CdS_xSe_(1-x)包覆TiO_2纳米棒壳核结构的制备及其在杂化太阳电池的应用

采用水热法在掺氟的SnO2透明导电玻璃(FTO)基底上制备了金红石型的TiO2纳米棒阵列;然后采用电化学方法在TiO2纳米棒阵列上沉积不同厚度的CdSxSe1-x纳米晶,形成了CdSxSe1-x纳米晶包覆TiO2纳米棒的CdSxSe1-x/TiO2壳核结构;利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)等对其形貌、结构组成等进行了分析和表征,结合循环伏安法及其吸收光谱确定了CdSxSe1-x纳米晶的能级位置。最后以P3HT/CdSxSe1-x/TiO2复合薄膜材料为光活性层组装成固态纳米结构杂化太阳电池,研究了CdSxSe1-x壳层厚度对该电池光电转换性能的影响,结果表明转换效率最高可达到0.68%。     

聚合物-CdSe/ZnS量子点复合薄膜的制备及其荧光性能研究

以两性齐聚物(聚马来酸十六醇酯,PMAH)为修饰剂,利用相转移的方法将油溶性的CdSe/ZnS量子点转移至水中,制备出高量子产率、高稳定性的水溶性CdSe/ZnS荧光量子点.随后将PMAH修饰的水溶性量子点分散到聚丙烯酸(PAA)乳液中,采用旋转涂膜的方法制备了透明的聚合物-CdSe/ZnS量子点复合薄膜,在紫外灯的照射下薄膜发出明亮的红色光.利用XPS对复合薄膜的表面结构进行了表征.随后对膜的光致发光性能和薄膜在黑暗的环境中对紫外光的耐受性进行了系统的研究,发现复合薄膜的荧光强度随着薄膜厚度和薄膜中纳米晶浓度的增加而线性增强,薄膜在紫外光照射800h后仍然保持了很高的荧光强度,量子产率仅仅损失了5%。     

(Au-g-C_3N_4)x/PVDF纳米复合薄膜的制备及催化性能研究

目的:制备一种高效稳定的纳米复合薄膜来降解水中污染物对硝基苯酚。方法:通过真空抽滤法制得(Au-g-C_3N_4)x/PVDF复合薄膜。通过改变Au-g-C_3N_4的负载量来探究其对于(Au-g-C_3N_4)x/PVDF复合薄膜催化4-NP的性能影响。结果:(Au-g-C_3N_4)x/PVDF复合薄膜表面为有序的网格状孔洞,Au纳米颗粒均匀分布在g-C_3N_4纳米片上。Au粒径为10 nm左右,g-C_3N_4为二维纳米片结构。随着Au-g-C_3N_4负载量的增加,催化效率提高。Au-g-C_3N_4负载量为10 mg的(Au-g-C_3N_4)50/PVDF催化效率最高,其表观速率常数为0.284 5 min^(-1),5次循环后对硝基苯酚的降解率均在95%以上。结论:本工作制备的柔性复合薄膜(Au-g-C_3N_4)x/PVDF,相对于固态载体的传统催化剂,具有高效、稳定、可循环使用的优势,在污水处理领域有广泛的应用前景。     

染料敏化太阳能电池中CuO/TiO2薄膜制备及应用

采用普通直流电沉积和超声直流电沉积制备Cu∕TiO2纳米管阵列∕Ti基复合薄膜,而后在NaOH溶液中用电氧化的方法将Cu单质氧化成CuO,制备了CuO∕TiO2纳米管阵列∕Ti基复合薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对两种复合薄膜电极的形貌和结构进行了表征,详细考察了电镀工艺参数(电流密度)和超声波对复合薄膜形貌的影响。同时通过稳态光电响应技术对复合薄膜电极组成的染料敏华太阳能电池(DSSC)的光电性能进行了研究,结果表明:通过普通直流电沉积在工艺参数(3mA/cm2、5min)处制备的复合薄膜组装的DSSC具有该体系下的最佳光电性能(Jsc=9.00mA/cm2、Voc=0.664V、FF=0.512、η=3.06%);在同等条件下通过超声辅助直流电沉积制备的复合薄膜组装的DSSC的最佳光电性能(Jsc=15.50mA/cm2、Voc=0.688V、FF=0.505、η=5.39%)出现在工艺参数为(6mA/cm2、5min)处。对比可知超声条件下的光电性能较好,且最佳光电性能工艺参数发生了后移。     

