4/TiO2光阳极制备及性能

采用柠檬酸法制备了尖晶石型纳米晶CuAl2O4,将其添加到P25(degussa,TiO2)中,制备成CuAl2O4/TiO2薄膜光阳极,并组装成染料敏化太阳电池(DSSC),对其光电性能进行表征。结果表明:CuAl2O4的加入,电池性能得到提高;当CuAl2O4含量为2%(质量分数)时,与纯TiO2薄膜光阳极相比,光电转化效率提高了39.1%。     

ZnO调制改性染料敏化太阳能电池TiO2光阳极研究

采用丝网印刷的方式制备了染料敏化太阳能电池的TiO2薄膜光阳极、TiO2-ZnO复合薄膜光阳极以及TiO2/ZnO双层薄膜光阳极,研究了ZnO对TiO2薄膜光阳极的调制改性作用。研究结果表明分别以醋酸锌和ZnO直接掺杂制备的TiO2-ZnO复合薄膜光阳极同未掺杂的TiO2薄膜光阳极相比,以醋酸锌为原料制备的复合薄膜光阳极使电池转换效率提高了1倍,而由于微米量级的ZnO的粒径大,用其作原料制得的复合薄膜光阳极反而使电池的转换效率有所降低。以醋酸锌为原料制备的TiO2/ZnO双层薄膜光阳极同TiO2薄膜光阳极相比,电池转换效率提高了13倍,通过性能优化后电池的转换效率达到4.7%。     

基于双层TiO2复合ZnO薄膜电池的制备及光电性能的研究

采用二氧化钛(P25)、粘接剂和溶剂经研磨制备致密二氧化钛薄膜,并结合水热法在致密薄膜上制备多孔二氧化钛薄膜,然后再将其浸渍在醋酸锌溶液中制备成TiO2/ZnO复合薄膜,将所制得的复合薄膜分别作为光阳极制备成染料敏化太阳能电池.通过对光电性能的比较研究,底层致密外层多孔二氧化钛薄膜远远优于致密二氧化钛薄膜,而在醋酸锌中浸泡80 min时所得TiO2/ZnO复合薄膜的光电性能最好,光电转换效率高达4.36％.     

TiO2/SnO2纳米晶膜的制备及其电学性能研究

采用丝网印刷的方式制备了TiO2纳米晶薄膜,然后在其上采用浸泡的方式制备了SnO2纳米晶薄膜,形成TiO2/SnO2膜结构的光阳极并应用于染料敏化太阳能电池。用SEM对样品进行了结构形貌分析,用电化学工作站研究表征了SnO2的浸泡溶液浓度和浸泡时间对光阳极的调制改性作用。SEM分析表明在TiO2纳米晶薄膜表面生长的SnO2纳米晶薄膜晶粒比TiO2更加细小,电学性能研究表明TiO2薄膜经过0.4 mol/L SnO2溶液浸泡处理50 min能对TiO2薄膜的结构及性能起到很好的改善作用,电池的光电转化效率提高了约7%。     

TiO2/CuInS2复合纳米棒阵列的制备及其光电性能

采用两步溶剂热法在氧化氟锡(FTO)导电玻璃基底上制备了CuInS2敏化TiO2纳米棒阵列复合薄膜光阳极.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了复合阵列薄膜的晶体结构和表面形貌,同时采用紫外可见吸收分光光度计(UV-Vis)及光电流电压(I-V)曲线研究了CuInS2敏化TiO2纳米阵列薄膜的光学及光电化学性质.研究结果表明,TiO2纳米棒阵列薄膜被CuInS2敏化后在可见光区的吸收有明显的增强.在模拟太阳光照射下(100 mW/cm2),利用这种复合薄膜作为光阳极组装的量子点敏化太阳能电池的开路电压为0.29 V,短路电流密度为0.15 mA/cm2,具有一定的光电转换能力.     

