氮硫共掺杂的荧光碳量子点在不同介质中对Fe~(3+)的快速检测

以柠檬酸和硫脲为前驱体,采用微波辅助法一步合成了氮硫共掺杂的荧光碳量子点,可用于具有高选择性和高灵敏度的Fe~(3+)快速检测。通过透射电子显微镜(TEM)、紫外吸收光谱、荧光光谱和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对氮硫共掺杂的荧光碳量子点进行了表征。通过氮硫共掺杂的荧光碳量子点的FTIR检测,证明其表面富含氨基和磺酸基等基团。实验结果表明Fe~(3+)可与这些基团反应,使氮硫共掺杂的荧光碳量子点的荧光静态淬灭。在Fe~(3+)的浓度为0～500μmol/L时,氮硫共掺杂的荧光碳量子点的荧光强度与Fe~(3+)的浓度有良好的线性关系,并且在自来水中的检测限为200 nmol/L。此外,氮硫共掺杂的荧光碳量子点具有在细胞中检测Fe~(3+)的潜力,拓展了其在生物传感器领域的应用。     

65mJ室温Fe~(2+):ZnSe中红外激光器

Fe~(2+):ZnSe晶体作为3~5μm波段极具潜力的中红外激光介质之一,在材料特性和转换效率等方面具有明显优势。对Fe~(2+):ZnSe晶体的吸收特性进行了研究,利用自制放电引发的非链式脉冲HF激光抽运Fe~(2+)掺杂浓度为4×1018 cm~(-3)、尺寸为10mm×10mm×5mm的Fe~(2+):ZnSe晶体,在室温下获得了65mJ的高能量Fe~(2+):ZnSe中红外激光输出,光光转换效率为31%,输出激光能量相对于晶体吸收抽运光能量的斜率效率可达37%。     

对铌锑锆钛酸铅系压电陶瓷的掺杂改性

通过对铌锑锆钛酸铅三元系固溶压电陶瓷的掺杂改性试验,发现以不同的等价离子如Ba~(2+)、Sr~(2+)等取代Pb~(2+)和以不同的金属离子如Nb~(5+)、La~(3+)、W~(6+)Fe~(3+)、Cr~(3+)、Mn~(3+)等掺杂(掺杂量0.5mol％～0.1mol％)对固溶铌锑锆钛酸铅陶瓷的压电、介电性能的影响明显不同。该文还讨论了烧结温度和保温时间对晶粒尺寸的影响。     

水热法制备掺Fe3+纳米TiO2粉体及其光学行为研究

以钛酸丁酯为前驱体,冰乙酸和无水乙醇为溶剂,以Fe(NO_3)·9H_2O为掺杂剂,采用水热法制备出Fe掺杂纳米二氧化钛粉体。通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对样品的晶型结构、微观形貌和光学行为等进行表征,研究水热反应温度、时间、Fe~(3+)的掺杂量对TiO_2粉体的影响。结果表明:随着水热处理时间、温度和Fe~(3+)掺杂量的变化,所得粉体均为锐钛矿相TiO_2纳米粉体,没有出现其他杂相。通过掺杂,XRD射线衍射峰强度有所降低,TiO_2晶粒生长受到抑制,晶粒平均粒径为10 nm左右。Fe~(3+)掺杂量为摩尔分数1%时,纳米TiO_2光吸收强度最强。     

金属离子掺杂的TiO_2-SiO_2增透膜的制备及性能

为了得到高增透的TiO2-SiO2薄膜,采用sol-gel法制备了金属离子掺杂的TiO2-SiO2薄膜,并对其透射光谱和薄膜厚度进行了表征,研究了退火温度及不同金属离子掺杂(Al3+、Fe3+和Zn2+)对TiO2-SiO2薄膜增透性能的影响。结果表明:Al3+、Fe3+可提高薄膜在可见光波段的增透性,其中,掺杂Al3+的摩尔分数为0.4%的薄膜,未经退火处理的增透性能最佳(透射率可达98%)。掺杂Fe3+使薄膜的截止波长红移量最大,约为14nm。     

