V_2O_5复合薄膜材料的制备

本文采用了单壁碳纳米管(SWCNTs)与V2O5气凝胶进行复合.首先采用混酸处理的方法对SWCNTs进行预处理,然后与V2O5溶胶进行复合.V2O5复合气凝胶薄膜材料的制备过程,主要是以v205粉末、苯甲醇(BA)、异丙醇(IP)和SWENTs为原料,采用溶胶-凝胶法、提拉法镀膜和溶剂替换的方法来制备.利用紫外.可见.近红外分光光度计、傅里叶红外光谱仪、原子力显微镜、透射和扫描电子显微镜等表征手段,研究了SWENTs复合V2O5气凝胶薄膜材料的结构和热处理对薄膜性能的影响.     

WO3薄膜制备及其电致变色性能研究

采用直流反应磁控溅射方法在室温下制备WO3薄膜。研究溅射功率对WO3薄膜结构及电致变色性能的影响规律,考察退火后WO3薄膜的结构演变及电致变色性能变化。结果表明溅射功率为270W时薄膜表现出较好的电致变色性能,其调制幅度达78.5%,着色时间为9s,褪色时间为3.2s。将该功率下制备的WO3薄膜进行退火处理,其结构由非晶态转变为晶态,但调制幅度、响应时间特性都发生一定程度的退化。非晶态WO3薄膜相比晶态结构具有更快的响应时间和更宽的调制幅度,但晶态薄膜具有更好的循环稳定性。     

NiO/PB复合电致变色薄膜的制备及其性能研究

采用水热法制备了垂直生长的氧化镍(NiO)纳米片薄膜,并利用电沉积法将普鲁士蓝(PB)负载到NiO纳米片薄膜上,制备了新型的NiO/PB复合电致变色薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)对样品的晶型以及微观形貌进行了表征,采用紫外–可见光光度计以及电化学工作站对NiO/PB复合薄膜的电化学和电致变色性能进行了研究和表征。结果表明:NiO/PB复合电致变色薄膜具有多孔结构和较大的比表面积,可以增大电解质与电极材料的接触面积。PB成功负载到NiO薄膜表面,使NiO/PB复合薄膜表现出较大的电流密度。相比于单层NiO薄膜,NiO/PB复合薄膜表现出更好的电致变色性能,其光调制范围可以达到46%,着色效率为141 cm~2/C,并且其着色时间可以缩短到5 s,褪色时间为6 s。     

射频磁控溅射法制备Bi_2O_3薄膜的电致变色性能研究

采用射频磁控溅射技术在ITO导电玻璃上沉积了Bi_2O_3薄膜,利用X射线衍射仪、原子力显微镜、X射线光电子谱对薄膜的微结构、表面形貌、成分和价态进行了表征。分析表明在空气气氛中350℃热处理的Bi_2O_3薄膜具有四方结构,属β-Bi_2O_3,该薄膜在-1.8-+3V的直流电压驱动下具有在透明和暗棕色之间转换的电致变色性能,着色和漂白过程中均没有其他价态(+3价以外)的Bi生成。研究发现Bi_2O_3薄膜在400-800nm的可见光波段平均透射率调制幅度可达44%,550nm处着色系数为9.6cm~2/C,该材料具有优良的电致变色性能。     

WO_3薄膜的微观结构与电致变色机制研究

采用直流反应磁控溅射方法在ITO导电玻璃上沉积了WO3薄膜,研究了靶基距对其微结构和电致变色性能的影响,利用XRD、SEM和XPS对薄膜的微结构和成分进行了表征。通过可见光透射谱对样品的电致变色性能进行了研究,并且讨论了WO3薄膜电致变色性能与其微结构、价态变化之间的关系。发现靶基距为7cm的情况下沉积得到的WO3薄膜呈非晶态,薄膜有更多的孔隙,有利于Li+的抽取,进而显示出较好的电致变色性能。反应溅射制备的WO3薄膜中W是W6+价态,颜色为透明状,当发生着色反应时,随着薄膜中Li+成分增加,薄膜颜色变为蓝色,薄膜中W原子为W6+和W5+的混合价态。认为其电致变色的行为是由于Li+和e-在薄膜中的注入和拉出引起的W6+和W5+发生转化所致。     

