纳米TiO_2复合微粒的制备及应用

为了改善纳米半导体TiO2的分散性,制备了以微米级的PMMA塑料粒子为核心粒子的TiO2/PMMA复合微粒和以SiO2作为表面包覆的TiO2/SiO2复合粒子。通过对TiO2/PMMA进行紫外、SEM测试,发现由于TiO2粒子分散性的改善,复合微粒对紫外线的吸收能力为纳米TiO2与PMMA塑料粒子混合物的3～10倍。在对TiO2/SiO2进行TEM、XRD及比表面测试后,结果表明复合粒子是由4nm的SiO2膜和约12.6nm的TiO2核组成。     

Al_2O_3包覆纳米TiO_2的制备及其性能研究

采用并流中和法,以混晶纳米TiO2颗粒为载体,Al2(SO4)3为包覆剂,用NaOH调pH值,在纳米TiO2表面包覆致密的Al2O3膜。并用TEM、XRD、IR及X射线能谱对其进行了表征,测定了包覆改性前后纳米TiO2的ζ电位、黏度以及光催化性能。结果表明:该包覆方法可行,改性后的TiO2零电点pH值增大至8,亲油性能得到改善,紫外屏蔽能力提高和光催化活性降低。     

PANI/TiO2纳米复合材料的制备及其发光性能研究

采用原位化学氧化聚合的方法制备了一系列不同纳米TiO2含量的PANI/TiO2纳米复合材料,利用FI-IR、TG、XRD、TEM、SEM等方法对产物进行了结构表征和性能研究.研究表明:PANI包覆在TiO2表面,形成分散均匀的纳米复合粒子,直径约20～30nm; PANI/TiO2纳米复合材料有一定程度的晶化;在复合材料中,TiO2和聚苯胺分子链之间存在强的相互作用,并对复合材料的热稳定性起促进作用:通过UV-Vis、荧光光谱探讨了掺杂纳米TiO2粒子对PANI光学性能的影响,结果表明:PANI/TiO2纳米复合材料在紫外和可见光区域均有较强吸收,并在348nm处激发产生荧光,荧光强度随着TiO2的掺杂出现较大的提高.     

TiO2/SiO2纳米多层膜光学特性研究

采用磁控溅射方法在玻璃基底上制备了TiO2／SiO2纳米多层膜,用椭偏仪测试了薄膜的厚度和折射率。黑体实验研究表明,TiO2／SiO2纳米多层膜在800nm～1600nm区域内对红外线的吸收较好,且吸收率随着温度的升高而增大。红外光谱研究表明, TiO2／SiO2纳米多层膜在2300cm-1～2900cm-1区域内对红外线的吸收较好。     

O2分压和退火对TiO2/SiO2纳米多层膜结构和光学性能的影响

利用Mass软件设计了TiO2/SiO2纳米多层光学增透膜膜系,并采用高真空电子束蒸发系统在不同O2分压条件下制备了TiO2/SiO2纳米多层膜,TiO2/SiO2薄膜多层膜体系在沉积条件下获得了很好的宽光谱光学透射性能,在可见光谱范围内透射率接近设计值,平均透射率达到90%以上。通过一系列测试方法对多层膜退火前后的透射率、组分结构和退火以后的残余应力以及表面形貌进行了研究。实验结果表明:在较高O2分压条件下,由于多层膜结构中O空位的减少,使得多层膜透射率逐渐增加。在退火条件下,随着退火温度的增加,导致了表面均方根粗糙度(RMS)的增加以及晶粒的聚集长大,500℃时多层膜组分结晶化明显加强,使得缺陷增多;同时受退火温度的影响,残余应力逐渐增加,组分相互扩散加剧使得多层膜界面受到破坏。这些因素最终导致TiO2/SiO2多层膜的透射率逐渐降低。     

聚甲基丙烯酸甲酯与SiO2的复合研究

将正硅酸乙酯和乙醇的混合溶液加入到乙醇、水和氨水的混合溶液中,水解制备出单分散SiO2的乙醇分散液,然后分离出SiO2纳米粒子.接着利用硅烷偶联剂KH-570对SiO2纳米粒子进行表面改性以改善其亲油性.通过分散性试验,发现SiO2纳米粒子的亲水性明显降低而亲油性明显增加,证明硅烷偶联剂KH-570已经成功地接枝到纳米SiO2颗粒表面.采用超声波分散方法将其分散在含有甲基丙烯酸甲酯的乙酸乙酯和苯组成的混合溶液中,采用原位聚合法制备出PMMA/SiO2纳米复合材料.利用DSC、TGA和FTIR实验方法及溶解性实验对PMMA/SiO2纳米复合材料进行了测试.试验结果表明,SiO2纳米粒子在复合材料中起着物理交联点和化学交联点的作用.     