电解液中金属离子对高压光箔腐蚀行为影响的研究

采用极化曲线和计时电位曲线考察了盐酸-硫酸电解液中金属离子对高压光箔腐蚀电化学行为影响,利用扫描电子显微镜(SEM)分析了金属离子对光箔腐蚀形貌和性能的影响。结果表明,电解液中单独添加Fe~(3+)或Cu~(2+)后,自腐蚀电位都正移,由于强的局部微电池效应,Cu~(2+)的影响相对Fe~(3+)更显著;单独添加Fe~(3+)后,击穿电位下降,而击穿电位随Cu~(2+)添加量的增加先增加后降低;Fe~(3+)对蚀孔形貌的影响与其浓度有关,峰值孔径随Fe~(3+)添加量的增加先增大后减小;而Cu~(2+)对峰值孔径影响较小,但会减少蚀孔密度;另外,添加少量Fe~(3+)有利于提升阳极箔520 V比容,从0.816×10~(-6)F·cm~(-2)增加到0.828×10~(-6)F·cm~(-2),而添加Cu~(2+)会降低阳极箔性能。     

印制板高速化学镀铜工艺

为提高化学镀铜的沉积速度和镀层质量,采用三烷醇胺兼作Cu~(2+)络合剂和沉铜加速剂,并利用铁离子化合物释放出的Fe~(2+)或Fe~(3+),可以有效地引发镀液的化学镀反应。     

纳米TiO_2太阳能电池电极修饰研究进展

综述了近年来国内外在TiO2太阳能电池电极修饰技术方面的研究成果,重点介绍了有关纳米TiO2薄膜电极和TiO2纳米管电极修饰技术的研究进展,包括半导体复合掺杂、过渡金属离子掺杂、非金属离子掺杂、导电高聚物掺杂和贵金属沉积掺杂等。并对该工作和今后的研究问题进行了总结和展望。     

Cd1-xZnxTe太阳电池的一维数值模拟研究

具有禁带宽度在1.45～2.25eV连续可调特性的Cd1-xZnxTe(CZT)薄膜,用于顶电池在叠层薄膜太阳电池中有巨大的应用潜力。文章使用AMPS-1D对CdS/CZT结构的薄膜太阳电池进行模拟,研究了CZT与金属接触的背电极势垒、CZT薄膜厚度及掺杂浓度对CdS/CZT电池器件性能的影响。结果表明,需要采用功函数高(大于5.8eV)的金属作为背电极以消除背电极势垒;CZT薄膜厚度低于10μm时,增加厚度有助于增大电池短路电流;当CZT具有适当厚度(～6μm)时,对CZT层进行重掺杂(掺杂浓度1019～1021 cm-3)有助于获得更高效率的CdS/CZT电池。     

中红外室温大能量Fe~(2+)∶ZnSe激光器

理论分析了室温条件下掺铁硒化锌(Fe~(2+)∶ZnSe)激光横向寄生振荡特性,结果显示通过减小抽运光斑尺寸可有效提升寄生振荡反转粒子数阈值,从而抑制Fe~(2+)∶ZnSe激光横向寄生振荡。以非链式脉冲氟化氢(HF)激光器为抽运源,搭建了Fe~(2+)∶ZnSe激光器实验装置,通过插入不同孔径的光阑,实验研究了不同抽运光斑尺寸下的Fe~(2+)∶ZnSe激光输出特性。实验结果表明,对于端面尺寸为20 mm×20 mm的Fe~(2+)∶ZnSe激光晶体,当抽运光斑尺寸≤9.2 mm时,横向寄生振荡现象可得到有效抑制,与理论分析结果相符。室温条件下,所获得的最高Fe~(2+)∶ZnSe激光脉冲能量为136 mJ,斜效率为33.2%,相对于抽运激光能量的光-光转换效率为26.5%。     

钕掺杂纳米二氧化钛光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法在Si(111)衬底上制备纳米TiO2薄膜,利用电化学阴极还原法对TiO2纳米薄膜掺杂Nd3+,对其结构及光催化活性进行研究,结果显示,所制备的样品均为多晶结构,随着Nd3+掺杂量的增加颗粒尺寸明显减小,比表面积增大.Nd3+的掺杂导致TiO2光催化剂吸光能力增强,同时吸收限红移,提高了光的利用率,并且当掺杂量为1.2%时,光催化活性最好.     

