In_2S_3/ZnO薄膜太阳能电池的制备及光电特性研究

首先利用两步化学方法在FTO透明导电基底上,制备了分布均匀且垂直于基底表面的ZnO纳米片阵列,再利用连续离子层吸附法制备了In_2S_3/ZnO异质结构纳米薄膜,并对其结构、形貌和光吸收等性质进行了表征。详细讨论了异质结构纳米薄膜的光电化学性质,测试结果显示,In_2S_3/ZnO异质结构纳米片阵列的光电流密度约为ZnO纳米片阵列的4倍。     

氧化锌纳米棒及纳米管阵列薄膜的制备

采用水溶液法在ITO玻璃上电沉积了高度取向的ZnO纳米棒阵列,并通过碱液化学浸蚀法获得了ZnO纳米管.分别探讨温度及沉积时间对ZnO纳米棒阵列薄膜沉积的影响,和温度及浸蚀时间对浸蚀ZnO纳米管阵列薄膜的影响,采用SEM测试方法分析了ZnO纳米管阵列薄膜的最终形态.     

Pt纳米粒子/ZnO纳米管修饰的钛片葡萄糖传感器

基于钛片载Pt纳米颗粒修饰的ZnO纳米管电极制备了葡萄糖生物传感器。用电化学沉积法制备了ZnO纳米棒阵列,并用化学腐蚀法制备了ZnO纳米管。Pt纳米颗粒采用恒电位沉积法修饰在ZnO纳米管表面。用扫描电子显微镜和X-射线衍射表征了纳米Pt-ZnO/Ti修饰电极。该修饰电极在0.05 M的NaOH中对葡萄糖的催化氧化表现出很好的响应,线性范围为1×10-5～1×10-2mol/L,响应时间小于4 s,并且具有良好的重现性。     

Y掺杂BaZrO3纳米管阵列的制备和光致发光性能

以阳极氧化制备的ZrO2纳米管阵列为模板,采用水热法合成了不同量Y掺杂的BaZrO3纳米管阵列薄膜。通过TEM、XRD和SEM等方法对样品进行了表征。结果表明,样品薄膜均由纳米管组成,管壁光滑均匀。Y3+掺杂进入BaZrO3晶格中,产物具有立方钙钛矿型结构。不同掺杂量的纳米管阵列在400 nm光激发下发出波长为454 nm的蓝光和530 nm的绿光,并且在Y掺杂量小于5 mol%范围内,随着Y掺杂量的增加发光强度逐渐增强。     

水热合成法制备ZnO纳米棒有序阵列薄膜

采用水热合成法在预先生长的ZnO种子层的玻璃衬底上制备出ZnO纳米棒有序阵列薄膜。通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和选区电子衍射分析表明：所制备的薄膜由垂直于ZnO种子层的纳米棒组成,呈单晶六角纤锌矿ZnO结构,且沿[001]方向择优生长,纳米棒的平均直径和长度分别为10．0nm和3．3μm。     

量子点敏化太阳电池光阳极研究进展

在量子点敏化太阳电池的性能研究中,光阳极薄膜的优化一直是研究的重点。除了传统的TiO_2纳米颗粒,通过一些简单实验制备出的纳米管、纳米线阵列,一维核壳纳米结构也被广泛的应用于光阳极中。形貌易于控制的ZnO因与TiO_2具有相似的能带结构和物理性质,又兼具高的电子迁移率而成为比较理想替代物。一维ZnO及其核壳结构半导体材料的制备及性能研究表明,其具有良好的导电性,电荷分离传输效率高,光俘获性能好等优点,已成为量子点敏化太阳电池光阳极研究的重要方向。     

高定向ZnO纳米棒阵列膜的制备及其光学性能

采用阴极恒电位沉积方法,在Zn(NO3)2溶液中,用六亚甲基四胺作为形貌控制试剂,直接在氧化铟锡玻璃衬底上制备出透明致密的ZnO纳米棒阵列膜。通过X射线衍射、扫描电镜和能量色散谱表征了薄膜的形貌和结构,测量了ZnO纳米棒阵列膜的光学透射谱和光致发光谱。结果表明:所制备的具有c轴高度择优取向的ZnO纳米棒为高纯单晶纤锌矿结构,粒径约为200nm,膜的结晶度和表面平整度明显提高。ZnO薄膜在可见光区具有高透射率(80%)和陡峭的吸收边缘,室温光致发光谱显示,在380nm处存在一个尖锐的强紫外发射峰和在510nm处存在一宽带弱绿光发射峰。     