金红石型纳米TiO2的液相激光烧蚀合成

利用浸入聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)水溶液中的金属钛片为靶材,采用1064nm红外脉冲激光进行液相激光烧蚀制备了金红石型纳米TiO2。应用XRD、TEM、HRTEM和Raman对产物进行表征,并对其形成机理进行了探讨。结果表明:金红石型纳米TiO2可通过液相激光烧蚀法在室温下一步合成,颗粒平均粒径约50nm,尺寸分布比较窄,分散性较好。脉冲激光诱导的瞬间等离子体可能是金红石型纳米TiO2形成的主要原因。     

金包覆TiO_2纳米薄膜的光催化杀菌性能研究

采用射频反应溅射法在玻璃衬底上制得均匀透明的TiO2纳米薄膜,然后采用金(Au)离子溅射镀膜法制得金包覆TiO2复合薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等研究了金包覆TiO2薄膜的结晶特性和表面形貌。研究显示,射频功率为200W时,射频薄膜表面光滑平整,由锐钛矿型TiO2纳米微粒构成,其微粒直径在20～100nm。Au离子溅射镀膜和真空退火后薄膜的表面形貌没有明显的变化。采用细菌涂布培养法对金掺杂TiO2纳米薄膜的光催化杀菌性能进行研究,结果表明金包覆TiO2纳米复合薄膜较单一TiO2纳米薄膜在光催化杀菌范围、速度及效率上具有明显的增强,对枯草芽孢杆菌在10min内的杀菌率均达到90%以上。根据实验结果,讨论了金包覆TiO2纳米薄膜光催化杀菌机理。     

TiO_2掺杂量对PTFE/SiO_2复合材料性能的影响

采用新型化学工艺,制备了SiO2与TiO2共同填充的PTFE复合材料,系统研究了TiO2掺杂量对所制复合材料显微结构、微波介电性能和热膨胀系数的影响。结果表明,复合材料的密度、介电常数和热膨胀系数都随着掺杂量的增大而增加,吸水率随着掺杂量的增大而减小,介电损耗随着掺杂量的增大先减小后增大。当TiO2掺杂量为质量分数7%时,PTFE很好地包覆在SiO2表面,复合材料结构致密,具有与铜箔较为匹配的线膨胀系数(17.76×10–6/℃),且介电性能优良(εr=2.94,tanδ=0.000 82)。     

PAN/CoFe_2O_4纳米复合物的制备及表征

以硝酸铁、硝酸钴和柠檬酸为原料,通过溶胶-凝胶微波加热自蔓延燃烧法制备出了纯的立方尖晶石型铁酸钴(CoFe2O4)纳米粒子,然后通过原位聚合将聚苯胺(PAN)对所得粒径约20～30nm铁酸钴纳米粒子进行了包覆,制得了PAN/CoFe2O4纳米复合物。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等测试手段对所得产物的形貌和结构进行了表征。结果表明,PAN链段与CoFe2O4纳米粒子之间存在作用力,通过原位聚合制得的PAN包覆在CoFe2O4纳米粒子表面,X射线粉末衍射和红外光谱进一步证实了PAN/CoFe2O4纳米复合物的形成。荧光分析结果表明,引入CoFe2O4纳米粒子后PAN荧光强度增强。     

铸铝表面激光制备纳米Al2O3/TiO2镀层的耐磨性研究

本文对铸铝(ZL104)表面激光镀覆纳米Al2O3/TiO2镀层的耐磨性进行了研究,结果表明其相对耐磨性比同样基材表面热喷涂Al2O3/TiO2镀层有明显改善。按ASTMG99及DIM50324测试标准,在选定的试验条件下,激光镀覆层的相对磨损体积比热喷涂层减少了92%。主要是因为激光快速镀覆工艺及引入纳米材料的“纳米效应”的综合作用结果。     

Ta2O5对TiO2基压敏陶瓷半导化的影响

研究Ta2O5对（Sr，Bt，St，Ta）掺杂的TiO2基压敏陶瓷半导化的影响，发现随着Ta2O5增加，晶粒电阻呈现“U”字型变化规律，按照配方TiO2＋0．3％（SrCO3＋Bt2O3＋SiO2）＋0．1%Ta2O5（摩尔分数）配制的样品的晶粒电阻最小，这表明适当增加施主Ta2O5的含量有助于材料晶粒的半导化。     

新型MOS氧化层TiO_2薄膜

采用低压MOCVD法在(111)取向硅基上制备了TiO2薄膜代替通常MOS结构的SiO2,并测量了TiO2薄膜的介电常数、表面固定电荷密度和电阻率,与SiO2作比较,结果表明:TiO2的MOS结构比SiO2具有更优良的性质,更适应于超大规模集成电路制造。     

Influence of window layer thickness on double layer antireflection coating for triple junction solar cells

The optimization of a SiO₂/TiO₂,SiO₂/ZnS double layer antireflection coating（ARC）on Ga_0.5In_0.5P/In_0.02Ga_0.98As/Ge solar cells for terrestrial application is discussed.The Al_0.5In_0.5P window layer thickness is also taken into consideration.It is shown that the optimal parameters of double layer ARC vary with the thickness of the window layer.     