纳米TiO_2的光催化机理及其影响因素分析

介绍了纳米TiO2光催化技术的研究进展,分析了纳米TiO2的光催化机理,详细论述了影响TiO2光催化活性的主要因素。研究发现,晶粒尺寸越小光催化活性越高;贵金属沉积可提高催化剂表面光生载流子的分离效率,能抑制电子与空穴的复合;半导体耦合有利于电荷分离,扩展对光谱吸收范围;掺杂金属可引起TiO2晶格发生位置缺陷,从而抑制电子与空穴的复合,改善光催化性能;掺杂非金属在抑制晶型转变、改变样品的光吸收率以及抑制光生载流子复合等方面具有显著影响,能提高纳米TiO2的光催化效率。     

纳米TiO_2光催化剂的改性及应用研究进展

对纳米TiO2的光催化反应机理及制备方法做了简要阐述,重点介绍了目前在纳米TiO2掺杂改性方面,尤其是非金属掺杂和共掺杂改性方面的研究进展。氮掺杂的TiO2是新发现的具有可见光催化活性的复合光催化剂,非金属掺杂可以使复合物的禁带宽度小于纯TiO2的禁带宽度,从而使TiO2的吸收边向可见光方向移动。对TiO2的N、C、S、P、卤素掺杂以及共掺杂的国内外研究现状进行了评述,分析了提高TiO2可见光催化活性的原因。对纳米TiO2光催化应用领域进行简单介绍,最后提出了在TiO2光催化剂研究中期待解决的问题及今后的发展方向。     

Fe3+掺杂TiO2纳米晶溶胶的制备及性能

采用sol-gel法制备了Fe3+掺杂锐钛矿型TiO2纳米晶溶胶。对溶胶的物相结构和粒度分布进行了分析,并考察了薄膜的UV-Vis吸收光谱及溶胶的光催化性能。结果表明:Fe3+掺杂可提供杂质能级抑制电子与空穴的复合,且对TiO2溶胶粒子具有细化作用,因此TiO2溶胶的光催化活性提高,比未掺杂时最大提高了近30%。但Fe3+掺杂过多可能成为电子与空穴复合的中心,导致TiO2溶胶的光催化活性降低。r(Fe:Ti)的最佳范围为0.25~0.50。     

掺Pb的TiO2纳米功能材料的制备及其光催化性能

采用溶胶－凝胶法制备了掺Pb的摩尔比分别为0.5%、1%、3%、5%、7%、10%的改性TiO2纳米粒子，并利用XRD和UV－VIS检测技术对所制得的样品进行了表征，考察了焙烧温度和掺Pb量对材料组成、结构和光学性质的影响；另外，以模拟太阳光下苯酚的光催化降解为模型反应，对Pb改性的TiO2纳米粒子的光催化活性进行了评价，考察了掺Pb量对材料催化性能的影响。结果表明，掺入适量的Pb后，TiO2纳米粒子的光催化活 性得到较大的提高，这可能是由于Pb进入TiO2晶格中生长成了新相PbxTi1-xO2，从而使材料的光响应范围向可见光区移动，提高了对可见光的利用率。本实验表明，掺Pb的摩尔比为3％的改性TiO2纳米粒子的光催化活性最高。     

铁、镧共掺杂纳米TiO2可见光催化性能研究

通过溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了铁、镧共掺杂纳米TiO2,采用X线衍射仪(XRD)、X线光电子能谱(XPS)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和荧光分光光度计(FL)等测试手段对样品进行表征。结果表明,500℃煅烧后的掺杂TiO2均呈锐钛矿型,平均粒径为6.1nm,掺杂抑制了TiO2粒径的长大,掺杂的Fe3+、La3+能有效进入TiO2晶格。掺杂使TiO2的吸收带边红移且在可见光区的光吸收增强,样品的荧光强度越小,催化效果越好。可见光光催化降解甲基橙实验结果表明,可见光照射5h,最佳共掺杂的0.01%Fe/0.6%La-TiO2对甲基橙的降解率达40.7%。     

