Al_2O_3/B-Al-NiO薄膜电致变色性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了B-Al-Nio和Al2O3/B-Al-NiO复合薄膜.采用扫描电镜,电化学测试和透过率测试分析Al2O3薄膜并对B-Al-NiO的变色性能和稳定性进行分析和表征.结果表明Al2O3薄膜对NiO基薄膜的变色效果影响不大,同时有效提高NiO基薄膜的稳定性.     

W18O49/PET-ITO柔性电致变色薄膜制备及其变色性能

采用溶剂热法制备W18O49纳米线电致变色材料，喷涂在聚对苯二甲酸乙二醇酯?氧化铟锡(PET?ITO)(方阻35 Ω)柔性透明导电基底上得到柔性电致变色薄膜。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、高分辨场透射电子显微镜和X射线光电子能谱对W18O49的微观结构和价态等进行表征，用电化学工作站与紫外?可见光分光光度计对W18O49/PET?ITO柔性电致变色薄膜的光学调制范围、响应时间和循环稳定性等进行了表征和分析。结果表明，光谱扫描波长?=633 nm时，W18O49/PET?ITO柔性电致变色薄膜的光学调制范围ΔT=23%。薄膜透光率变化90%时，着色和褪色时间分别为12.8和10.6 s。W18O49/PET?ITO柔性电致变色薄膜具有优异的循环稳定性，连续着色褪色循环3000 s薄膜透光率仍达80.9%。     

反应溅射制备Ni_xO_y薄膜的形貌与成分分析及其电致变色性能

采用直流反应磁控溅射法制备了具有不同电致变色性能的Ni_xO_y薄膜。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电子显微镜、电化学工作站、紫外-可见-红外分光光度计研究了薄膜物相、价态组成、微观结构和电致变色性能。研究表明:金属镍靶直流反应溅射所制备的薄膜结晶状态与表面微结构对氧流量反应敏感,即在很小的氧流量变化范围内薄膜呈现出不同的晶相与表面形貌;氧化镍薄膜在不同的制备条件下展现出了独特的表面微结构,XRD结果显示薄膜成分为NiO,而通过薄膜元素XPS分析发现其中的Ni并非只有单纯的二价,三价的Ni亦存在,且Ni2+/Ni~(3+)之比约为2:1。最终氧流量、溅射压强、溅射功率分别为1.6 m L/min、2.0 Pa、50 W时获得较优变色性能的Ni_xO_y薄膜,其可见光区最大电致变色幅度达到约55%。     

反应溅射制备NiOx薄膜的形貌与成分分析及其电致变色性能研究

采用直流反应磁控溅射制备了具有不同表面形貌优良电致变色性能的NiOx薄膜。通过X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、场发射扫描电子显微镜、电化学工作站、紫外-可见-红外分光光度计研究了薄膜物相、价态组成、微观结构、电致变色性能。研究表明：金属镍靶在直流溅射过程中,对氧流量反应敏感,在很小的氧流量范围内即表现出完全不同的薄膜结晶状态与表面微结构的变化,氧化镍薄膜在不同的制备条件下展现出了独特的表面微结构,XRD结果显示薄膜成分为NiO,而通过薄膜元素XPS分析发现其中的Ni并非只有单纯的二价,三价的Ni亦存在且其元素价态比约为2:1。最终在成膜参数氧流量、电压、溅射压强、溅射功率分别为1.6sccm、2.0Pa、50W时获得较优变色性能的NiOx薄膜,其可见光区最大电致变色幅度达到约55%。     

稀土联合掺杂TiO2离子存储薄膜的制备及性能

以钛酸四丁酯、硝酸铈和硝酸钐为主要原料,采用溶胶-凝胶法在ITO导电玻璃基片表面制备了Ce,Sm掺杂摩尔分数为2%的Ti O2离子存储薄膜。采用XRD、SEM、循环伏安曲线、紫外-可见透射光谱等技术手段,研究了薄膜的结构、电化学性能和光学性能。结果表明,Ce,Sm掺杂Ti O2薄膜粒度均匀且颗粒细小,相比纯Ti O2薄膜具有更高的无定形程度。在电致变色反应过程中,Ce、Sm掺杂Ti O2薄膜离子存储能力强、循环可逆性好,注入电荷密度为15.12 m C·cm-2,K值为0.7。薄膜具有较好的光学透明度,不同外加电压下薄膜的透射率均在80%左右,可以在电致变色玻璃中作为离子存储材料。     

