一种高质量石墨烯/氮化硼异质结制备工艺研究

针对目前石墨烯器件的纳米薄膜由于转移工艺导致质量及一致性差的现状,本文基于常规的RCA清洗工艺对纳米薄膜湿法转移工艺进行了改进,完成了高质量石墨烯/氮化硼(BN)异质结的制备.本工艺在原有转移工艺中加入了清洗工艺,利用稀盐酸溶液和稀氨水分别去除薄膜转移过程中产生的重金属污染物和有机污染物,并通过稀HF溶液对衬底表面进行了预处理,提高纳米薄膜的平整度、减少褶皱,进一步提高石墨烯/BN异质结的质量.通过对常规工艺及改进转移工艺制备的异质结SEM扫描结果、电学性能及拉曼光谱的对比,改进后的转移工艺制备完成的异质结褶皱与污染物明显减少,电阻增大,2D/G峰强度比提升至3.23,异质结的质量有明显提高.     

六方氮化硼中缺陷态发光体的定向制备

二维半导体材料及其异质结构为纳米尺度上光与物质相互作用研究和应用提供了良好的平台,而其中的缺陷结构也成为一个新的单光子发射源载体。研究了离子束辐照、硅纳米小球凸起引入局域应变、以及两种方式相结合的手段在石墨烯-六方氮化硼-石墨烯纳米异质结中产生缺陷态发光体的方法,制备了具有不同发光频谱的缺陷态发光体,且在大气环境中具有较好的发光稳定性和电场调控特性。这为开发固态单光子源器件应用提供了较为有效便捷的发法。     

ZnO/Cu_2O光伏器件性能的模拟研究

为进一步理解n-ZnO/p-Cu_2O异质结光伏器件内部运行机制和影响器件光电效率的主要因素,利用AMPS-1D光伏器件模拟软件对ZnO/Cu_2O异质结器件的光伏性能进行模拟计算研究.通过调节ZnO 厚度与施主浓度、Cu_2O厚度与受主浓度、背电极金属功函数对器件的输出性能进行计算和分析.结果表明,在ZnO 施主浓度为1×1019cm~(-3),厚度为200 nm,Cu_2O受主浓度为1×1019cm~(-3),厚度为9 500 nm,背电极的功函数高于4.8 e V时,器件光电转化效率高达16.9%.通过在Cu_2O中增加体缺陷及在ZnO/Cu_2O界面处增加界面缺陷,计算和分析缺陷对器件性能的影响.当Cu_2O层体缺陷浓度高于1×1017cm~(-3)或界面缺陷浓度高于1×1012cm~(-2)时,器件的光电转化效率严重衰减,说明降低Cu_2O体缺陷及界面缺陷是提高器件效率的关键.     

六方氮化硼/聚合物导热复合材料的研究进展

氮化硼(BN)是一种无机陶瓷材料,耐高温、耐化学腐蚀,性能优异.六方氮化硼(hBN)还具有优异的介电性、导热性及独特的二维层状结构,其作为导热材料制备的复合材料在电子信息等领域得到了广泛应用,但聚合物基复合材料从制备到终端产品的产业化仍然是工业界和学术界面临的巨大挑战.综述了六方氮化硼的制备和六方氮化硼/聚合物导热复合...     

浸渍法制备Ni-L/g-C_3N_4复合材料及其光催化产氢性能研究

通过金属-有机骨架(MOF)-模板设计策略,制备具有优异光催化活性的非贵金属助催化剂/固溶体异质结Ni-L/g-C_3N_4.通过调节g-C_3N_4与Ni配合物(Ni-L)负载浓度,微调异质结的化学组成和带隙,并进一步优化光吸收能力和光催化活性,获得最佳产生氢气速率为23. 69μmol·g~(-1)·h~(-1),且在可见光照射下(λ 420 nm)具有较高的稳定性和可回收性.进一步的表征和DFT计算揭示了异质结和光催化活性之间的关系,并证实Ni-L/g-C_3N_4在加速水解离动力学中的重要性.     