有序大孔TiO2双层膜的设计合成及其在染料敏化太阳能电池中的应用

以垂直沉积法制备的聚苯乙烯(polystyrene,PS)胶体晶体为模板,钛酸四异丙酯为钛源,通过浸渍-煅烧工艺制备了具有分层次有序结构的大孔TiO2双层膜,并作为光阳极应用于染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、紫外-可见漫反射光谱仪和氮气吸附-脱附分析仪等手段对样品进行了表征。结果表明,有序大孔TiO2薄膜较好地复制了PS模板的三维有序结构,且有较大的比表面积。光电性能测试结果表明,与以纯P25薄膜为光阳极的DSSCs相比,有序大孔TiO2双层膜为光阳极能够明显提高DSSCs的光电转换效率,可从4.16%提高到6.08%。该类型分层次有序结构大孔TiO2双层膜在DSSCs中具有重要的潜在应用价值。     

TiO_2/SrTiO_3核壳结构光阳极制备及其光电化学性能

采用水热法在纳米多孔TiO2光阳极表面包覆一薄层SrTiO3,制得TiO2/SrTiO3核壳结构光阳极,并用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪、透射电镜及紫外可见吸收光谱对其进行表征。探讨了水热反应时间对TiO2/SrTiO3光阳极组装的染料敏化太阳能电池(DSSCs)的光电化学性能的影响。结果表明:钙钛矿结构的SrTiO3包覆在纳米多孔TiO2光阳极的表面,形成TiO2为核SrTiO3为壳的光阳极;SrTiO3包覆的样品吸收边有红移;与TiO2光阳极相比,水热反应制备的TiO2/SrTiO3核壳结构光阳极组装的DSSC短路电流密度明显增加,5h时光电性能最优,短路电流密度为13.98mA/cm2,开路电压为0.74V,填充因子为0.45,全光转换效率为4.68%,提高了35.65%。     

微孔结构TiO2薄膜在准固态染料敏化太阳电池上的应用

采用200 nm聚苯乙烯(PS)造孔可以改善TiO2半导体薄膜的散射光性能,提高了准固态染料敏化太阳电池的光电性能。用10%聚苯乙烯造孔制备TiO2半导体组装的染料敏化太阳电池,在100 mW/cm2光强下电池光电转换效率达到2.94%,与不含造孔剂电池相比,光电转换效率提高52%。薄膜光学性能和入射单色光子–电子转化效率(IPCE)研究表明,电池光电性能的提高与薄膜的光散射改善和电池中染料的光捕获效率增大密切相关。     

柔性SnO_2/ZnO复合光阳极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

通过简单易行的方法制备了SnO_2/ZnO复合纳米颗粒,利用XRD对SnO_2/ZnO结构进行表征。使用电泳技术制备无裂纹SnO_2/ZnO复合薄膜,考察了ZnCl2添加量对SnO_2/ZnO复合薄膜光阳极性能的影响,通过机械压膜方法对柔性导电衬底(ITO/PEN衬底)上的SnO_2/ZnO复合薄膜进行后处理,扫描电镜结果表明机械压膜处理使SnO_2/ZnO复合薄膜变得更加平滑,SnO_2/ZnO复合纳米颗粒之间的连接性能增强,光电测试结果表明机械压膜处理可以显著提高SnO_2/ZnO复合光阳极的光电性能,电池的开路光电压和短路光电流均得到明显提高,优化后柔性SnO_2/ZnO复合光阳极组装的染料敏化太阳能电池的光电转换效率(η)达到了3.95%,短路光电流密度(JSC)、开路光电压(VOC)和填充因子(FF)分别为16.43mA/cm2、0.493V和0.49。     

碳球模板剂对TiO2光阳极微结构及其光电性能影响研究

以葡萄糖为原料水热合成碳球作为模板剂,将其与TiO2纳米晶共混制备纳米多孔TiO2光阳极。采用场发射电子扫描电镜(SEM)、台阶仪、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等对TiO2薄膜的表面形貌、厚度和散射能力进行表征。研究发现,随着碳球含量的增加,光阳极单位体积内的表面积先增加后减小;薄膜对光的散射能力也呈现同样趋势。采用所制备的光阳极组装染料敏化太阳能电池,性能测试结果表明,随着碳球含量的增加,电池短路电流密度先增加,后减小。当碳球加入量为TiO2纳米晶质量的3%时,电池光电转换效率达到最佳为5.15%。     

Preparation and photocatalytic properties of nanometer-sized magnetic TiO2/SiO2/CoFe2O4 composites