纳米复合结构二氧化钛薄膜的制备及其光降解水中若丹明B的能力

用双氧水低温氧化金属钛片的方法制备了TiO2纳米棒阵列,并以该阵列为基体,用浸渍渗透溶胶-凝胶技术制备了TiO2纳米颗粒嵌入TiO2纳米棒阵列基体的复合结构薄膜.用X射线衍射、场发射扫描电镜及光致发光光谱研究制得薄膜的结构和发光性能.结果表明:纳米棒阵列为金红石与锐钛矿的混晶结构,而溶胶-凝胶获得的TiO2为纯锐钛矿结构.在复合构造薄膜中TiO2纳米颗粒嵌入到纳米棒阵列间隙中,其光生电子-空穴对的空间分离效果得到明显改善.用制得的薄膜进行光催化降解水中若丹明B的实验结果显示:复合结构薄膜的光催化效率高于相应的纳米棒阵列,其表观反应常数是相同质量的溶胶-凝胶法制备薄膜的3倍,这是因为第二相TiO2纳米颗粒嵌入TiO2纳米棒阵列中促进了光生电子-空穴对的空间分离,从而提高了复合结构薄膜的光催化活性.     

纳米管阵列光催化剂研究进展

TiO₂纳米管阵列以其优异的性能成为很有发展前景的新型纳米结构材料。综述了目前制备TiO₂纳米管阵列的3种方法,即模板合成法、水热合成法和阳极氧化法。阐述了提高TiO₂纳米管阵列的光催化活性常采用的改性方法,包括贵金属沉积、金属离子掺杂、非金属掺杂和半导体复合以及TiO₂纳米管阵列在染料敏化太阳能电池、光解水制氢、光催化降解有机污染物和气敏传感材料等领域的应用研究进展,提出通过改进制备工艺和改性方法制备高性能的TiO₂纳米管阵列光催化剂是未来主要的研究方向。     

三维In_2S_3/TiO_2纳米复合材料的制备及光电性能

采用阳极氧化法在钛网基底上制备出TiO_2纳米管阵列,利用连续离子层吸附法(SILAR)将半导体In_2S_3沉积到TiO_2纳米管表面,制备In_2S_3/TiO_2纳米复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)及紫外-可见漫反射光谱(DRS)对材料的形貌和结构进行表征,并通过荧光光谱仪以及光电信号对不同沉积圈数的In_2S_3/TiO_2纳米复合材料的光电性能进行测试。结果表明,制备的In_2S_3纳米颗粒均匀沉积在TiO_2纳米管上,并且不会堵塞纳米管的管孔。沉积不同圈数的In_2S_3/TiO_2纳米复合材料表现出不同的光电化学性质。     

Ti-2Al-1.5Mn合金表面纳米管阵列薄膜的光电化学响应特性研究

采用阳极氧化法在20V条件下氧化3h于TC1(Ti-2Al-1.5Mn)合金表面制备了纳米管阵列薄膜。研究了薄膜的表面形貌及结构,着重考察其作为光电极的开路电位和光生电流响应特性。结果表明,该纳米管膜具有高度有序的纳米管阵列结构,平均管径90nm,管长520nm。经过600℃热处理后,该薄膜电极光电响应速度快,光生电子和空穴的复合少,电子的传输效率高。     

纳米管阵列表面流动沸腾传热特性的实验研究

利用阳极氧化法在钛换热管内表面制备出了一层管阵列结构纳米薄膜。以该纳米管阵列表面管为传热元件,蒸馏水为工质,采用管外电加热竖管强制循环工艺,在恒质量流速下考察了纳米管阵列表面管的流动沸腾传热性能。在实验的基础上,得出了纳米管阵列表面管流动沸腾传热系数关联式。实验结果表明,与光滑表面管相比,流动沸腾传热温差降低了30%～55%,在没有增加阻力的情况下,沸腾传热系数提高了1.5～2.2倍。     

Ti/TiO_2/Pd纳米电极的制备和电催化性能

采用阳极氧化法在纯钛表面生成结构高度有序的二氧化钛纳米管阵列,并通过室温固相反应制备了钯纳米颗粒。采用自组装方法将钯纳米颗粒修饰到Ti/TiO2表面制备了Ti/TiO2/Pd纳米电极。利用电子扫描显微镜、X-射线衍射分析二氧化钛纳米管、钯纳米颗粒和纳米电极的微观结构和表面形貌,并研究了Ti/TiO2/Pd纳米电极对甲醇的电催化性能。结果表明,TiO2纳米管排列整齐有序,Ti/TiO2/Pd电极中Pd纳米颗粒均匀分散在TiO2纳米管表面。电化学测试结果表明,Ti/TiO2/Pd纳米电极对甲醇的电催化氧化过程具有很好的电催化活性。     