原位聚合制备聚苯胺/石墨烯导电复合材料的工艺

采用盐酸(HCl)为掺杂酸、以聚乙烯基吡咯烷酮(PVPK90)为空间稳定剂,在过硫酸铵(APS)氧化体系中通过原位聚合制备了聚苯胺/石墨烯导电复合材料。该方法制备的聚苯胺/石墨烯复合材料导电性能好,聚苯胺尺寸大小均一、形貌规整。实验结果表明,当石墨烯的添加量为7%(质量分数)时,聚苯胺/石墨烯复合材料的电导率较纯聚苯胺的提高了2个数量级。另外,对原位聚合制备聚苯胺/石墨烯复合材料的制备工艺进行了优化。对制备工艺进行优化后,在石墨烯添加量为1%(质量分数)时,聚苯胺/石墨烯复合材料的电导率较纯聚苯胺提高了一个数量级,在提高复合材料导电性的同时简化了加工工艺,大大提高了生产率,具有可靠的实用价值。     

减小ITO/PTCDA/P-Si/Al型光电探测器暗电流的方法

有机/无机同型异质结是一种新型的光电子元器件,由于它有制备工艺简单,一致性和稳定性好,光电转换效率高,频响特性宽等优点,在光电子领域将有广泛的应用前景.将有机半导体材料苝四甲酸二酐淀积在10 Ω·cm的P-Si无机半导体片上,形成有机/无机同型异质结,然后采用各种工艺处理方法有效的降低了它的暗电流,暗电流减小到了10-9A数量级.对降低暗电流的工艺措施和方法进行了分析和讨论.实验结果还表明,ITO/PTCDA/P-Si/Al同型异质结的暗电流主要成分是耗尽区中载流子的产生-复合电流结的反向饱和电流.     

石墨烯/MnFe_2O_4/PPy复合物的制备及其电磁性能研究

为了解决电磁污染对环境和生物安全产生的不良影响,文中采用水热法制备了石墨烯/MnFe_2O_4二元纳米复合物,以聚吡咯掺杂获得石墨烯/MnFe_2O_4/PPy复合物.通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)及矢量网络分析仪等手段对石墨烯/MnFe_2O_4/PPy复合物的形貌、结构及性能进行了表征,结果表明,复合物呈现多级结构,其中MnFe_2O_4为立方体状,平均粒径大约都在40nm左右,所制备的石墨烯/MnFe_2O_4/PPy复合材料显示有较强的电磁性能,这主要是由于介电损耗和磁损耗以及增强的界面效应的协同作用,电磁性能测试显示,随着吸波涂层厚度的增加,吸收峰向低频移动,在涂层厚度为4 mm时,最大值反射损耗为-37dB(频率为6.5GHz),反射损耗在-10dB以下的频带宽度为2.5GHz(5.4~7.9GHz).     

ZnO/TiO_2核壳异质结的制备及其光电性能研究

采用硝酸锌/六次甲基四胺溶液体系,首先利用水热法在ITO导电玻璃基片上制备ZnO纳米棒,然后,再利用溶胶-凝胶法,并结合浸渍-提拉工艺在附有ZnO纳米棒的ITO导电玻璃基片上制得ZnO/TiO2核壳异质结,考察了TiO2溶胶的浓度以及拉膜次数对异质结形貌及其性能的影响.结果表明：TiO2溶胶的浓度和拉膜次数都对异质结的形貌有显著的影响,TiO2在ZnO纳米棒表面的附着量随TiO2溶胶的增加而增大.另外,拉膜次数的增多也会增加TiO2在ZnO纳米棒表面的附着量,在适宜的附着量下会得到形貌较好的ZnO/TiO2核壳异质结.基于ZnO/TiO2核壳异质结的设备,其光电转化效率提高了50.79%     

β-FeOOH/U-g-C3N4异质结的制备及光电催化析氢性能

通过两步合成法合成了新型的β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结光催化剂。首先通过热聚合制备超薄g-C₃N₄（U-g-C₃N₄）样品,然后通过超声技术以U-g-C₃N₄和FeCl₃·6H₂O为前驱体制备β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结。系统研究了铁盐种类、前驱体质量比、pH值和超声时间等合成条件对β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结光催化析氢性能的影响。具有最佳析氢性能的β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结的比表面积为47.7 m²·g^-1,是U-g-C₃N₄的3倍;与U-g-C₃N₄相比,β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结的能带隙从2.70 eV降低到2.02 eV,吸收边带从472 nm红移至583 nm。另外,光催化制氢反应中β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结的Tafel斜率为87.2 mV·dec^-1,低于U-g-_C3N₄的147.4 mV·dec^-1和β-FeOOH的156.8 mV·dec^-1。结果表明复合产物较U-g-C₃N₄具有更高的光电催化活性。光电催化活性提高应归因于β-FeOOH和U-g-C₃N₄形成了异质结,界面电子通过碳物质可以更高效地转移,同时产生了较多的活性反应位点。因此,通过超声法将β-FeOOH和U-g-C₃N₄复合是一种制备较高光电催化活性且稳定的光电催化材料的有效策略之一。     

