八异戊氧基-2,3-萘酞菁镍旋涂膜对NO2的气敏特性

为了设计对NO2气体具有高灵敏度、可逆性和专一选择性的敏感材料和克服敏感膜制作工艺复杂的缺点,利用旋涂技术制备了八异戊氧基-2,3-萘酞菁镍(N iNc(iso-PeO)8)气敏薄膜,采用AFM观察其表面形貌,研究了N iNc(iso-PeO)8旋涂膜对NO2的气敏性,分析了薄膜形貌和测试温度等因素对薄膜气敏性的影响.结果表明,旋涂溶液浓度较低时制备的薄膜表面均匀,平整度较好,萘酞菁分子以无序聚集形式排列在基片上.工作温度升高,薄膜对NO2的响应恢复能力增强;不同温度下N iNc(iso-PeO)8旋涂膜对NO2灵敏度的顺序为:20℃<50℃<75℃<100℃>130℃.     

ZnO薄膜制备及其有机蒸汽敏感特性分析

采用直流磁控溅射法进行ZnO薄膜的制备,探讨了O2/Ar对薄膜方块电阻,退火对薄膜结构的影响.在对不同退火温度的ZnO薄膜的气敏特性进行测试后表明:较低的退火温度有利于提高器件气敏特性,其中经600℃退火的ZnO薄膜的灵敏度最高,其最佳工作温度为350℃.实验制备的ZnO薄膜对丙酮、汽油等有机蒸汽都有较高的敏感性和较短的响应-恢复时间,呈现对有机蒸汽敏感的广谱性.     

沉积温度对ZnO薄膜结构形貌及光学性能的影响

以Zn(NO3)2·6H2O为前驱体,采用超声喷雾热解法在玻璃衬底上沉积了ZnO薄膜,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外光谱仪(UVS)等对所得ZnO薄膜进行表征,研究了沉积温度对ZnO薄膜的结构、微观形貌及光学性能的影响。结果表明,沉积温度为500℃时所制备的薄膜质量最佳,形成的是六角纤锌矿ZnO结构,且薄膜沿(002)晶面择优取向生长显著,薄膜表面光滑致密,晶粒细小均匀,尺寸在50~60nm。薄膜表现出良好的光学性能,可见光透过率可达87%。     

玻璃基TiO_2/(Cu,Al)复合薄膜可见光活性影响因素研究

以钛酸四丁酯、硝酸铜和硝酸铝为先驱原料,乙醇为溶剂,二乙醇胺为稳定剂制备了玻璃基TiO2/(Cu,Al)复合薄膜。采用XRD、SEM和分光光度计研究了薄膜焙烧温度对复合薄膜晶相组成、形貌以及可见光催化活性的影响,采用UV-Vis分光光度计表征了混合离子加入量对复合薄膜光谱响应的影响规律。结果表明,掺杂混合离子的TiO2复合薄膜在450℃即可开始形成锐钛矿相,直至600℃一直保持锐钛矿相,表现出很好的晶体结构稳定性,而纯TiO2薄膜550℃焙烧时即出现金红石相;SEM晶相结构显示550℃焙烧的复合薄膜晶体形成均匀,致密,对基片覆盖率高,相应的可见光催化活性也最高;随着混合离子加入量的增加,光谱响应吸收边不同程度地红移至可见区,尤以掺杂量n=2 mol的Ti100-x/CuxAl2x复合薄膜吸收边红移最大(较纯TiO2薄膜大约红移75 nm)。光催化实验表明,复合薄膜的可见光活性显著提高,掺杂量n=2 mol的Ti100-n/CunAl2n复合薄膜对酸性红B的降解脱色率可达67.3%,比纯TiO2的降解脱色率(5.5%)提高了近12倍。     

氧氩比和退火温度对AZO薄膜结构与性能的影响

在通氩气和不同比率氧氩混合气体的条件下,利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备铝(Al)掺杂氧化锌(AZO)薄膜(溅射功率为180W,衬底温度为300℃),并对部分薄膜样品进行400℃或500℃退火处理.采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和分光光度计对薄膜的结构、表面形貌和光学性能进行测试研究.结果表明,制备的所有薄膜均呈现(002)晶面择优生长;与氩气溅射相比,当采用氧氩混合气体溅射时,生长的AZO薄膜晶粒尺寸显著增大;退火处理使2类薄膜的表面粗糙度都明显减小,晶粒也有所增大(7%~13%).其中,在氧氩比为1∶2的混合气体中制备的薄膜,经过500℃退火后,晶粒尺寸最大(39.4nm),薄膜表面更平整致密,在可见光区平均透过率接近最大(89.3%).     