Magnetic TiO2/SiO2/CoFe2O4 nanoparticles (TiO2/SCFs) were prepared by a sol-gel process in a reverse microemulsion combined with solvent-thermal technique. TiO2/SCFs were characterized by Fourier transform infrared spectrometry, thermogravimetric analysis-differential scanning calorimetry, X-ray diffraction, Raman spectrometry, TEM, BET specific surface area measurement, and magnetic analysis. Structure analyses indicated that TiO2/SCFs presented a core-shell structure with TiO2 uniformly coating on SiO2/CoFe2O4 nanomagnets (SCFs) and typical ferromagnetic hysteresis. TiO2/SCFs showed larger specific surface area and better photocatalytic activities than TiO2 and TiO2/CoFe2O4 photocatalysts prepared by the same method. The doping interaction between TiO2 and CoFe2O4 reduced thanks to the inert SiO2 mesosphere.     

超临界流体干燥法制备TiO2/ Fe2O3 和TiO2/ Fe2O3/ SiO2 复合纳米粒子及光催化性能

以TiCl₄ 、Fe (NO₃ )₃·9H₂O 和Na₂SiO₃19H₂O 为原料, 采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD)制备了纳米级TiO₂/ Fe₂O₃ 和TiO₂/ Fe₂O₃/ SiO₂ 复合光催化剂。以光催化降解苯酚对所得催化剂的催化活性进行了评价。结果表明, 纳米TiO₂/ Fe₂O₃ 复合粒子与单组分TiO₂ 比较, 复合粒子光催化活性高于单组分的TiO₂, 6h 苯酚降解率高达95.9 %。SiO₂ 的加入可以抑制纳米粒子粒径的长大和晶相的转变, 增强TiO₂ 纳米粒子的热稳定性。复合光催化剂中Fe₂O₃ 最佳掺入量为0.06 %, SiO₂ 最佳掺入量为10 %(摩尔分数) 。并用XRD、TEM 和FTIR 等手段进行了表征。TiO₂ 以锐钛矿型形式存在, SiO₂ 以无定性形式存在。比较了不同制备方法制得的TiO₂/ Fe₂O₃ 复合光催化剂, 得出超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小、比表面积大、分散性好、光催化活性高等特点。采用超临界流体干燥可直接得锐钛型纳米复合光催化剂。     

La2O3掺杂BST/Mg2TiO4微波复合陶瓷的制备和性能

用固相烧结法制备掺杂La2O3的Ba0.55Sr0.45TiO3/Mg2TiO4微波复合陶瓷,研究了掺杂对其微观结构、微波(f=10 GHz)介电性能和调谐率的影响.结果表明:当掺杂La2O3量(质量分数)为1.2%时,La3+进入BST晶格,且抑制了BST/Mg2TiO4中Ti从+4向+3价转化;La2O3的掺入比较...     

La/TiO2-SiO2薄膜的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的La／TiO2-SiO2复合薄膜．通过XRD、FE-SEM和AFM研究了复合薄膜的微观结构，采用紫外光照射下亚甲基蓝的分解实验比较薄膜的光催化性能．结果表明：La掺杂可显著提高TiO2-SiO2复合薄膜的光催化活性，以5％掺杂量为最佳，其光降解率比掺杂前提高了约23％．薄膜活性提高的主要原因是La掺杂后细化了TiO2的晶粒，提高了薄膜的比表面积，使其具有更高的氧化还原电势，La^3＋取代Ti^4＋进入到TiO2晶格，引起晶格膨胀，这种不同价离子的取代导致TiO2粒子表面电荷分布不平衡，从而提高了光生电子-空穴的分离效率．     

TiO_2对ZrO_2－NiCr金属陶瓷烧结特性和相稳定性的影响

本文研究了ＴｉＯ２掺入对ＣａＯ稳定ＺｒＯ２（简称ＣａＳＺ－ＮｉＣｒ）金属陶瓷烧结特性的影响，测定了ＣａＳＺ－ＮｉＣｒ－ＴｉＯ２金属陶瓷烧结样品的密度和显微硬度，结果表明，ＴｉＯ２的掺入能提高ＣａＳＺ－ＮＩＣｒ金属陶瓷的烧结密度和显微硬度，对ＣａＳＺ－ＮｉＣｒ金属陶瓷有助烧结作用．金相观察表明，ＴｉＯ３的掺入改变了ＮｉＣｒ相在金属陶瓷中的形貌，说明了ＮｉＣｒ与ＣａＳＺ的浸润性有一定的改善．ＸＲＤ和ＥＰＭＡ分析结果显示，ＴｉＯ２偏聚在ＮｉＣｒ金属相中，不影响ＣａＳＺ的稳定性．     

