BiOBr/Bi复合光热粉体的制备及其界面光热驱动水蒸发性能

针对太阳能转化应用,溴氧化铋(BiOBr)光催化性能优异,但其光热性能及应用有待研究开发。首先采用水热法制备了BiOBr纳米片粉末,然后利用硼氢化钠(NaBH₄)对BiOBr粉末进行化学还原。样品表征结果显示,随着硼氢化钠浓度增加,致密的BiOBr纳米片首先转变为BiOBr/Bi复合多孔纳米片,然后转变为金属Bi多孔纳米片。金属Bi及多孔结构的形成有助于提升材料的光吸收性能及比表面积。经过20 g·L^-1 NaBH₄溶液还原得到的BiOBr/Bi多孔纳米片具有最优的光吸收性能和比表面积,且润湿性能优异。光热驱动水蒸发测试结果表明,20 g·L^-1 NaBH₄还原得到的BiOBr/Bi复合多孔纳米片具有最优的光热驱动水蒸发性能,水蒸发速率可达2.18 kg·m^-2·h^-1,为纯BiOBr纳米片的2倍。     

新型铜硫系薄膜太阳能电池材料制备的研究进展

薄膜太阳能电池提供了低成本、大面积的无碳发电应用前景,迅猛发展的纳米科技为高转换效率薄膜太阳能电池的低成本制造提供了新途径。新型铜硫系半导体Cu_2ZnSnS_4(CZTS)薄膜材料具有禁带宽度与太阳辐射匹配性好、光吸收系数大、元素丰度大、价格便宜、无毒等优点,因此将成为最具发展前景的薄膜太阳能电池材料。讨论与分析了CZTS薄膜和纳米晶材料的制备及由这些材料制备绿色、低成本、高效率新型太阳能电池的研究进展。     

新型铜硫系薄膜太阳能电池材料制备的研究进展

薄膜太阳能电池提供了低成本、大面积的无碳发电应用前景，迅猛发展的纳米科技为高转换效率薄膜太阳能电池的低成本制造提供了新途径。新型铜硫系半导体Cu。ZnSnS4（CZTS）薄膜材料具有禁带宽度与太阳辐射匹配性好、光吸收系数大、元素丰度大、价格便宜、无毒等优点，因此将成为最具发展前景的薄膜太阳能电池材料。讨论与分析了CZT...     

基于生物精细构型的光催化材料和光热转换材料的研究进展

目前,全球性的能源危机和环境污染问题备受关注。太阳能作为一种可再生的能源,实现其清洁、高效和低成本的转换及利用具有十分重要的意义。其中,利用光催化可将太阳能转换为可存储和运输的氢能,而通过光热效应可借助太阳能对海水进行淡化,这将有助于缓解能源短缺、环境污染以及淡水资源紧缺等问题。如何提高光能转换材料的能量转换效率是当今太阳能转换领域的关键课题。材料的性质由多种因素决定,其中构型是最重要的因素之一。因此,优良的材料构型设计成为材料、化学、生物等多学科、多领域的研究热点,以满足光电催化、光热治疗、能量转换与存储等不同领域的应用需求。然而,目前人工制备手段以"自下而上"的化学自组装与"自上而下"的物理加工方法为主,不仅成本和效率难以兼顾,更难以精准构筑具有复杂精细三维分级构型的微纳结构。对此,有学者提出"遗态材料"的概念,借鉴自然界生物体(包括微生物、动物以及植物)的精细构型,并以自然界生物体结构作为模板,制备出具有特殊结构和功能的材料。这为当今许多领域的科学研究提供了丰富的灵感和启发。近年来,基于生物精细构型的光能转换遗态材料发展迅速,在光电催化及光热领域取得了丰硕的成果。受自然界中的光合作用启发,可通过光催化反应将太阳能转换为化学能。具有三维分级结构的材料的各向异性强、反应接触面积大、微纳米孔多,能够有效增强半导体催化剂的电学、光学特性和催化性能。以树叶、蝴蝶等生物为模板的微纳多孔结构材料提高了催化剂对入射光的吸收,同时也为水分解反应提供了更多的反应位点,其产氢性能比普通构型的材料提高了数倍。同时,在光热水蒸发系统中,木材、蝶翅、莲蓬等模板由于快速的吸水能力、高效的光吸收和光增强能力以及良好的隔热性能,其与金属纳米颗粒的复合材料具有优异的光热蒸发速率与光热转换效率。本文从光催化水分解与光热水蒸发两个领域的应用方面,分别介绍了基于树叶、蝴蝶、硅藻等天然生物精细分级结构的高效太阳能转换材料的构筑及应用,对设计、制备具有分级微纳构型的光能转换材料提供一定的理论参考和借鉴意义。     