Ag对TiO2@Ag/聚偏氟乙烯复合薄膜性能的影响

采用光化学沉积法和溶液刮膜法制备不同Ag含量的TiO₂@Ag/聚偏氟乙烯(PVDF)复合薄膜,并采用电子万能材料试验机、紫外可见近红外分光光度计和XRD等对TiO₂@Ag/PVDF复合薄膜的物理性能和光催化性能进行表征和分析。研究发现:与TiO₂/PVDF复合薄膜相比,TiO₂@Ag/PVDF复合薄膜的拉伸强度明显提高,但断裂伸长降低,且复合薄膜的响应光谱范围拓宽至可见光区;TiO₂@Ag/PVDF复合薄膜的光催化降解能力随Ag负载量的增加而呈先升高后降低的趋势;同时TiO₂@Ag/PVDF复合薄膜具有优异的重复利用性和可见光区自清洁作用。综上所述,实验所制备的TiO₂@Ag/PVDF复合薄膜能够满足实际应用需要,因此其在光催化降解领域具有潜在的应用前景。      

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.     

Tl_(0.4)K_(0.4)Fe_(2-y)Se_(2-x)S_x超导体中量子临界现象的可能性研究

基于自助溶剂法制备高品质的Tl_(0.4)K_(0.4)Fe_(2-y)Se_(2-x)S_x体系单晶体样品,详细研究S元素对Se元素的组分替代作用对Tl0.4K0.4Fe2-ySe2材料超导电性的影响,发现当S元素掺杂量大约为x=0.8~1.0时,Tl_(0.4)K_(0.4)Fe_(2-y)Se_(2-x)S_x体系单晶体样品中可能存在量子临界现象。     

具有多层结构的聚合物复合薄膜的介电和磁性能

采用旋涂法制备了 Fe3 O4/聚偏氟乙烯(PVDF)复合薄膜(A)、多壁碳纳米管(MWCNT)/PVDF复合薄膜(B)以及纯PVDF薄膜(P)。利用热压法制备具有3层结构的AAA、ABA及APA 复合薄膜。为了探究层状结构对复合薄膜介电和磁性能的影响,制备了单层膜A作为对比(厚度与AAA复合薄膜相同)。分别研究了薄膜的介电和磁性能。结果表明：由于界面效应,同等厚度的AAA复合薄膜较A膜而言具有较高的介电常数;以B和P薄膜替代AAA结构中间层薄膜后,其中ABA复合薄膜的介电常数高于AAA及APA复合薄膜,同时保持较低的介电损耗。对于磁性能,层状结构对复合薄膜的饱和磁化强度及矫顽力均无明显的影响,而ABA复合薄膜的饱和磁化强度高于AAA及APA复合薄膜,且ABA和APA复合薄膜的矫顽力增加。层状结构设计不仅能够调节复合材料的介电性能和磁性能,而且有利于不同纳米填料的分散,为制备多功能聚合物复合材料提供了一定的借鉴作用。     

磁控溅射法制备的CZGe_xT_(1-x)S薄膜的光电性能研究

用先磁控溅射多层金属膜预置层后硫化的方法成功制备出CZGe_xT_(1-x)S薄膜,并主要研究了Ge含量对于该薄膜光电学性能的影响。分别采用X射线衍射仪、X射线能量色散谱仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜,紫外-可见-近红外分光光度计和霍尔效应测量仪对不同Ge含量的CZGe_xT_(1-x)S薄膜的物相结构、元素比例、表面形貌、光学带隙以及电学性能进行了表征与分析。结果表明随着Ge含量的升高,晶粒尺寸不断长大,光学带隙从1.52上升至2.12 e V。同时,Ge替换Sn可减少薄膜内的缺陷,所制备的CZGe S薄膜的载流子浓度与迁移率分别为1.99×1018cm-3与9.712 cm2/Vs。     

稀磁掺杂MnxGe1-x量子点的制备及应用

作为一种新兴的稀磁掺杂半导体材料,Mn_xGe_(1-x)量子点的自旋电子学性能在最近几年内取得了较为重大的突破。本文针对现有Mn_xGe_(1-x)量子点的稀磁掺杂制备方法及与制备方法相关联的磁电子学性能展开论述,并详细介绍了Mn_xGe_(1-x)量子点在生长过程中Mn原子与生长表面之间的相互作用、形貌转变以及迄今为止对基于这种纳米材料进行的自旋电子学应用的尝试。最后,展望了Mn_xGe_(1-x)量子点未来研究的重点和亟待解决的问题。     