玻璃基TiO2/(Cu,Al)复合薄膜可见光活性影响因素研究

以钛酸四丁酯、硝酸铜和硝酸铝为先驱原料,乙醇为溶剂,二乙醇胺为稳定剂制备了玻璃基TiO2/(Cu,Al)复合薄膜.采用XRD、SEM和分光光度计研究了薄膜焙烧温度对复合薄膜晶相组成、形貌以及可见光催化活性的影响,采用UV-Vis分光光度计表征了混合离子加入量对复合薄膜光谱响应的影响规律.结果表明,掺杂混合离子的TiO2复合薄膜在450 ℃即可开始形成锐钛矿相,直至600 ℃一直保持锐钛矿相,表现出很好的晶体结构稳定性,而纯TiO2薄膜550 ℃焙烧时即出现金红石相;SEM晶相结构显示550 ℃焙烧的复合薄膜晶体形成均匀,致密,对基片覆盖率高,相应的可见光催化活性也最高;随着混合离子加入量的增加,光谱响应吸收边不同程度地红移至可见区,尤以掺杂量n=2 mol的Ti100-x/CuxAl2x复合薄膜吸收边红移最大(较纯TiO2薄膜大约红移75 nm).光催化实验表明,复合薄膜的可见光活性显著提高,掺杂量n=2 mol的Ti100-n/CunAl2n复合薄膜对酸性红B的降解脱色率可达67.3%,比纯TiO2的降解脱色率(5.5%)提高了近12倍.     

退火工艺对Nd掺杂Ca0．4Sr0．6Bi4Ti4O15薄膜的性能影响

利用Sol-Gel法、快速退火工艺在Pt(100)/Ti/SiO2/Si衬底上成功制备了Nd掺杂的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15(C0.4S0.6NT)铁电薄膜.分别研究了退火工艺中热解温度、退火温度对C0.4S0.6NT薄膜取向及铁电性能的影响,并探讨了C0.4S0.6NT薄膜取向生长的微观机制.XRD衍射分析表明:350℃热分解温度得到的薄膜I(200)/I(119)达到最大;退火温度达到700℃,薄膜中的Bi2Ti2O7相全部转化成铋层状钙钛矿相;P-E电学性能测试显示:退火温度高有助于提高薄膜的剩余极化(Pr);350℃热分解温度,750℃退火温度得到高(200)取向的薄膜,铁电性能较好,Pr 和Ec分别为14.2μC/cm2和84.5kV/cm.     

电纺PAN纳米纤维的石墨化调控及对NO的催化性能

为提高碳纳米纤维在接近室温下(20℃)对低浓度一氧化氮(NO,50 mg/L)的催化氧化性能,采用高压静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)基碳纳米纤维,经预氧化、碳化和活化处理工艺,得到了具有高孔隙率和高比表面积结构的碳纳米纤维(PCNF);通过对纤维的碳化和活化温度(800、850、900、950℃)的调控,获得了一系列具有石墨化度且孔结构和比表面积可控的多孔碳纳米纤维;将制备的碳纳米纤维用于接近室温下(20℃)对低质量浓度NO(50 mg/L)的催化氧化脱除。结果表明:不同碳纳米纤维的石墨化度对低浓度的NO呈现出不同的催化活性,同时对碳纳米纤维的孔结构和比表面积也有规律性的影响,当石墨化度为0.85时对NO的催化氧化效率最大为3.4%。     

Bi_2Te_3薄膜的制备及热电性能研究

利用化学沉积技术在云母衬底上制备Bi_2Te_3薄膜,采用光学显微镜研究不同的制备条件对Bi_2Te_3薄膜样品形貌的影响,并使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪和Seebeck系数电导率测试仪分析Bi_2Te_3薄膜的物相、厚度、元素含量和热电参数。实验结果表明,在蒸发源温度为525℃、携带气流流速为30sccm、生长压力为50Pa的最佳条件下制备出高质量连续、室温功率因子为48.2μWm~(-1)K~(-2)的Bi_2Te_3薄膜。     