负载纳米氧化锌多孔碳吸附剂的制备及其结构研究

半导体纳米粒子光催化降解VOC是一种有效、经济的有机废气处理方法,本论文研究了纳米氧化锌改性的多孔碳材料的制备、结构及其对挥发性有机物的光催化分解性能.结果表明,可利用微乳液法合成并经高温煅烧得到负载于多孔碳材料上的纳米氧化锌.制备条件如反应物浓度、配比、沉淀剂种类等条件对产品的形貌、氧化锌纳米颗粒大小和负载量有明显的影响.负载纳米氧化锌微粒多孔炭吸附剂既保持了多孔炭材料的多孔性,又具有一定催化分解低浓度挥发性有机污染物的能力.     

基于半导体和纳米金属的高效人工光合成材料体系构建与应用

通过人工光合成技术把二氧化碳转换成碳氢化合物燃料,是人类梦寐以求的一种太阳能化学转化和利用的理想技术,近年来受到科学界和工业界越来越广泛的关注。从以下3个技术途径综述了近年来基于半导体和纳米金属的宽光谱响应高效人工光合成材料体系的构建与应用:(1)从人工光合成热力学条件出发,基于半导体能带工程设计制备新型高效人工光合成材料;(2)利用纳米贵金属表面等离子共振效应,设计和制备基于纳米金属的宽广谱响应人工光合成体系,可以有效拓展其光吸收范围至近红外区;(3)利用Ⅷ过度族金属光热效应,设计与制备基于Ⅷ族金属纳米粒子的全光谱响应人工光合成体系,可以有效拓展光吸收范围至红外区,使人工光合成体系具有全光谱响应。特别关注在上述人工光合成材料体系中非极性CO_2分子活化、表/界面现象及光化学反应微观机制,为开发高效人工光合成材料体系提供理论和实验依据。     

纳米与粉体材料

金纳米层可改善太阳能电池转换效率据报道,美国加州大学洛杉矶分校的研究人员与来自中国和日本的同行通过将金纳米粒子用于有机光电太阳能电池,助其增强了光吸收的能力,极大地提高了电池的光电转化率。在太阳能的世界,有机光电太阳能电池具有广泛的潜在应用,不过它们至今仍被认为是处于起步阶段。这些用有机高分子或小分子作为半导体的碳基电池     

多孔硅制备及在太阳能电池中的应用研究进展

多孔硅是通过对单晶硅片进行电化学腐蚀或适当的化学腐蚀而形成的一种纳米结构半导体材料。多孔硅纳米材料因其巨大的表面积、可调谐的光学性质和良好的相容性，被广泛应用于电子器件、生物传感、化学传感、药物传递、生物芯片等诸多领域。当前研究的挑战主要在于开发更简单高效的多孔硅纳米材料合成方法以及提高其在实际应用中的表现。综述了多孔硅纳米材料的制备方法及其光致发光在太阳能电池领域中的应用。     

纳米二氧化钛光催化性能的研究进展及应用前景

纳米二氧化钛是一种新型半导体材料,因其具有优良的光催化特性,在太阳能储存与利用、光电转换、光致变色及光催化降解大气和水中污染物等诸多方面具有广阔的应用前景.对目前纳米二氧化钛光催化性能的研究情况以及光催化应用前景进行了综述.     