WOx:Mo薄膜的结构及电致变色性能研究

采用反应磁控溅射工艺,以纯钨和纯钼为靶材在ITO玻璃上制备Mo掺杂WOx电致变色薄膜,用薄膜的透射光谱和XRD衍射方法对掺杂后薄膜的电致变色性能和结构进行了分析,研究了Mo掺杂对WOx薄膜电致变色性能和微观结构的影响机理。实验结果表明：在一定掺杂范围内,Mo掺杂对薄膜电致变色性能有较大提高;掺杂越均匀,对薄膜电致变色性能的改善越显著。影响薄膜电致变色性能的相应掺杂量由溅射时间表示,相对掺量存在最佳值,即7．7％附近,薄膜的变色性能可得到最大的提高,按实验结果趋势分析掺杂量存在有效范围,超出有效掺杂范围,掺杂便会失效。XRD分析表明,掺杂Mo之后的WOx薄膜仍为非晶态,且非晶态有增强的趋势。     

氧化石墨烯复合TiO2-B薄膜的制备及其电致变色性能

目前具有一维纳米结构的TiO₂薄膜在电致变色领域应用主要受限于材料光调制幅度小、响应时间长、循环稳定性差等缺点。为了解决上述问题,本文采用沉积法将B型二氧化钛纳米管（TiO₂-B）与氧化石墨烯复合,以TiO₂粉末为原料,采用水热法得到钛酸纳米管后,利用沉积法在氟掺杂的氧化锡玻璃（FTO）基底上制备了高透明度、大光调制范围以及优良循环性能的氧化石墨烯复合B型二氧化钛纳米管电致变色薄膜（GO/TiO₂）。借助XRD、XPS、Raman、FESEM、HR-TEM等分析手段研究了氧化石墨烯用量对GO/TiO₂复合薄膜电致变色性能的影响。研究结果表明,当GO与钛酸纳米管的质量比（GO/钛酸）为7％时,GO/TiO₂复合薄膜离子扩散系数为1.46×10^-8cm²/s,着色效率值为38.1cm²/C,具有良好的电致变色性能。在-1.6V、633nm处,GO/TiO₂电致变色薄膜的光调制幅度可达77％,GO/TiO₂薄膜的着色和漂白时间分别为28.6s和4.8s,100次循环后的光调制幅度保持率为96.1％。     

PB/ITO-PET柔性电致变色薄膜制备及性能研究

柔性电致变色器件具有体积小、重量轻、可弯曲等优点,在可穿戴设备、曲面显示器、节能及自适应伪装等领域具有潜在应用前景。本工作以铁氰化钾、氯化钾、无水氯化铁为原料,采用电沉积方法在ITO-PET柔性基底上沉积普鲁士蓝(PB)制得PB/ITO-PET电致变色薄膜,并利用扫描电子显微镜、紫外光谱仪、电化学工作站对PB/ITO-PET电致变色薄膜微观结构和电化学性能进行分析表征。结果表明,电沉积时间为200 s时得到的PB/ITO-PET电致变色薄膜在700 nm波长处光吸收率达到0.755,且PB/ITO-PET电致变色薄膜可在较低电压(0.6 V/-0.3 V)下实现着色和褪色。其光调制范围为68%,着色/褪色响应时间分别为9 s/8 s,着色效率为108 cm2/C。PB/ITO-PET电致变色薄膜经1000次着色-褪色循环后光调制范围为68%,着色效率为100.3 cm2/C。PB/ITO-PET电致变色薄膜500次弯曲,着色效率为105.5 cm2/C,并经1000次着色-褪色循环后着色效率为91 cm2/C,光调制范围为65%。利用ITO-PET为离子存储层(对电极)、凝胶电解质和PB/ITO-PET为工作电极组装得到柔性电致变色器件,其光调制范围为53%,着色/褪色响应时间分别为13 s/18 s。     

静电纺丝法合成Fe掺杂一维NiO纳米纤维及其丙酮气敏性能的研究

采用静电纺丝工艺制备出不同Fe掺杂比例的一维NiO纳米纤维粉体。研究了不同Fe元素掺杂对一维NiO纳米纤维粉体的微观形貌、结构以及丙酮气敏性能的影响，测试结果表明：当Fe元素掺杂浓度较低时，Fe掺杂一维NiO纳米纤维粉体晶体结构未发生变化，均为立方相结构。不同比例Fe元素掺杂NiO粉体均具有良好的一维形貌。与一维NiO纳米纤维纳气敏性能相比，Fe掺杂Ni O纳米纤维粉体的最佳气敏工作温度更低，灵敏度更高，气体选择性相应更好，当Fe元素掺杂量为4%时，一维NiO纳米纤维材料对丙酮气体具有最佳的气敏特性。工作温度为300℃时，纳米纤维对100 ppm丙酮气体灵敏度达到23.2，随着丙酮气体浓度增加，Fe掺杂一维NiO纳米纤维粉体的气敏响应灵敏度呈上升趋势。一维NiO纳米纤维气敏性能的改善可归因于Fe元素掺杂促使NiO粉体的缺陷增多，可以为气敏反应提供更多的反应点，从而提高了其气敏性能。     

