尖晶石型铁氧体CaxZn1-xFe2O4的制备及其光催化性能研究

采用改进的溶胶-凝胶法制备CaxZn1-xFe2O4粉体。用X射线粉末衍射仪(XRD)对样品进行结构表征,随着Ca2+掺杂量的增加,样品出现CaFe2O4的衍射峰。使用扫描电子显微镜(SEM)对样品进行形貌表征,结果表明样品的形貌呈不规则的颗粒状,且颗粒大小为2μm,并显现出片层堆叠情况。通过对甲基橙进行光催化降解实验,对CaxZn1-xFe2O4粉体的光催化活性进行了研究。结果表明,经过Ca2+掺杂的CaxZn1-xFe2O4样品,光催化活性明显提高。     

钙钛矿La0.5Sr0.5Mn1-xCoxO3的制备及磁性研究

采用溶胶-凝胶法制备了La0.5Sr0.5Mn1-xCoxO3(x＝0.1～0.5)的系列样品,通过XRD、SEM和VSM对样品进行了表征.结果表明:随着Co3 离子掺杂量的增加,样品的结构由正交晶系向单斜晶系转变,这种现象的产生是由于Co3 离子半径(r＝0.754nm)与Mn3 离子半径(r＝0.68nm)不匹配造成的.样品形貌为均匀的球形,平均直径50nm左右.样品的居里温度和居里温度附近的磁熵变随Co3 掺杂量的增加先下降后升高,这是由于参加双交换作用的离子数目减少和结构畸变导致的.     

La2/3Sr1/3Mn1-xCuxO3的磁电阻研究

采用溶胶一凝胶(sol-gel)法制备了La2/3 Sr1/3Mn1-x CuxO3(x=0.00、0.05、0.10、0.20)的多晶样品.利用振动样品磁强计测量了样品在室温下的磁性能;利用X射线衍射确定了粉体的组成;利用扫描电子显微镜观察了颗粒的形貌.在1.8T磁场作用下,当x=0时,在370K,样品的磁电阻几乎成...     

溶胶-凝胶法合成La0.9Sr0.1Ga0.8-xAlxMg0.2O3及其性质研究

利用溶胶-凝胶法首次合成了La0.9Sr0.1Ga0.8-xAlxMg0.2O3 (x=0～0.4)系列固体电解质,系统地研究了其晶体结构随Al含量的变化关系.XRD表明1000℃时可形成立方钙钛矿结构,此合成温度明显低于传统固相法所需合成温度(1300～1400℃),且当掺杂量x＞0.1时,即可分辨出杂相.电导率测试表明该体系的电导率与温度的关系是分区间符合Arrhenius定律的,且Al对LSGM中Ga的适量掺杂能有效地促进该体系的离子电导率.     

锂空气电池介孔La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3催化剂的合成与表征

通过溶胶-凝胶法结合模板浸渍法,分别制备了La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_3纳米粉末(LSCF)和具有介孔结构的La0.6Sr0.4-Co0.8Fe0.2O3(M-LSCF)粉末,采用比表面积测试及孔径分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对材料的比表面积、组成和形貌进行了表征,并将其应用在锂空气电池中,测试比较了M-LSCF、LSCF和Super P的电化学性能。测试结果表明实验成功制备了M-LSCF材料,M-LSCF材料的比表面积为142.15 m2/g,远高于LSCF的比表面积(20.17 m2/g)。基于M-LSCF材料的锂空气电池首次放电容量为5 753.33 m Ah/g,可稳定循环31次。     