太阳能分解水制氢取得新进展

正近日,中国科学院大连化学物理研究所在太阳能光电催化分解水制氢研究方面取得新进展。这一研究成果拓展了空穴储存层的应用,形成理性设计高效光电极的新策略和新思路,为实现高效太阳燃料制备提供重要的研究基础。半导体材料Ta3N5由于其能带结构符合热力学分解水的基本要求,且具有宽光谱响应性质,是当前太阳能分解水制氢领域研究的热点材料之一。但     

WO3/Bi2MoO6复合薄膜的制备及其光电化学性能

WO₃材料在光电催化方面的应用备受关注,但其光生电子空穴有效分离能力差,对太阳光的利用率较低等问题,限制了其光电催化性能。为了解决这个问题,先用水热法在导电玻璃（FTO）上制备WO₃纳米薄膜,然后使用溶剂热法在WO₃纳米薄膜上制备不同反应时长（7 h、9 h和11 h）的WO₃/Bi₂MoO₆复合薄膜。通过XRD和SEM测试,证明了WO₃/Bi₂MoO₆复合薄膜的成功制备。对WO₃/Bi₂MoO₆复合薄膜样品进行吸收光谱测试、光电流测试、光电催化测试和交流阻抗测试。结果表明：WO₃/Bi₂MoO₆复合薄膜样品相较于单一WO₃纳米薄膜,具有更好的光吸收特性、更优秀的光电流特性和显著提升的光电催化活性。且水热反应9 h的WO₃     

铁酸锌-二氧化钛纳米复合膜的光电转换性能

近年来人们开始尝试将两种不同性能的半导体材料进行组合来弥补单一材料的不足.本文报道了铁酸锌-二氧化钛纳米复合膜的光电转换性能,结果表明,将铁酸锌和二氧化钛两种纳米半导体通过适当形式的复合,利用铁酸锌纳米粒子对二氧化钛的敏化,可以扩展光谱响应至可见光区,提高太阳能利用率,在理想情况下,铁酸锌-二氧化钛纳米复合膜的光电流密度较单一二氧化钛膜提高近5倍.     

基于铜粉的室温气固反应自生长刺球状半导体Cu_2S纳米线阵列

本研究通过简单的气-固硫化反应对ITO玻璃上涂覆的铜颗粒膜进行硫化反应,得到了大面积的自生长刺球状结构的半导体Cu2S纳米阵列。采用SEM,TEM,EDS、XRD,以及UV-vis等方法对反应生长的半导体Cu2S纳米线阵列的微观结构及光吸收性能进行了系统研究。实验结果表明,合成的Cu2S为刺球状纳米线阵列,纳米刺球的直径分布在50~100μm之间;刺球上的纳米线为单斜晶系的Cu2S单晶,晶体生长方向为[-102];纳米线的平均直径为100nm,长度分布在20~50μm之间。合成的刺球状纳米线阵列具有良好的光吸收性能,反应20小时样品在可见光波长范围内(400~800nm)平均光吸收率达到了93%;反应30小时样品在可见光波长范围内(400~800nm)平均光吸收率达到了92%。同时两种刺球状纳米线阵列结构对于大的光线入射角仍然保持很高的光吸收性能,对光线入射角的变化不敏感。当入射光角度从0°增加到60°时,光吸收率仅下降3%,明显优于文献已报道的规则排列纳米线阵列的光吸收性能。本项研究合成方法简单,工艺可控,成本低,可以采用更广的基体材料。合成的纳米结构具有优良的综合光吸收性能,在光电领域有很好的应用潜力。     