Bi_2O_3/TiO_2纳米复合物的微波合成及光催化性质

以硝酸铋和硫酸钛为原料,通过直接投料微波辐射水解合成法制备了掺铋TiO2纳米复合物,并用XRD、TEM进行了表征。结果表明,直接投料摩尔比为1∶10掺铋TiO2纳米复合物,经500℃热处理后晶型为锐钛矿型,粒径为6～10nm。以催化降解甲基橙来考察其光催化活性,结果表明所制备的纳米复合物是一个好的催化剂。研究了Bi3+的掺杂量、热处理温度、催化剂用量对掺铋TiO2纳米复合物光催化性能的影响。当催化剂用量为1g/L时,2mg/L的甲基橙溶液在紫外光辐射30min后,降解率达到97%。该复合物对甲基橙溶液的光催化降解符合一级动力学方程。     

Enhancement of photocatalytic activity by femtosecond-laser induced periodic surface structures of Si

Laser induced periodic surface structures(LIPSS)represent a kind of top down approach to produce highly reproducible nano/microstructures without going for any sophisticated process of lithography.This method is much simpler and cost effective.In this work,LIPSS on Si surfaces were generated using femtosecond laser pulses of 800 nm wavelength.Photocatalytic substrates were prepared by depositing TiO2 thin films on top of the structured and unstructured Si wafer.The coatings were produced by sputtering from a Ti target in two different types of oxygen atmospheres.In first case,the oxygen pressure within the sputtering chamber was chosen to be high(3×10^–2 mbar)whereas it was one order of magnitude lower in second case(2.1×10^–3 mbar).In photocatalytic dye decomposition study of Methylene blue dye it was found that in the presence of LIPSS the activity can be enhanced by 2.1 and 3.3 times with high pressure and low pressure grown TiO2 thin films,respectively.The increase in photocatalytic activity is attributed to the enlargement of effective surface area.In comparative study,the dye decomposition rates of TiO2 thin films grown on LIPSS are found to be much higher than the value for standard reference thin film material Pilkington Activ^TM.     

Ag/TiO2/WO3 nanoparticles with efficient visible light photocatalytic activity

A simple strategy for synthesizing Ag decorated TiO2/WO3 composite nanoparticles by sol-gel method used as recyclable photocatalyst is introduced. The photocatalytic efficiency to the degradation of methyl blue (MB) by Ag/TiO2/WO3 nanoparticles is studied under ultraviolet-visible (UV-Vis) light irradiation. It shows that the photocatalytic efficiency of Ag/TiO2/WO3 photocatalyst achieves 96% in 20 min, which is 16 times higher than that of pristine TiO2 at the same conditions. The Ag/TiO2/WO3 photocatalyst can still reach the degradation rate of 90% in the fifth degradation experiment, indicating a good stability and photocatalytic activity.     

Humidity sensing properties of spray deposited Fe doped TiO2 thin film

In the present work,ferrite (Fe) doped TiO2 thin films with different volume percentage (vol％) were synthesized us-ing a spray pyrolysis technique.The effect of Fe doping on structural properties such as crystallite size,texture coefficient,mi-crostrain,dislocation densities etc.were evaluated from the X ray diffratometry (XRD) data.XRD data revealed a polycrystalline anatase TiO2 phase for sample synthesized up to 2 vol％ and mixed anatase and rutile crystalline phase for sample synthesized at 4 vol％ Fe doped TiO2.The crystalline size was observed to decrease with increase in Fe dopant vol％ and also other structur-al parameters changes with Fe dopant percentage.In the present work,electrical resistance was observed to decrease with a rise in Fe dopant vol％ and temperature of the sample.Thermal properties like temperature coefficient of resistance and activa-tion energy also showed strong correlation with Fe dopant vol％.Humidity sensing properties of the synthesized sample altered with a change in Fe dopant vol％.In the present paper,maximum sensitivity of about 88.7％ for the sample synthes-ized with 2 vol％ Fe doped TiO2 and also the lowest response and recovery time of about 52 and 3 s were reported for the same sample.