PVDF/SBS柔性复合纤维薄膜压电-摩擦电纳米发电机

可将无规则机械能转换为电能的压电纳米发电机与摩擦纳米发电机能够为低功耗可穿戴电子设备提供独立、持续性供电，有利于促进柔性自供能电子器件多元化的发展。将二者进行集成，可综合二者电输出特性的优点，提高纳米发电机的性能。本文分别以聚偏二氟乙烯(PVDF)与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)为正、负极摩擦材料，采用静电纺丝方法制备了PVDF/SBS复合纤维薄膜，并利用该复合纤维薄膜得到压电-摩擦电复合纳米发电机。研究结果表明：当PVDF掺入量为20wt%时，PVDF/SBS复合纤维薄膜的电学输出性能最佳，器件的开路电压与短路电流最大可达108 V与0.34μA，分别是纯SBS样品的5倍与6倍。将器件固定在手掌、鞋底处，收集拍手、行走、跑步等运动的能量，可产生不同幅度的输出电压，表明器件可有效收集人体运动的机械能；通过手掌拍打器件，可点亮64只商用蓝色LED灯珠；同时器件可检测瞬时压力变化，灵敏度最大可达3.685 V·N^-1。上述结果表明PVDF/SBS柔性复合纤维薄膜压电-摩擦电纳米发电机在传感监测和电子器件自供能领域具有良好的应用前景。     

静电纺丝法制备聚偏氟乙烯(PVDF)及其复合纳米纤维的应用与发展前景

聚偏氟乙烯(PVDF)机械强度高、耐辐射性好且具良好的化学稳定性,在诸多领域有着广泛的应用。当其尺度达到纳米级时,其纳米材料具有更多优异的性能。静电纺丝技术是一种制备纳米纤维的简单有效的方法,目前已成功制备出多种不同种类的纳米纤维,在制备功能性纳米纤维方面也取得了显著成果。本文综述了近几年电纺法制备的PVDF及其复合纳米纤维材料在医学、环境工程、电工电气及纺织领域的应用现状;指出静电纺PVDF及其复合纳米纤维面临的问题及发展前景。     

静电纺丝法制备POSS-(C_3H_6Cl)_8复合聚偏氟乙烯聚合物隔膜的结构与性能

为了提高锂离子电池的安全性,文中选择聚偏氟乙烯(PVDF)为聚合物基体,八氯丙基低聚倍半硅氧烷(POSS-(C_3H_6Cl)_8)为改性剂,通过静电纺丝法制备POSS-(C_3H_6Cl)_8复合PVDF聚合物隔膜(EPS)。表征了纺丝膜的形貌、力学性能,测试了电化学窗口和Li/LiFePO_4纽扣电池的充放电循环稳定性。结果表明,当POSS-(C_3H_6Cl)_8的加入量为10%时,静电纺丝纤维薄膜的拉伸强度和断裂伸长率分别比纯PVDF提高了106.4%和27.2%;室温下的离子传导率为3.8×10~(-3)S/cm,比纯PVDF提高了97.4%;电化学稳定窗口为5.7 V。用该聚合物隔膜组装的锂离子电池具有良好的循环稳定性和倍率性能。     

PVDF/PMMA/TiO_2型聚合物隔膜的制备

为提高锂离子电池聚偏氟乙烯(PVDF)基聚合物隔膜的导电性和降低PVDF基聚合物隔膜的结晶度,引入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与聚偏氟乙烯(PVDF)进行共混,掺杂无机纳米材料TiO_2,采用相转化方法制备PVDF/PMMA/TiO_2型聚合物隔膜。通过对制备的PVDF/PMMA/TiO2型多孔膜吸液率、微观形貌和电化学性能的分析研究,确定制膜的最佳工艺条件为聚合物浓度为5%,PVDF∶PMMA为72∶28,纳米TiO_2添加量为5%,非溶剂添加量为3%,水浴温度为55℃。该方案下制备的多孔膜结晶度较纯PVDF薄膜结晶度降低,吸液率达到109.76%,离子电导率为2.64mS/cm,电化学稳定窗口为4.86V,高于4.5V,能够满足锂离子电池正常工作需要。     

VO_2(M/R)复合薄膜的研究进展

VO2(M/R)薄膜相变前后的红外透过率、电阻率变化显著,在光学、电学开关等领域极具应用潜力。VO2(M/R)复合薄膜能克服纯相材料本身的不足,还可以引入新的性能和结构。综述了VO2(M/R)复合薄膜的特点和主要性能,总结了薄膜的复合方式,讨论了复合薄膜制备中存在的问题,并结合近年的相变机理、制备工艺、复合方式等报道展望了VO2(M/R)复合薄膜的研究发展前景。     