TiO_2薄膜的制备及其电致变色性能

采用溶胶-凝胶工艺在ITO导电玻璃基片表面制备了均匀致密的TiO2薄膜。采用XRD和TG-DTA表征了薄膜的结构和热重特性,使用电化学工作站和紫外-可见分光光度计研究了TiO2薄膜的电致变色性能。结果表明,外加电压控制在±2V、热处理温度为250℃时,TiO2薄膜为不定形结构,具有较好的电致变色特性,注入电荷密度为5.13mC·cm-2,循环可逆性K值为0.49,着色态透光率在60%以下,着色态、褪色态光谱透过率相差20%。     

NiO/PB复合电致变色薄膜的制备及其性能研

采用水热法制备了垂直生长的氧化镍(NiO)纳米片薄膜, 并利用电沉积法将普鲁士蓝(PB)负载到NiO纳米片薄膜上, 制备了新型的NiO/PB复合电致变色薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)对样品的晶型以及微观形貌进行了表征, 采用紫外-可见光光度计以及电化学工作站对NiO/PB复合薄膜的电化学和电致变色性能进行了研究和表征。结果表明: NiO/PB复合电致变色薄膜具有多孔结构和较大的比表面积, 可以增大电解质与电极材料的接触面积。PB成功负载到NiO薄膜表面, 使NiO/PB复合薄膜表现出较大的电流密度。相比于单层NiO薄膜, NiO/PB复合薄膜表现出更好的电致变色性能, 其光调制范围可以达到46%, 着色效率为141 cm²/C, 并且其着色时间可以缩短到5 s, 褪色时间为6 s。     

MoO_(3)/WO_(3)复合薄膜的制备及其电致变色性能EI北大核心

采用水热法与电化学沉积法相结合的方式,以导电玻璃为基底制备不同MoO_(3)沉积周期的MoO_(3)/WO_(3)复合薄膜。利用电化学性能测试与光谱测试,得到了MoO_(3)/WO_(3)复合薄膜的电致变色可逆性、光密度值(ΔOD)、着色效率、稳定性和响应时间等性能参数。结果表明,电沉积8个周期MoO_(3)的MoO_(3)/WO_(3)复合薄膜与单一WO_(3)纳米棒薄膜和MoO_(3)薄膜相比具有最佳的电致变色性能,其电致变色可逆性为62.19%,光密度为0.61,着色效率为153.16 cm^(2)/C,着色和褪色响应时间分别为8.37 s和4.77 s,同时,具有更窄的带隙和更高的循环稳定性。     

WO3/TiO2复合薄膜的制备及其电致变色性能

使用水热法在掺氟SnO₂涂覆的导电玻璃（FTO）基板上生长TiO₂纳米线,随后在TiO₂纳米线上采用水热法生长WO₃纳米线,制备出WO₃/TiO₂复合薄膜。通过循环伏安法（CV）、计时电流法（CA）、计时电量法（CC）等电化学测试技术研究了WO₃/TiO₂复合薄膜的电致变色性能;采用紫外分光光度计对薄膜的着色﹑漂白状态的响应时间进行测试。通过以上测试,计算得到了薄膜的循环稳定性﹑光调制﹑着色效率和切换时间（Y和X）等参数。结果显示WO₃/TiO₂复合薄膜的电致变色性明显提高,其中WO₃/TiO₂复合薄膜可逆性增加了6%,着色效率提高了40.96 cm2/C。      

V_2O_5纳米线改性PVDF超滤膜的制备及其分离性能

水热合成出超亲水的V_2O_5纳米线,然后将其与PVDF铸膜液直接共混,制备出不同V_2O_5纳米线添加量的PVDF改性杂化超滤膜,系统地研究了V_2O_5纳米线对超滤膜结构和分离性能的影响.结果表明,随着V_2O_5纳米线添加量的增加,改性膜的孔隙率和孔尺寸逐渐增大,膜的亲水性也逐渐增强.当V_2O_5纳米线添加量为2.0%时,V_2O_5纳米线修饰PVDF膜的纯水通量达到621.98 L/(m~2·h),对BSA的截留率为92.5%.此外,抗污染实验表明,V_2O_5纳米线改性的PVDF超滤膜比未改性的PVDF超滤膜具有更强的抗污染性能.     