溶胶-凝胶法制备H-PVA/TiO2复合膜及其可见光催化活性

结合溶胶-凝胶和热处理技术制得具有可见光催化活性的热处理聚乙烯醇/二氧化钛(H-PVA/TiO2)复合膜。X射线衍射(XRD)图谱表明,复合膜中的TiO2为锐钛矿型,PVA为无定型态;扫描电镜(SEM)图像显示,热处理后复合膜表面微裂纹增多。以罗丹明B为目标污染物,研究了H-PVA/TiO2复合膜的可见光催化性能,结果表明,与TiO2相比,H-PVA/TiO2复合膜可见光催化活性显著提高,在H-PVA/TiO2复合膜作用下,经过6h可见光辐照,罗丹明B的脱色率可达到89%,而同样光照条件下,以TiO2为光催化剂时,罗丹明B的脱色率仅为42%。     

Nd掺杂LaFeO_3纳米粉体的合成及其可见光催化活性

采用柠檬酸络合法于600℃煅烧2h合成了钙钛矿型La1-xNdxFeO3（x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25）纳米光催化剂,并利用X射线能谱（EDS）、热重-差热（TG-DTA）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）以及紫外可见漫反射吸收光谱（UV-VisDRS）等技术进行了表征,以次甲基蓝为目标降解物、以荧光灯模拟可见光源考察了Nd掺杂量对其可见光催化活性的影响.结果表明,Nd已经掺入LaFeO3晶体中,Nd的最佳掺杂量为x=0.1.La0.9Nd0.1-FeO3光催化剂可将次甲基蓝1h降解率由未掺杂的56.0%提高到80.4%,这是由于掺杂后粉体粒径由20.2nm减小到16.9nm,表面原子比例增加以及掺杂后纳米粉体在可见光区的吸收增强所致.     

La0.7K0.3Ni0.9Cu0.1O3钙钛矿的制备及催化碳烟性能的研究

采用溶胶凝胶法制备了一系列La1-xKxNi1-yMyO3(M=Cu,Co,Mn)钙钛矿复合氧化物催化剂,并利用O2-TPO测试该系列催化剂催化氧化碳烟的性能。通过XRD、H2-TPR、XPS对其进行了表征,结果表明,所制备催化剂均为六方晶系钙钛矿结构。着重考察了A位K掺杂量和B位掺杂元素及其掺杂量对催化碳烟性能的影响。结果表明:当K掺杂量x=0.3时,产生更多氧空位,增加了表面吸附氧数量,同时提高了B位Ni的价态;B位Cu掺杂量y=0.1时,表面吸附氧数量增加,Ni 3+含量增大,从而提高了催化剂的活性。La0.7K0.3Ni0.9Cu0.1O3催化剂与碳烟紧密接触下,Ti、Tm分别为268.1℃和272.8℃。     

溶胶-凝胶法制备La3+掺杂BiVO4及其可见光光催化性能

以La(NO3)3为掺杂源,采用柠檬酸络合溶胶-凝胶法制备La3+掺杂BiVO4新型光催化剂,通过XPS、XRD、SEM、BET和UV-Vis等手段对其进行表征和分析。结果表明,制备的La3+掺杂BiVO4均为单斜白钨矿型,无其它杂质相生成,但晶体中V4+和氧空缺增多,光吸收能力增强,且红移。但形貌和比表面积变化较小。La3+掺杂能有效提高BiVO4光催化活性,当掺杂量为0.02%(摩尔分数)时,BiVO4光催化效率最高,50min内对甲基橙溶液的脱色率达96%,较纯Bi-VO4提高63%左右。     

La0.67Sr0.33-xCuxMnO3的室温磁电阻效应

采用溶胶一凝胶(sol-gel)法制备了名义组分为La0.67Sr0.33-XCuXMnO3(x=0～0.33)的多晶样品,发现用Cu替代少部分Sr后样品的室温磁电阻比替代前的明显增大.在1.8T磁场作用下,当x＝0.15时,磁电阻峰值为27.7%,峰值温度为306K,当温度低于306K时磁电阻值随温度的升高而增大,当温度高于306K时磁电阻值随温度的升高而减小;当x＝0.1时,在295K-310K温度之间磁电阻值达19%左右,受温度影响很小;因此在提高了室温磁电阻值的同时,又提高了磁电阻的温度稳定性.这对于该类磁电阻材料的应用具有很大意义.     