Ag纳米颗粒修饰(K0.5Na0.5)NbO3/PVDF柔性压电能量收集器及其性能

将机械能转换为电能的压电能量收集器可为便携式可穿戴电子器件提供持续、独立的供电方案，促进柔性电子技术向智能化、集成化、多功能化方向发展。本文采用光还原法制备了Ag纳米颗粒修饰的铌酸钾钠(KNN)颗粒并将其与聚偏氟乙烯(PVDF)复合，得到Ag-KNN/PVDF压电复合薄膜。采用热压法在两层PVDF中复合Ag-KNN/PVDF薄膜，得到三明治结构的柔性复合压电薄膜(PAKP)及压电柔性能量收集器。研究结果表明：当Ag摩尔分数为1%时，PAKP柔性复合薄膜的极性β相最大，且压电输出性能最佳，输出电压可达6.39 V，是无Ag修饰样品的1.43倍，器件的最大瞬时功率为150.5 nW。经过3 000次循环测试后，器件的电压输出幅度无明显变化。将其固定于自行车车架上，收集自行车行进中的机械能可使220 nF电容在200 s内充电至1.2 V，表明其在低功耗电子器件自供电领域具有良好的应用前景。     

核壳结构WO_3/V_2O_5纳米线复合薄膜的制备及其电致变色性能研究

采用溶剂热法在氟掺杂的锡氧化物导电玻璃衬底上成功合成制备了长度为400~2000 nm,从基底(80 nm)到尖端(30 nm)锥状塔式WO_3纳米线薄膜,进而通过电化学沉积法在WO_3纳米线表面均匀沉积V_2O_5纳米颗粒,从而得到核壳结构WO_3/V_2O_5纳米线复合薄膜。运用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段对复合薄膜进行表征,并运用循环伏安法、计时电流法和紫外可见光谱分析研究了该复合薄膜的电化学性能和光学性能。结果表明,与单一的V_2O_5薄膜相比,该复合薄膜的电致变色性能获得了显著增强。具有更好的循环稳定性、更大的透射率调制幅度(776 nm为67%)和更高的着色效率(776nm为13.5 cm2/C)。该法制备WO_3/V_2O_5核壳纳米结构电致变色综合性能优良,有望在隐身材料和智能变色薄膜材料等领域得到广泛应用。     

纳米 SiO 2/ LiClO 4/ PVDF2 HFP复合凝胶聚合物电解质的制备及其电化学性能

为了解决液态电解质锂离子电池存在的安全性问题 , 以偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物( PVDF2 HFP)为基体 , 通过加入高氯酸锂(LiClO 4) 、 增塑剂(碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯) 、 纳米二氧化硅等 , 制备出了具有高电导率的复合凝胶聚合物电解质。用 X射线衍射仪测试聚合物电解质的结构 , 用交流阻抗法测定其电导率 , 用线性伏安扫描法研究了该聚合物电解质体系的电化学稳定性 , 并以其为电解质制备成锂离子电池进行充放电测试。结果- 3表明 , 在 20℃ 时复合凝胶聚合物电解质的电导率最高可达 7. 56×10 S/ cm , 该电解质在 41 6 V 以下电化学窗口稳定 , 以其为电解质的锂离子电池具有良好的电化学性能 , 说明纳米 SiO 2/ LiClO 4/ PVDF2 HFP复合凝胶聚合物电解质能满足锂离子电池的应用。     

静电纺PVDF/O-MMT膜对水面浮油吸附性能研究

采用静电纺丝法制备了添加不同比例[1%(wt,质量分数,下同),2%,3%]的有机改性蒙脱土(O-MMT)聚偏氟乙烯(PVDF)复合纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜(SEM)研究O-MMT的添加比例对所制备的复合纳米纤维形貌结构的影响;借助傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析了PVDF及PVDF/O-MMT复合纳米纤维膜的化学结构;并应用DCAT21表面张力仪对比分析了PVDF及PVDF/O-MMT复合纳米纤维膜的吸油速率、单位面积吸油量。结果表明:加入O-MMT后,复合纳米纤维表面变得粗糙且珠节增加;复合纳米纤维膜的疏水性提高,并且纤维膜的单位面积吸油量和吸油速率提高。     

静电自组装制备CdTe量子点纳米薄膜

以巯基丙酸为稳定剂, 在水相中合成了表面带负电荷、具有良好的分散性、平均粒径为5nm的CdTe量子点. 通过CdTe量子点与阳离子聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)和阴离子聚电解质聚苯乙烯磺酸钠(PSS)之间的静电相互作用, 在石英基片表面通过层层静电自组装方法制备了多层CdTe量子点纳米薄膜. 以荧光分光光度计、UV-Vis、XPS、AFM等测试手段对所得的CdTe量子点纳米薄膜进行了表征. 研究结果表明, CdTe量子点自组装多层薄膜的UV-Vis吸光度与组装层数基本呈线性关系, 薄膜成膜质量良好. 自组装薄膜基本上规整并均匀地覆盖在石英基底表面, 但薄膜中存在部分CdTe量子点聚集现象. 通过在相邻的两层CdTe量子点之间引入基本结构单元为PDDA/PSS/PDDA的聚电解质复合层, 可有效提高CdTe量子点纳米薄膜的成膜质量. 所得的CdTe量子点纳米薄膜具有良好的荧光光致发光性.