核壳结构纳米线阵列Co/Si复合负极的制备及其锂电性能

硅作为锂电池负极材料虽然具有非常高的理论比容量(3600mAh·g-1),但因其充过电过程中严重的体积效应而导致电极循环性能差,同时硅为半导体材料,导电性较差。本论文以泡沫镍材料为基体,通过水热、氢化还原以及磁控溅射等制备工艺制备了具有核壳结构的自支撑纳米线阵列的复合负极,纳米线阵列的结构设计可以有效释放硅膨胀时产生的内应力,抑制粉化现象。另外较大的比表面积还能有效增加Co/Si薄膜与电解液的接触面积,加快Li+在液/固相中的传输速率,降低电极的极化现象。在500mA·g-1电流密度下循环100次后Co/SiNWs的比容量为1260mAh·g-1,单圈容量衰减仅有0.02%。将电流密度提升至1000mA·g-1,500次反复充放电后依然有90.6%的容量留存。在高倍率下Co/Si NWs电极也有不俗的表现,4000mA·g-1下循环比容量达880mAh·g-1,当电流密度回到500mA·g-1时,容量可恢复至初始的93%。优异的电化学性能表明本文设计的硅基复合负极材料较好地克服了硅材料应用中的体积膨胀和导电性差的问题。     

反应溅射制备MoO3薄膜及其光学和电致变色性能研究

本文采用磁控溅射方法,通过金属钼靶材在Ar+O2气氛中反应溅射制备了氧化钼薄膜.在制备样品过程中改变反应气氛O2的流量,保持其它参数不变,得到不同的氧化钼薄膜.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)方法对MoO3薄膜样品结构进行表征.XRD测试结果表明MoO3薄膜样品均为非晶结构.MoO3薄膜样品的光学性能和电致变色性能采用分光光度计进行测试研究.研究结果表明,当反应气氛O2/Ar流量比例为1:5时,所制备的样品具有较高的可见光透射率,可见光平均透射率为90%,并且电致变色性能较好,调色范围达到了66.94%.     

Cu/Al_2O_3复合薄膜的制备及其抗氧化性能

本文在纺织纤维基材表面采用二次溅射沉积法制备了Cu/Al_2O_3复合薄膜,利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDX)和矢量网络分析仪对室温环境下存放3600h的复合薄膜的表面形貌、元素含量以及屏蔽效能进行了测试,并与相同工艺条件下制备的纯Cu薄膜进行了对比分析。结果表明:与纯Cu薄膜结构的不稳定性相比,由于复合薄膜表层Al_2O_3薄膜的结构稳定性和致密性,Cu/Al_2O_3复合薄膜在保证高屏蔽性能的前提下,具有整体结构的稳定性,表现出了良好的抗氧化性能。     

V_2O_5掺杂ZnFe_2O_4复合薄膜的制备及气敏性研究

采用溶胶-凝胶法制备V2O5掺杂ZnFe2O4溶胶作为敏感试剂,通过浸渍-提拉法在锡掺杂玻璃光波导表面上制备V2O5掺杂ZnFe2O4复合薄膜,研制出V2O5掺杂ZnFe2O4复合薄膜/锡掺杂玻璃光波导气敏元件,对二甲苯、苯乙烯等挥发性有机气体进行检测。结果表明,该敏感元件对二甲苯气体具有较高的灵敏度、较好的重复性和选择性响应,能够检测到的最低气体浓度为1×10-6。该传感器具有灵敏度高、响应快、在室温下容易制备、结构简单等特点。     

热处理温度对电致变色玻璃用WO_3薄膜性能的影响研究

采用过氧化聚钨酸法制备WO_3溶胶,在ITO导电玻璃基体上采用旋涂法制备WO_3薄膜。主要探讨了退火温度对WO_3薄膜结构与电变色性能、响应时间和循环稳定性的影响。热重和X射线衍射分析结果表明:热处理温度应低于320℃时,WO_3薄膜为非晶态。在240~320℃范围内,随着热处理温度升高,光密度变化量降低即电致变色性能变差,着-褪色时间延长,而薄膜的循环稳定性越来越好。经320℃退火处理的WO_3薄膜形成晶态,稳定性好,此时该电致变色薄膜的着-褪色响应时间分别为2.76和1.30s。     