PMMA对石墨烯转移质量的影响

在聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)辅助法转移化学气相沉积法生长的石墨烯过程中,PMMA是一种不可或缺的保护材料,为了分析探讨PMMA的固化条件对石墨烯转移质量的影响,借助拉曼光谱仪、原子力显微镜、紫外可见分光光度计、霍尔效应测试仪等测试设备,对不同PMMA固化条件下转移所获得的石墨烯的表面形貌以及光电特性进行系统化的测试分析.结果表明:PMMA的固化对石墨烯的转移质量有着重要的影响,它能够有效地支撑和保护石墨烯,使石墨烯在转移过程中减少褶皱破损、杂质吸附以及晶格结构缺陷,并获得最佳的PMMA固化温度和时间分别为180℃、120 s,对应的石墨烯最高平均光学透过率、载流子浓度及迁移率分别达90.6%、6.7×1012cm~(-2)、1 500 cm~2/(V·s).     

PbS-TiO2异质结/电纺纤维复合材料的制备与可见光催化降解甲基橙

在水热条件下,将PbS-TiO2异质结负载于静电纺丝法制备含羧基的具有纳微米尺寸的电纺纤维上,制备PbS-TiO2异质结/电纺纤维复合光催化材料.通过SEM观察,PbS-TiO2异质结能够较为均匀地负载于电纺纤维之上,将复合材料进行UV-Vis测试,其光吸收范围扩展到可见光区.在可见光照射240min下,对甲基橙溶液降解的残留质量分数为2.59%,低于同等条件下PbS-TiO2异质结粉体,说明其具有很好的可见光催化降解效果.     

Ag/MoO2/MWCNTs纳米复合材料的制备及其催化氧还原性能

采用水热法制备MoO_2/MWCNTs,再通过紫外还原将银纳米颗粒沉积于其表面,成功制备了Ag/MoO_2/MWCNTs复合材料。系统研究了合成条件对Ag/MoO_2/MWCNTs的催化性能的影响。采用循环伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LCV)及计时电流法(I-t)对Ag/MoO_2/MWCNTs复合材料的电催化氧还原(ORR)性能及其催化氧还原稳定性进行了研究。结果表明,制备Ag/MoO_2/MWCNTs的优选工艺条件为:合成MoO_2/MWCNTs的反应温度为160℃,反应时间为6h,MoO_2(acac)_2与MWCNTs的质量比为1∶1,AgNO_3用量为200μL每1mg MoO_2/MWCNTs(20mg·mL~(-1))。优选条件下制备的Ag/MoO_2/MWCNTs催化氧还原(ORR)为4电子催化过程,其起始电位为0.923V,极限电流密度为6.34 mA·cm~(-2),半波电位为0.81V,经过15 000s后,催化活性仍高于90.5%。     

ZnIn2S4-CdS-石墨烯复合薄膜的光催化Cr(Ⅵ)还原性能研究

通过水热法在自组装的石墨烯膜上原位生长ZnIn₂S₄纳米片,再通过连续离子层吸附与反应(SILAR法)负载CdS纳米颗粒,形成ZnIn₂S₄-CdS异质结。对复合薄膜作物相分析,形貌观察,光学特性分析和光催化Cr(Ⅵ)还原能力对比。研究表明,ZnIn₂S₄与CdS复合形成的异质结与石墨烯膜在提高性能方面起到重要作用,在40 mmol/L浓度下循环8次得到的ZnIn₂S₄-CdS-石墨烯复合薄膜性能最佳,80 min内可还原94.3%的Cr(Ⅵ)。     