厦大研制高效隔热纳米多孔SiO2气凝胶

厦门大学材料学院日前研制出纳米多孔超轻质高效隔热SiO2气凝胶材料。该材料具有极高的孔隙率、比表面积,极低的密度、声传播速度、介电常数等优异性能。该材料阻燃性好,高温使用不分解,可有效解决传统保温隔热材料不能解决的问题,用于太阳能热水器的储水箱、管道和集热器上可将现有太阳能热水器等集热效率提高1倍以上,而热损失将降至现有水平的30%。     

半导体基纳米复合材料光催化研究进展

综述了半导体多相光催化的基本原理、半导体基纳米复合材料的基本结构、制备方法及复合材料在光电化学方面对材料性能的影响.着重强调了半导体基纳米复合材料与单一的半导体材料相比光催化性能的提高,并对半导体基纳米复合材料在光催化领域的研究和应用提出了一些展望.     

纳米多孔无机材料的显微结构设计

综述了近年来在制备纳米多孔无机材料时对材料显微结构设计的一些主要思路，并结合近年来纳米多孔无机材料在能源、光电子、材料、化工等领域的实际应用，讨论了此类材料目前面临的问题和今后研究发展的方向。众多研究显示，充分发挥纳米尺寸孔的结构优势和无机材料本身优良的化学性能是此类材料开发的核心思路。对材料纳米结构的控制、梯度孔径的控制、表面修饰技术、制备工艺的优化可改善材料性能，拓展其应用领域；新型纳米多孔无机材料将朝着多种材料复合，多级结构并存的方向发展。     

p-n异质结NiO/TiO2纳米复合材料的构建及应用研究进展

TiO_2和NiO分别作为n型和p型半导体材料,通过复合构建p-n异质结NiO/TiO_2纳米复合材料可以促进光生电子-空穴对的分离,从而提高光电性能。综述了不同形貌的p-n异质结NiO/TiO_2纳米复合材料的构建,如纳米球、纳米棒和纳米带等,以及其在光催化、锂离子电池、染料敏化太阳能电池和传感器等领域中的最新研究进展。     

脱合金制备纳米多孔金属在植入领域研究进展

纳米多孔金属因其特殊的结构带来的优异性能,在催化和能源等领域得到了广泛的应用。在医用植入领域,具有微/纳米尺度双连续多孔结构的仿生材料也逐渐引起重视,但目前传统的成型工艺很难实现该类结构的制备。近年来,由于纳米多孔金属与人体骨骼中的多孔结构类似且具有良好的综合性能,开始被尝试引入医用植入领域以获得新型金属植入材料。现有研究发现,纳米多孔结构的金属材料在力学与生物学上均有着相对较好的性能表现,故在植入领域有着极大的应用潜力。聚焦于脱合金制备纳米多孔金属,系统综述了该类纳米多孔金属在植入领域的研究进展。首先介绍了常见的金属植入材料,然后重点阐述了脱合金法制备纳米多孔金属植入材料的具体制备工艺,并基于所制备的纳米多孔金属具有的结构特征列举了该类结构金属在植入领域的具体应用形式,最后对纳米多孔金属在植入领域的发展前景进行了展望。     

力争促使纳米硅器件进入产业化

研究发现纳米晶硅（nc-Si：H）薄膜是一种具有实用前景的功能半导体材料。在研制成的纳米硅异质结二极管、薄膜太阳能电池以及灵敏传感中已显示出它的优异性能，具有进入产业化的前景和可行性。强调在纳米技术产业化的进程中企业应担负起重要角色，国家也应给其相应的政策支持。     

科学家发明无干扰测量纳米材料张力新方法

德国和西班牙两国科研小组合作,利用红外线纳米近场显微镜发明了一种无干扰检测纳米半导体材料张力的新方法,这一新方法为科学家研究半导体材料的物理性能,以及测量纳米级半导体元器件的性能提供了新的可能。