氮掺杂Bi2O3光催化剂的制备及其可见光催化性能

以硝酸铋和六次甲基四胺为原料,采用沉淀法合成了不同氮掺杂量的Bi2O3(N-Bi2O3)粉体,并采用XRD、FT-IR、XPS、UV-Vis、PL手段对其晶相结构和光谱特征等进行了表征.研究结果表明,未掺杂Bi2O3为单斜相α-Bi2O3,氮掺杂Bi2O3则为四方相β-Bi2O3和Bi5O7NO3组成的混晶,氮原子替代了Bi2O3晶格中部分氧原子,形成了Bi N键而稳定存在.氮掺杂能促进β-Bi2O3的生成.与未掺杂Bi2O3粉体相比,氮掺杂样品的吸收带边发生了明显红移,荧光强度明显减弱.甲基橙在可见光下的降解实验表明,氮掺杂Bi2O3具有良好的可见光催化活性.     

具有高可见光催化性能W掺杂纳米TiO_2的制备与表征

利用水热合成法成功地制备具有高活性可见光响应的W掺杂TiO2纳米粉体,采用X射线衍射、场发射扫描电镜、场发射透射电镜、可见光吸收光谱、光致发光光谱等对W掺杂TiO2纳米粉体进行表征;W掺杂TiO2纳米粉体的光催化性能通过测试其在可见光和紫外光照射下降解罗明丹B染料的催化效率来检验。结果表明,W掺杂TiO2纳米粉体在可见光照射下的光催化效率要远远大于商品P25和纯TiO2,W的最佳掺杂摩尔分数为40%。     

非金属掺杂TiO2催化剂的制备及可见光诱导活性

通过金属及非金属离子掺杂改性、离子注入以及染料光敏化等方法可以将只能紫外光激发的TiO2光催化反应红移到可见光区域进行,近年来国内外在非金属掺杂TiO2可见光催化剂研究取得了积极进展。本文主要对N掺杂和C掺杂TiO2的制备方法进行了介绍,同时对其掺杂的非金属存在形态及掺杂机理作了理论分析。     

高可见光活性磁性催化剂ZnO/ZnFe_2O_4/石墨烯的制备与表征

以硝酸锌和硫酸亚铁为原料,采用水热法一步合成了ZnO/ZnFe_2O_4纳米颗粒,再通过水合肼还原氧化石墨烯合成了ZnO/ZnFe_2O_4/石墨烯磁性催化剂。采用X射线衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(FESEM),透射电子显微镜(TEM),傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)等仪器对催化剂的结构进行了表征。以亚甲基蓝作为目标降解物,考察了不同石墨烯掺量的磁性催化剂在可见光照射下的光催化性能。结果表明,当石墨烯掺量为3%时,磁性催化剂的活性最优,可见光照射60min后亚甲基蓝溶液的降解率高达98%。磁性催化剂稳定性良好,且由于ZnFe_2O_4的存在,磁性催化剂可通过外部磁场进行回收。     

La_(0.60)Sr_(0.40-x)K_xMnO_3系列材料的磁电阻效应

利用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备了多晶类钙钛矿型稀土锰氧化物La0.60Sr0.40-xKxMnO3(x=0.00,0.15,0.20,0.30)。发现K+取代部分Sr2+后,可使样品的居里温度降至室温附近,并且使样品的室温磁电阻比替代前明显增大。在1.8T的磁场下,x=0.30的样品磁电阻峰值为21%,相应的峰值温度为304K。而母体La0.60Sr0.40MnO3的磁电阻峰值仅为6.4%,峰值温度为373K。可见K+离子替代使室温附近样品的庞磁电阻效应有了明显的改善。     

Highly Sensitive,Fast Response Perovskite Photodetectors Demonstrated in Weak Light Detection Circuit and Visible Light Communication System