镍掺杂对FTO薄膜光电性能的影响及机理分析

本文以单丁基三氯化锡(MBTC)为锡源,氟化铵(NH₄F)为氟源,甲醇为溶剂,六水合氯化镍(NiCl₂·6H₂O)为镍源,采用气溶胶辅助化学气相沉积(AACVD)制备了镍掺杂FTO薄膜。利用分光光度计、四探针电阻仪及霍尔效应测试仪对镍掺杂FTO薄膜的光学性能、电学性能进行表征和分析,并基于第一性原理对掺杂体系的电子结构进行了计算。结果表明,Ni掺杂的FTO薄膜为四方金红石结构,导电性能有所提高。当Ni/Sn为2%(原子数分数)时,品质因数Φ_TC达到3×10^-2Ω^-1,电阻率ρ为3.79×10^-4Ω·cm,可见光平均透过率约为80%,载流子浓度n为6.88×10²⁰ cm^-3,迁移率μ为13.31 cm²·V^-1·s^-1。     

溶胶-凝胶法制备NiO薄膜及影响因素

NiO薄膜可作为电致变色材料、电容器材料、气敏材料、电极材料等而受到人们关注。溶胶凝胶法(sol-gel)制备NiO薄膜材料因其无可比拟的优点成为研究的热点。简要介绍了sol-gel法制备NiO薄膜的特点及基本原理,重点论述了成膜方式、溶胶性质以及热处理条件对薄膜形貌、结构和电化学性能的影响,展望了NiO薄膜材料的发展方向,旨在为NiO薄膜材料的研究和开发提供一些借鉴和启发。     

锑掺杂量对ATO薄膜结构及光、电性能的影响

以四氯化锡和三氯化锑为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了不同锑掺杂量的纳米锑掺杂二氧化锡（ATO）薄膜。分别利用XRD、FESEM、紫外可见分光光度计和四探针电阻仪对晶体结构、薄膜形貌、光透过率和薄膜方块电阻进行表征,考察锑掺杂量对ATO薄膜晶体结构、晶粒尺寸、光透过率和导电性能的影响。结果表明：所制备的ATO薄膜为（110）面择优取向的四方相锡石结构,晶粒尺寸小于26 nm,当锑掺杂量为10%（物质的量分数）时,ATO薄膜具有最小的方块电阻（60.1 Ω/□）,可见光透过率大于85%。     

膜厚对直流反应磁控溅射沉积NiO薄膜的结构与电致变色性能的影响

采用直流反应磁控溅射法在FTO玻璃基片上沉积了不同厚度的氧化镍(NiO)薄膜.用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、台阶仪、紫外可见分光光度计、电化学工作站,研究了NiO薄膜厚度对其微观结构、形貌,以及电致变色性能的影响.结果表明,随着溅射时间增加,NiO薄膜厚度增加,试样的初始态可见光谱透过率逐渐降低,(200)晶面的XRD衍射峰强度逐渐增加;以1 M KOH溶液作为电解质,随着NiO薄膜厚度增加,薄膜电荷储存量逐渐增大.NiO薄膜厚度为920 nm的试样着色效率最高,达到了23.46 cm2/C;80 nm厚度的薄膜试样光学调制幅度最大,波长550 nm处为40.85％.薄膜越厚,着、褪色时间越长;所有试样着色时间均大于褪色时间,80 nm厚度的薄膜试样的着色、褪色时间最快,分别为4.47 s和2.28 s.     

锂离子电池纳米NiO阳极材料的研究进展

氧化镍(NiO)作为锂离子电池阳极材料具有熔点高、比容量大、性能稳定、安全性好、易于制备等优点受到人们的重视。简要介绍了NiO阳极材料的特点,分析了NiO贮锂机理,详细讨论了不同方法制备NiO粉体和薄膜的结构和电化学性能,以及掺杂、电流密度等对NiO电化学性能的影响。     

添加聚乙烯醇改善三氧化钨电致变色薄膜性能的研究

为改善三氧化钨薄膜的电致变色性能,采用钨粉过氧化聚钨酸溶胶-凝胶法制备了添加聚乙烯醇的三氧化钨电致变色薄膜.采用扫描电镜、紫外可见分光光度计和CHI电化学工作站分别测定和分析了三氧化钨薄膜的微观结构、光透过性能和循环伏安特性.结果表明,添加一定量的聚乙烯醇可使薄膜的结构更加平整,变色更为均匀;在着色态、褪色态下的光透过率之差达到60%以上,变色可调范围变大.电致变色可逆性能和光谱性能较不添加聚乙烯醇有所提高.     