聚吡咯薄膜的制备及其氨气敏感特性的研究

运用聚电解质自组装膜对基片表面进行化学改性,通过原位聚合法及自组装方法在基片表面沉积聚吡咯薄膜,利用紫外可见分光光度计(UV-Vis)和原子力显微镜(AFM)对聚吡咯薄膜进行了分析表征。采用平面叉指电极制备了PPy薄膜气体传感器,研究了其在常温下对有毒气体NH3的敏感性及对-30℃~+60℃温度范围内、5.9% R.H~59.6% R.H范围内的湿度其敏感特性的变化,讨论了薄膜沉积时间对气敏特性的影响。结果表明,该传感器对浓度为0~141 ppm的NH3具有较高的灵敏度,对氨气的响应及恢复特性也很好,当沉积时间为20 min时,该传感器的NH3敏感特性最好。     

石墨烯与碳纳米管氢吸附性能的分子模拟

在293.15 K、101.30 kPa的条件下,测定了氢气在石墨烯、单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的储氢密度,对比了同等条件下采用不同力场计算得到的数据,筛选了3种碳材料的最佳计算力场。在此基础上,进一步计算了3种碳材料在0~1 000.00 kPa、77.00~573.15 K条件下的储氢密度。结果表明,Dreiding力场是计算石墨烯吸附储氢密度的最佳力场,Universal力场是计算碳纳米管吸附储氢密度的最佳力场;在给定条件下,3种材料吸附储氢能力强弱排序为石墨烯>单壁碳纳米管>多壁碳纳米管,储氢能力与材料的比表面积及其与氢气的弱结合力紧密相关。该研究结果可为分子模拟碳材料吸附储氢和储氢材料设计提供数据和理论支撑。     

金属Co催化直流碳弧放电产物的研究

在直流碳弧法的阳极棒中掺入金属Co作催化剂生产单壁碳纳米管和碳包Co纳米晶 对产物进行了X射线衍射分析 ,用高分辨电镜观察单壁碳纳米管和碳包Co纳米晶的形貌 ;并比较了碳包Co的含量对Co纳米晶产量和粒径大小的影响 ;研究结果表明阳极棒中Co的加入有利于曲卷状的石墨结构碳纳米管和碳包Co纳米晶的形成 ,而纳米晶粒的粒径大小则随Co含量的增多而增大     

纯化单层碳纳米管的正交实验法

利用正交实验法来进行最佳实验条件的确定,得到纯化单层碳纳米管的最佳条件为：焙烧的时间为45min,离心的速度为12000r/min,时间为45min,超声时间为45min．     

高含量氮掺杂碳纳米管的合成及NO电氧化

为研制NO检测灵敏度高的电极修饰材料,以吡啶和尿素为碳源和氮源,以FeMgO为催化剂,在NH3下于800～900℃采用CVD法原位合成了氮掺杂碳纳米管（CN xNTs）,确定了氮的原子分数为7.05 CN xNTs的最佳合成条件.通过对透射电镜（TEM）、x 射线光电子能谱（XPS）、x 射线衍射分析仪（XRD）和Raman光谱进行研究,结果表明所合成的CNxNTs随着反应温度的降低有序度减小,管壁缺陷增加.循环伏安法研究的NO在碳纳米管修饰电极上的电氧化行为结果表明：NO在CN xNTs修饰电极上的电氧化活性均高于未掺杂氮的多壁碳纳米管（MWCNTs）,其中,氮原子分数为7.05的CN xNTs修饰电极的电氧化峰电位最小,峰电流密度最大,反应活性较大.该电极上NO检测的灵敏度最高,是一种比较理想的电极修饰材料.     

Preparation and Performance of Corona-proof Conductive Composite Coatings

Because of its merits,acrylic resin was chosen to improve the mechanical,conductive and hydrophobic properties.Carbon fiber powders (CF),carbon nanotubes (MWCNT),and nano-TiO_2 were incorporated into the acrylic resin to prepare the corona-proof conductive composite coatings.The incorporation of CF and MWCNT may improve the conductivity and mechanical strength of the coatings.However,the addition of nano-TiO_2 may increase the hydrophobicity of the coatings.Thus,the effects of different additives on the mechanical properties,conductivity,hydrophobicity and heat resistance of the conductive film were studied.The experimental results show that the incorporation of carbon fiber powders and multi walled carbon nanotubes can significantly improve both the conductivity and mechanical properties of the conductive coatings,and the addition of nano titanium dioxide can improve the hydrophobicity of the conductive film.     