Ni掺杂TiO2薄膜的甩胶喷雾热分解法制备和自清洁性能的研究

以钛酸丁脂（Ti（C4H9O）4）为先驱体,硝酸镍（NiNO3）为掺杂物,采用甩胶喷雾热分解方法在玻璃衬底上制备出了镍掺杂TiO2自清洁薄膜,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见透射光谱（UV-Vis）、光催化和亲水性能测定等手段对样品进行分析,结果表明,500r/min为理想衬底转速,350℃是理想的衬底沉积温度,500℃是理想的样品退火温度。随着镍掺杂量的不断增加,TiO2薄膜的亲水性能也越好,当镍掺杂量达2%-3%时,TiO2薄膜的亲水性能达到最好。     

Effect of metal doping into Ce0.5Zr0.5O2 on photocatalytic activity of TiO2/Ce0.45Zr0.45M0.1OX (M=Y, La, Mn)

The paper demonstrates that the photocatalytic activity of TiO2 towards the decomposition of gaseous benzene in a batch reactor can be greatly improved by loading TiO2 on the surface of CeO(2)-ZrO(2). The research investigates the effects of three metals doping into Ce(0.5)Zr(0.5)O(2) on photocatalytic activity of TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)M(0.1)O(X) (M=Y, La, Mn). The prepared photocatalysts were characterized by BET, XRD, UV-vis diffuse reflectance and XPS analyses. BET surface area of TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)M(0.1)O(X) (M=Y, La, Mn) is smaller than that of Ce(0.5)Zr(0.5)O(2). XRD results reveal that the deposited titania is highly dispersed as in the CeO(2)-ZrO(2) matrix, doping M in the CeO(2)-ZrO(2) lattice causes the changing of lattice space and the diffraction peaks shift to higher 2theta position. Among these four catalysts, the band gap value of TiO(2)/Ce(0.45)Zr(0.45)La(0.1)O(X) is the lowest. The binding energy value of Ti 2p(3/2) of four catalysts transfers to a lower value. The order of photocatalytic activity is TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)La(0.1)O(X)>TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)Y(0.1)O(X)>TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)Mn(0.1)O(X)>TiO2/Ce(0.5)Zr(0.5)O(2)>TiO2. The proposed mechanism is of electron transfer and the stronger absorption in the region 210-400 nm.     

CuAl2O4掺杂改性TiO2薄膜的制备与可见光催化性能研究

采用溶胶-凝胶方法在玻璃基片上制备了CuAl2O4掺杂改性的复合薄膜．研究了CuAl2O4的掺杂量、光照时间、薄膜厚度对TiO2复合薄膜光催化性能的影响，利用可见-紫外分光光度计测定酸性红B降解前后516nm处的吸光度，依此计算出薄膜对染料的降解率．借助于紫外可见光谱、X射线衍射、接触角测定仪等研究了薄膜的结构与性能．结果表明：随着CuAl2O4掺杂量的增加，TiO2复合薄膜对酸性红B水溶液的可见光降解脱色率增大．采用吸收光谱确定了CuAl2O4掺杂量为0％、0．5％、1％、1．5％％（摩尔分数）的TiO2复合薄膜的激发极限波长，分别是350、370、380、430nm，吸收边向可见区红移了20-80nm，可见光吸收范围明显扩大．     

TiO2和MgO微量添加剂对Al2O3陶瓷烧结致密化的影响

通过在氧化名中添加微量氧化钛和氧化镁,利用无压烧结工艺,制备了具有明显各向异性晶粒的氧化铝块材,研究了氧化钛、氧化镁的添加量和烧结温度对材料显微结构和致密度的影响,与单纯添加氧化钛的氧化铝材料相比,氧化镁的加入细化了氧化铝的晶粒,因此,可以通过调整氧化镁的加入量,在保持氧化铝晶粒各向异性形貌的同时,调整晶粒的尺寸,最终得到比较均匀的显微结构。