纳米二氧化钛粉体在水中的分散行为

为使纳米TiO2在水溶液中良好稳定地分散,采用透光率法对粒径约为30 nm的锐钛型TiO2粉体在水溶液中分散行为进行了研究,并对其进行粒度分布、电位的测定。实验结果证明:加入量为二氧化钛质量0.8%的硅酸钠作为分散剂,调节pH值为8~10,超声分散约10 min可以使纳米二氧化钛在水溶液中获得良好稳定的分散。通过测定分散相在分散介质中的电位,验证了pH值影响纳米TiO2粉体在水中的分散行为。     

TiO2超细微粒的有序组装

将水解法制备的ＴｉＯ２超细闰溶胶液滴于水平旋转的高取向热解石墨（ＨＯＰＧ）基底上，可形成一定面积的有序性排列较好的二维结构，基底ＨＯＰＧ具有原子级粗糙度表面。沿液膜铺展方向取点进行原子力显微镜观察，证实了在扩展液膜边缘的ＴｉＯ２超细微粒有序性最好，而且粒径最小；造近落滴位置处，粒子多聚集成一定的畴结构，粒子的粒径也增大。此外，对比观察了落滴于水平云母基底上形成膜的表面形貌，进行了相应的讨论。     

用于KDP晶体保护的AF2400-SiO2疏水光学薄膜

在惯性约束聚变(ICF)装置中大量使用具有变频特性的水溶性磷酸二氢钾(KDP)类晶体材料。在KDP晶体上镀制薄膜材料成为保护KDP晶体的有效措施。以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶法和提拉方式制备膜厚λ/4的增透膜,再采用具有高憎水特性、高透射率、低折射率的氟聚合物AF2400在FC-75的可溶解特性,在SiO2增透膜上旋涂AF2400防潮膜。对薄膜的表面形貌、疏水性能、光学性能和抗激光损伤阈值等进行了测试。结果显示,AF2400-SiO2复合光学薄膜表面平整,折射率为1.21,疏水角可以达到110°~120°,抗激光损伤阈值为19.5 J/cm2,是性能优良的疏水光学薄膜,可用于三倍频晶体KDP的保护。     

电子墨水用SiO2白色电泳颗粒的表面包裹及荷电

采用控制正硅酸乙酯在氨水-无水乙醇中水解的方法,制备出适合电子墨水使用的白色SiO2颗粒。将经H2O2浸泡,由甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)表面改性的SiO2颗粒,与苯乙烯单体分散在异丙醇中,采用自由基共聚法在SiO2颗粒表面包裹不同厚度的聚苯乙烯包4裹层。采用场发射扫描电镜(Field Emission Scanning Electron Micro-scopes)、高分辨率透射电镜(High Resolution Transmission Electron Microscopes)、傅立叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Ray)、纳米粒度及Zeta电位分析(Zetasizer)等分析方法,研究了包裹前后SiO2颗粒的表面形貌、颗粒尺寸及包裹层厚,包裹后颗粒的表面化学键合情况,颗粒在四氯乙烯中的表面Zeta电位以及在四氯乙烯中的分散性。结果表明:自制SiO2颗粒呈球形,粒径约300 nm,SiO2颗粒表面包裹了聚苯乙烯,包裹层较为均匀完整,层厚约为10～25 nm,并随包裹颗粒时所加苯乙烯单体量增大而变厚,颗粒在四氯乙烯中的表面Zeta电位由-4.26 mV提高到-49.47 mV,包裹后颗粒在电势为9 V的电场下,响应时间理论计算值到达40 ms,颗粒在四氯乙烯中的分散性良好,分散后静置48 h,分散率可达到87%。     

纳米VO2薄膜的制备及其可见光透过率的改善

阐述了一种纳米VO2薄膜材料新型结构的制备方法.先用反应离子束溅射和退火工艺在玻璃基底上制备出具有相变特性的薄膜.HRTEM及XRD显示这种薄膜含有纳米量级的VO2颗粒,四探针测试电阻温度关系表明该类材料相变温度已经靠近室温,变化温度下测得的红外透过曲线表明该材料在相变前后具有良好的红外光开关特性.再针对该薄膜材料较低的可见光透过率,提出S iO2减反膜设计,取得了较好的实验效果.为开展VO2薄膜材料在智能窗类光电产品的应用研究打下了基础.