基于聚苯并噁嗪/氮化硼三维骨架的导热环氧树脂复合材料的制备与性能

针对导热复合材料中填料含量过多会导致力学等性能下降以及三维导热骨架中黏合剂与树脂基体相容性差的问题,本文采用牺牲盐模板法,制备了基于聚苯并噁嗪/氮化硼(PPH-ddm/BN)三维导热骨架,进一步与环氧树脂(epoxy, EP)复合,得到了环氧树脂/聚苯并噁嗪/氮化硼(EP/PPH-ddm/BN)复合材料。当BN质量分数为19%时,复合材料的导热系数为1.01 W·m^-1·K^-1,比纯环氧树脂提高了381%。归因于三维导热网络的形成以及聚苯并噁嗪和环氧树脂间良好的相容性,降低了氮化硼与树脂基体的界面热阻。骨架碳化后,环氧树脂/碳/氮化硼(EP/C/BN)复合材料的导热系数最高可达1.38 W·m^-1·K^-1,比纯环氧树脂提高了557%,为目前相同BN含量下聚合物基复合材料的最高值。复合材料的硬度与弯曲强度随BN含量增加而提高,相关研究为发展填料含量较低的热管理材料提供了新思路。     

片状氧化铝/球形氮化硼导热膏的制备及表征

以熔盐法制备了片状氧化铝、以喷雾干燥法制备了球形氮化硼,以二者为填料、二甲基硅油为基体制备了导热膏.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪对制备的粉体进行了表征,研究了片状氧化铝和球形氮化硼的添加量对提升导热膏的导热系数的影响.结果表明:在单一片状氧化铝填料的量(体积分数)从20％增加到65％的过程中,导热膏...     

氮化硼在聚合物导热复合材料中的应用研究综述

为了系统地了解氮化硼在填充聚合物导热复合材料中的应用研究现状,介绍了聚合物/氮化硼复合材料的导热机理,综述了氮化硼的粒径、含量、表面改性以及与其他填料杂化复合等因素对聚合物复合材料导热性能的影响,分析了聚合物/氮化硼导热复合材料制备新方法。随着填充氮化硼质量分数的增加,聚合物/氮化硼复合材料的导热性能提高。与原纯聚合物相比,对氮化硼填充聚合物的导热系数提升的幅度来讲,不同的制备方法得到的研究结果数据相差较大。通过构筑三维网络或取向结构的复合材料使氮化硼有效连接起来,可以明显提高氮化硼填充聚合物复合材料的导热性能。     

Bi4MoO9/g-C3N4复合材料的合成及光催化性能研究

通过煅烧法合成g-C₃N₄纳米片并在其表面负载Bi₄MoO₉纳米粒子(NPs),制备了Bi₄MoO₉/g-C₃N₄(BMC)异质结光催化剂. 采用TEM、SEM、DRS、PL等方法对BMC样品进行表征. 以磺胺二甲基嘧啶(SMT)为目标降解物,考察BMC的光催化性能. 结果表明,BMC-50(Bi₄MoO₉质量分数为50.0%)的光催化活性最高. BMC-50投加量为0.5 g·L^-1时,SMT溶液在光照180 min后降解率可达94.0%,是单一Bi₄MoO₉降解能力的17.7倍. 复合材料中Bi₄MoO₉与g-C₃N₄间异质结构的构建降低了电子-空穴对的复合,提高了光催化性能.     

水热法制备石墨烯/二硫化钼复合物及其电化学性能的研究

以氧化石墨烯分散液、硫代乙酰胺与水合钼酸铵为原料,采用水热法制备了石墨烯/二硫化钼复合物.通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、紫外可见光谱(UV-Vis)和X射线衍射分析(XRD)对复合物进行形貌及结构分析,发现石墨烯与二硫化钼形成团簇状复合物.循环伏安法(CV)等电化学测试表明:石墨烯的加入提高了石墨烯/二硫化钼复合物的比电容.当石墨烯与二硫化钼质量比为1∶1时,比电容最大为0. 47 F/g.     

环形电镀立方氮化硼线锯在轮胎断面切割加工中的应用

通过实验研究了环形电镀立方氮化硼线锯在轮胎断面切割中的性能。线锯的基材为直径2mm的环形钢丝绳,立方氮化硼的粒径为120~140μm。切割参数为:切割线速度为20 m·s~(-1),进给速度为20mm·min~(-1),分别对12.00R20全钢子午胎和195/65R15半钢子午胎进行了断面切割实验。实验结果表明:切割过程中不会对轮胎断面结构造成破坏,切割断面能反映轮胎原始结构。切割断面平整,无需打磨就能观察出橡胶层的分布及钢帘线、帘布线的分布。