热处理温度及掺杂对氧化镍电极赝电容器特性的影响

应用电化学阴极沉积法在Ni基片上制得Ni(OH）2膜，经热处理虱到NiO膜，研究了热处理温度，钴掺杂对NiO膜电极赝电容性能的影响，结果发现：在250－500℃，随着热处理温度的升高，NiO膜电极比容量逐渐减小，钴掺杂使比电容量显著增大，以掺钴的NiO膜为电极，以1mol/L的KOH水溶液为电解质溶液，所得电容器的比电容量可达75F／g。     

La_2O_3掺杂对金属陶瓷显微结构与性能的影响

采用冷压烧结技术制备La2O3掺杂17Ni/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷惰性阳极材料,研究了La2O3掺杂对材料显微结构、烧结致密化、抗高温氧化性能及耐熔盐腐蚀性能的影响。结果表明:La2O3与陶瓷相反应生成FeLaO3相,活化了NiFe2O4晶格,促进材料的烧结致密化。适量掺杂La2O3可减少氧化膜及氧化层孔洞产生,防止出现氧化膜裂纹,提高抗高温氧化性能。La2O3掺杂的金属陶瓷通过与外界熔盐生成稳定、致密的腐蚀反应层,使基体材料得到保护,减缓腐蚀速率。La2O3掺杂量为1.0%时,腐蚀速率仅为1.336 7×10--3 g/(cm2·h)。     

镍掺杂SiO_2膜的制备及CH_4/CO_2气体分离性能

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,六水合硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)为镍源,采用溶胶--凝胶法制备镍掺杂SiO2膜。研究了水用量及镍含量对镍掺杂SiO2膜的结构及形貌的影响,并对其进行CH4、CO2气体渗透性能测试。结果表明:水酯比为5.5时,制备的10%Ni掺杂SiO2膜具有良好的微孔结构,且孔径约为1.16nm,孔隙率为64.9%。一部分Ni元素以Ni和NiO晶体形式填充于SiO2孔道内,另一部分以Si—O—Ni形式进入SiO2骨架。Ni掺杂SiO2膜在84h内能够保持良好的气体渗透性能,表现出比纯SiO2膜更好的水热稳定性。CH4和CO2的气体渗透通量分别为1.56×10--7和0.64×10--7 mol/(m2·s·Pa),CH4/CO2气体分离因子达到2.43。     

掺杂的Ni-Zn铁氧体磁性材料的制备与性能

以分析纯Fe2O3,NiO,ZnO,Al2O3,Pr6O11和WO3为原料,以Ni0.5Zn0.5MxFe2–xO4(M=Al,Pr,W;x=0～0.04)为基本配方,采用一步合成法制备了Ni–Zn铁氧体陶瓷,研究了掺杂对Ni–Zn铁氧体相组成、显微形貌和电磁性能的影响。结果表明:掺杂Al3+,Pr3+和W6+的Ni–Zn铁氧体均能形成结晶完好的尖晶石相结构。材料致密,无晶粒异常长大。适当的金属阳离子替代可有效降低材料的磁损耗和介电损耗,提高截止频率,同时使铁氧体保持较高初始磁导率,高饱和磁化强度,高Curie温度等优良性能,从而制得高性能大功率高频Ni–Zn系铁氧体磁芯。     

n型氧化亚铜薄膜的制备及其光电化学特性

采用三电极系统在硫酸铜-乳酸体系中电化学沉积法制备Cu2O薄膜,控制电沉积溶液的温度和pH得到n型Cu2O薄膜,并通过光电流(I-t)测试、莫特-肖特基(M-s)曲线测试薄膜的光电性能。结果表明当pH值为8.5～10时,成功地制备出了n型Cu2O薄膜,且当电解液的pH值为8.5,温度为60℃时,n型Cu2O薄膜光电性能最佳。对Cu2O薄膜进行退火处理,有助于改善氧化亚铜薄膜的光电性能。在此基础上,我们对n型Cu2O薄膜进行不同离子掺杂。离子的掺杂能继续提高Cu2O薄膜的光电性能。其中当Cl-为40 mM条件下,Cu2O薄膜的光电化学性能最佳。