ZnO纳米线阵列膜的自组装生长及其金属接触特性

以磁控溅射制备的ZnO纳米晶薄膜作为籽晶层,用水热法在80℃氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)玻璃衬底上,实现了大面积ZnO纳米线阵列膜的取向生长,制备了3种金属-半导体-金属(metal-semiconductor-metal,MSM)结构的ZnO半导体纳米线阵列膜样品,测试了薄膜样品的光学特性和I-V特性。结果表明:在相同的生长液浓度下,籽晶层对所生长的纳米线尺度分布有显著影响。所制备的纳米线薄膜在室温下具有显著的紫外带边发射特性。ZnO纳米线/Ag和ZnO纳米线/Al的金属-半导体接触均具有明显的Schottky接触特性,而ZnO纳米线/Au的金属-半导体接触具有明显Ohmic接触特性。     

电化学沉积制备ZnO纳米棒阵列薄膜的研究

通过对不同沉积电压与沉积时间的研究,确定了电化学沉积ZnO纳米棒阵列的最佳工艺条件。在-0.5V沉积电压下沉积20h制备出了ZnO纳米棒阵列薄膜,研究结果表明:纳米棒阵列均匀致密,直径在200nm左右,并且具有高度的c轴择优取向。     

Cu_2O/TNTs电极的制备及其光电催化还原CO_2合成甲醇研究

以钛阳极氧化制备的TiO_2纳米管(TNTs)阵列为载体,采用脉冲电沉积法将Cu_2O沉积到TNTs的管壁上,制备了Cu_2O/TNTs电极。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及X射线光电子能谱(XPS)对电极的形貌以及沉积物价态进行了表征。通过循环伏安、光电流-时间曲线测试,研究了沉积电位以及沉积电量对电极光电催化性能的影响。结果表明:脉冲电沉积的沉积物为Cu_2O纳米颗粒。制备的Cu_2O/TNTs电极光电活性及稳定性明显优于Cu_2O/Ti电极。电位-0.5 V(相对于饱和甘汞电极)下脉冲沉积60mC制备的电极对CO_2还原具有较高的光电催化活性。在装有100 m L 0.1 mol/L NaHCO_3溶液的自制密闭反应器中利用Cu_2O/TNTs电极光电催化还原CO_2,合成的产物主要为甲醇,还原5 h后甲醇含量达到6.05 mg/L。     

TC4合金表面氧化钛基纳米管阵列的制备和表征

采用电化学阳极氧化法在TC4合金(Ti-6Al-4V)表面制备了TiO2基高度有序纳米管阵列。阳极氧化电解液体系为0.5wt%NH4F+0.1MH3PO4的水溶液,通过对阳极氧化电压和氧化时间的研究,揭示了纳米管阵列的制备规律。纳米管阵列的最优制备电压为20V,时间为1h,所制备纳米管管径约120nm、壁厚约17nm、管长约300nm。能量色散型X射线光谱(EDX)和X射线光电子能谱(XPS)研究结果表明没有实现对纳米结构的晶格掺杂。所制备的高度有序纳米管阵列具有广阔的应用前景。     

Cu_2S纳米棒阵列的可控合成及其表征

以氯化铜和硫脲为原料,表面活性剂十二烷基苯磺酸钠为形貌控制剂,通过水热法成功在铜丝网上制备出Cu_2S纳米棒阵列。用X射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所制备的薄膜产品进行了表征分析。研究结果表明,纳米棒的长度为300～500nm、直径为1. 5～2. 5μm。同时,对表面活性剂诱导的Cu_2S纳米棒的形成机理作了深入的讨论。     

二次阳极氧化制备TiO_2纳米管阵列及光催化性能研究

采用二次阳极氧化法制得高度有序的TiO2纳米管阵列,并与一次阳极氧化法制备TiO2纳米管的形貌和光催化活性进行了比较。利用FESEM和XRD表征分析纳米管阵列的形貌和结构。研究结果表明:二次阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列克服了一次阳极氧化法制备的TiO2纳米管的表面粗糙有絮状物、管长不均等缺陷,制备出表面平滑,长度均匀的TiO2纳米管阵列,相同条件下与一次阳极氧化制得的TiO2纳米管的光催化降解速率进行对比,前者比后者提高了近一倍。     

阳极氧化TiO2基纳米管阵列改性的研究进展

阳极氧化TiO2纳米管阵列由于具有高度有序的独特纳米结构和优异的物理化学性能,已成为纳米材料以及太阳能光转化利用等研究领域的热点之一.国内外围绕纳米管阵列的制备、改性及应用等方面开展了大量研究,取得了显著成果.最近,纳米管阵列改性方面的研究受到人们的特别关注,相关研究已经为这种高度有序纳米材料的应用打下良好基础.本文较...