Organic–inorganic hybrid perovskite (OIHP) photodetectors have presented unprecedented device performance mainly owing to outstanding material properties. However, the solution‐processed OIHP polycrystalline thin films with defective surface and grain boundaries always impair the key parameter of photodetectors. Herein, a nonfullerene passivation layer exhibits more efficient passivation for OIHP materials to dramatically reduce the trap density of state, yielding a dark current as low as 2.6 × 10^?8 A cm^?2 under ?0.1 V. In addition, the strong absorption in near‐infrared (NIR) region of nonfullerene/C₆₀ heterojunction broadens the detectable range to over 900 nm by effective charge transport, ultimately leading to a specific detectivity of 1.45 × 10¹² and 7.37 × 10¹¹ cm Hz^1/2 W^?1 at 650 and 820 nm, respectively. Encouragingly, the response speed of 27 ns is obtained at 0.6 mm² of device area by removing constrain from the resistance–capacitance constant. Moreover, the prominent practical application of the photodetector is demonstrated in a weak light detection circuit and a visible light communication system. It is believed that the OIHP photodetectors with high sensitivity, NIR photoresponse, and ultrafast speed would pave the way to commercial applications.     

N掺杂对TiO2结构及可见光光催化性能影响的研究

采用溶胶-凝胶法,在钛酸丁酯水解过程中加入一定量的尿素,制备了不同N掺杂量的光催化剂TiO2-xNx.以亚甲基蓝溶液为降解对象,研究催化剂在可见光区的催化性能;利用XRD、XPS、SEM、UV-Vis对催化剂的结构、形貌和光催化性能进行了表征.实验结果表明,掺杂的N以O-Ti-N的形式存在于TiO2结构中,N元素抑制了锐钛矿相向金红石相的转变和晶粒的长大;样品中形成了新的能级结构,提高了TiO2在可见光下的光量子效率和光催化能力.掺杂量为3.84%(质量分数)的TiO2-xNx在可见光区的响应能力最高,吸收波长延伸至520nm,其光催化活性最大,1.5h降解率达到55.54%.     

高活性TiO2纳米晶的酸催化Sol-Gel法制备与表征

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备出了纳米TiO2光催化剂，以甲基橙的光催化降解为探针反应，评价了其光催化活性．运用XRD、TEM、FT—IR以及PL光谱技术对纳米TiO2的微晶尺寸、晶体结构、表面组成和性能进行表征．结果表明，400℃焙烧的TiO2纳米粒子的颗粒形貌为近球形，晶粒尺寸为11．69 nm，样品分散性良好的锐钛矿型结构．在光催化降解甲基橙的实验中，400℃焙烧的TiO2纳米粒子表现出最高的光催化活性，这与表征结果一致．此外，550℃和650℃焙烧的具有锐钛矿型和金红石型混晶结构的TiO2纳米粒子，无混晶协同促进效应．     

高活性Pt／TiO2纳米管的制备及其光催化性能

采用电化学阳极氧化法和浸渍一提拉法成功制备了高度有序的Pt改性TiO2纳米管（Pt／TNT）阵列电极,并运用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）、x射线光电子能谱分析（XPS）、紫外可见漫反射光谱（UV—VisDRS）等手段对其进行表征,考察了其光电化学性质,并研究了该电极光电催化降解甲基橙染料废水的催化性能及其稳定性．结果表明,Pt的均匀负载成功地将TNT阵列电极的光响应范围拓宽到可见光区域,光电流密度达到负载前TNT阵列电极的18倍;Pt／TNT阵列电极对甲基橙的降解符合拟一级动力学,其反应速率常数为TNT阵列电极的3倍,这主要归结于Pt与TiO：间的肖特基势垒和纳米管阵列结构带来的较大比表面积、有效的光生电子和空穴的分离与传输和宽的光响应范围．