Cu和Sn改性多壁碳纳米管对VOCs气体的吸附

采用溶胶?凝胶法对多壁碳纳米管进行改性,使SnO₂与MWCNTs复合并掺杂Cu离子。通过SEM、XRD、FTIR对样品M、M+Cu、M+Sn和M+Sn+Cu进行表征,分析其表面微观结构,用静态吸附法测量了不同样品对VOCs的饱和吸附量,并分别从VOCs质量浓度、温度影响等方面进行了分析。结果表明,4种吸附剂样品的饱和吸附量与VOCs质量浓度和温度呈线性相关,且二者数值越大,饱和吸附量越小;在常温（25 ℃）常压下,MWCNTs对VOCs气体的吸附量几乎为0,样品M+Cu的饱和吸附量略小于样品M+Sn,样品M+Sn+Cu的吸附效果最佳,约为M+Sn的2倍,可达37.4 mg/g。     

基于拉曼光谱的类金刚石薄膜的热稳定性研究

利用阴极真空弧放电设备制备了表面光滑的类金刚石薄膜材料,通过多波长激发的拉曼光谱研究了不同退火条件下所制薄膜的热稳定性.实验结果表明,在小于400℃的温度处理下,类金刚石薄膜微观结构几乎不发生变化,薄膜处于稳定区;当温度升高至600℃,微观结构开始发生微妙的变化,认为处于亚稳定区;当温度升至800℃甚至1 000℃时,类金刚石薄膜的微观结构发生显著变化,薄膜开始出现石墨化,物理性质不能保持稳定.     

电沉积法制备DSSCs的CNTs对电极

以碳纳米管(CNTs)为原料,采用电沉积方法制备了染料敏化太阳能电池的对电极。研究了电沉积过程中外加电压、水浴温度、沉积时间对CNTs对电极及其组装电池性能的影响。用扫描电子显微镜对CNTs薄膜的表面形貌进行表征,通过电池的短路电流密度、开路电压、填充因子和光电转换效率等指标来表征CNTs对电极组装电池的性能。结果表明,当外加电压为20V、电沉积时间为10min、水浴温度为65℃时,CNTs对电极组装的电池光电转换性能最佳,为3.77%。     

Structure and Composition of Crystalline Carbon Nitride Films Synthesized by Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition

Crystalline carbon nitride thin films were prepared on Si (100) substrates by a microwave plasma chemical vapor deposition method, using CH4/N2 as precursor gases. The surface morphologies of the carbon nitride films deposited on Si substrate at 830℃ are consisted of hexagonal crystalline rods. The effect of substrate temperature on the formation of carbon nitrides was investigated. X-ray photoelectron spectroscopy analysis indicated that the maximum value of N/C in atomic ratio in the films deposited at a substrate temperature of 830℃ is 1 .20, which is close to the stoichiometric value of C3N4. The X-ray diffraction pattern of the films deposited at 830℃ indicates no amorphous phase in the films, which are composed of β- and α-C3N4 phase containing an unidentified C-N phase. Fourier transform infrared spectroscopy supports the existence of C-N covalent bond.     

Structure and Composition of Crystalline Carbon Nitride Films Synthesized by Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition

Crystalline carbon nitride thin films were prepared on Si (100) substrates by a microwave plasma chemical vapor deposition method, using CH4/N2 as precursor gases. The surface morphologies of the carbon nitride films deposited on Si substrate at 830℃ are consisted of hexagonal crystalline rods. The effect of substrate temperature on the formation of carbon nitrides was investigated. X-ray photoelectron spectroscopy analysis indicated that the maximum value of N/C in atomic ratio in the films deposited at a substrate temperature of 830℃ is 1.20, which is close to the stoichiometric value of C3N4. The X-ray diffraction pattern of the films deposited at 830℃ indicates no amorphous phase in the films, which are composed of - and -C3N4 phase containing an unidentified C-N phase. Fourier transform infrared spectroscopy supports the existence of C-N covalent bond.