水热法制备V_2O_5掺杂纳米In_2O_3及其气敏性能研究

以硝酸铟为原料,采用水热法制备氧化钒(V2O5)掺杂的氧化铟(In2O3)纳米复合材料。利用X射线衍射(XRD)和比表面测试仪对材料的物相结构和比表面积(BET)进行了表征测试。结果表明:制备的In2O3材料都为立方晶相,具有较大的比表面积。V2O5的掺杂提高了对乙醇、苯的灵敏度。复合材料中掺杂V2O50.5%(wt,质量分数)的In2O3气敏元件对乙醇具有较好的气敏性能,3.0V加热电压下对5×10-6乙醇的灵敏度达8.024,响应恢复时间短。     

B3+掺杂制备TiO2电致变色薄膜及性能研究

采用溶胶-凝胶法及浸渍提拉镀膜工艺,将钛酸四丁酯和冰醋酸加入溶剂无水乙醇中,并添加硼酸、去离子水、硝酸等原料,在ITO玻璃上成功制备了B~(3+)掺杂的TiO_2薄膜。采用TG-DTA、XRD、UV-Vis、SEM、电化学工作站等手段研究了B~(3+)掺杂TiO_2薄膜的光学属性及电致变色性能。结果表明,掺杂B~(3+)的TiO_2薄膜的光谱调控范围得到明显改善,薄膜的电化学循环稳定性得到提高,当B~(3+)掺杂体积分数为9%时,电致变色效果最佳。     

化学水浴沉积制备三维V_2O_5薄膜电极及其电容性能

采用化学水浴沉积法在泡沫镍表面原位生长V_2O_5薄膜,以扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征电极的形貌和晶体结构,采用氮气物理吸脱附测量样品的比表面和孔分布。形成的斜方晶系V_2O_5呈现三维花状形貌,比表面和平均孔径分别为68.7m~2/g和7.2nm。采用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电技术考察了V_2O_5薄膜电极在3mol/L KNO_3溶液中的电化学电容性能。结果表明,三维花状结构形成的较大的比表面和大孔隙使得电极具有较好的赝电容性能,在电流密度为1,2和3 A/g时比电容分别达到392,338和276F/g,且具有良好的循环稳定性。     

塑料基TiO2电致变色薄膜制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法分别在镀有ITO透明电极的玻璃和塑料基体上制备了TiO2电致变色薄膜,对比研究了不同基体上溶胶的成膜性及薄膜的电致变色性能.结果表明:在相对湿度低于15%的环境中,采用0.4mol/L的溶胶可以通过多次提拉制得表面光洁的较厚透明TiO2薄膜;随热处理温度的升高,薄膜的电色可逆性变好,循环寿命变大,但离子储存能力下降;塑料基TiO2薄膜与相同条件下制备的玻璃基薄膜具有相似的性能,呈现出较弱的阴极电致变色效应和较强的Li 储存能力,有望用作柔性电致变色器件的对电极.     

钒掺杂氧化钨纳米线的制备与电致变色/储能性能

与Nb同族的V元素离子半径略小于W离子的半径，掺杂V元素可以提高氧化钨纳米线的离子扩散速率和结构稳定性。采用磁控溅射法和水热法制备V掺杂氧化钨纳米线薄膜，并通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和电化学测量装置探究不同V掺杂量对样品形态、成分以及电致变色性能等方面的影响。结果表明：通过适当的V掺杂，样品的光学性能得到了提升。当V掺杂量为0.1%(原子分数)时，氧化钨薄膜表现出最佳的电致变色性能。晶面间距、V—O键的加强和氧空位浓度等因素是影响氧化钨薄膜电致变色性能的关键因素。本工作将为V掺杂氧化钨纳米线结构作为电致变色材料和器件的研究提供有益参考。