不同旋涂方式对铜锌锡硫硒薄膜及相应器件性能的影响

晶体质量是决定铜锌锡硫硒(Cu₂ZnSn(S,Se)₄, CZTSSe)吸收层薄膜吸收效率的关键,旋涂是溶液法制备CZTSSe吸收层的第一步,因此旋涂方式的选择至关重要。为了探究不同旋涂方式对CZTSSe吸收层薄膜质量和相应器件性能的影响,分别采用三组不同的旋涂方式制备铜锌锡硫(Cu₂ZnSnS₄, CZTS)前驱体薄膜及CZTSSe吸收层薄膜,并利用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微拉曼光谱仪(Raman)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)分析了不同旋涂方式对所制备的CZTSSe吸收层薄膜晶体结构、元素成分、相纯度、表面形貌的影响。同时,采用电流密度-电压(J-V)测试和外量子效率(EQE)测试对CZTSSe吸收层薄膜太阳电池的光电特性进行了表征。结果表明:旋涂7周期,且第一周期烘烤之前旋涂2次的效果最好,所制备的CZTS前驱体薄膜均匀,无裂纹,CZTSSe吸收层薄膜结晶度更高,薄膜表面更平整致密,晶粒大小更均匀,实现了9.63%的光电转换效率。通过对采用不同旋涂方式制备的器件的性能参数进行统计分析,得出新的旋涂方式可以提高CZTSSe薄膜太阳电池的可重复性,为将来可能的大规模商业化应用做铺垫。     

溶液法制备铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池的研究进展

溶液法因其具有操作流程简单、材料利用率高以及成本低廉等潜在优势,被认为是一种很有发展前景和应用潜力的铜锌锡硫硒(Cu₂ZnSn(S,Se)₄,CZTSSe)薄膜太阳能电池制备方法。本工作将溶液法的研究现状按喷雾热解法、基于浴的水溶液法、纳米粒子溶液法和直接溶液涂膜法进行分类介绍。通过分析和比较各种方法报道过的优化途径(如优化阳离子比例、烧结条件和硒化条件,以及掺入Na、Ge等金属元素),对溶液法制备的高性能Cu₂ZnSn(S,Se)₄薄膜太阳能电池的当前研究成果进行综述,并总结了各种溶液法制备铜锌锡硫硒薄膜电池的优势和所存在的问题。展望其未来的发展,认为今后的研究重点应侧重于薄膜组成和反应途径,以寻求降低Cu₂ZnSn(S,Se)₄吸收层的本征缺陷的方法。     

Ag3PO4/GO/Bi2MoO6复合材料的制备及用于尾矿废水中黄药的高效降解

用两步水热法合成了Ag₃PO₄/GO/Bi₂MoO₆三元复合材料。通过控制GO与Ag₃PO₄前驱体的添加量,制备出一系列不同负载比的Ag₃PO₄/GO/Bi₂MoO₆复合材料,以乙基黄药为目标降解物评价其光催化性能。同时采用FT-IR、SEM和UV-vis等手段表征复合材料的微观形貌及光学性能。结果表明：与Bi₂MoO₆和GO/Bi₂MoO₆相比,Ag₃PO₄/GO/Bi₂MoO₆复合材料的光催化活性显著提高,当GO添加量为5 mg、Ag₃PO₄前驱体添加量为8 mmol时,其光催化速率约为GO/Bi₂MoO₆...     

MoO3/g-C3N4复合材料的制备及光催化性能

以三聚氰胺和四水合钼酸铵为前驱体,采用水热法制备了MoO₃/g-C₃N₄复合光催化剂。利用X-射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）及紫外-可见漫反射仪（DRS）等对制备的样品进行了表征。表征结果显示,棒状的三氧化钼负载在层状C₃N₄表面,复合材料的光吸收能力有一定的增强。材料可见光催化降解亚甲基蓝（MB）溶液的实验表明,三氧化钼和g-C₃N₄所复合产生的异质结具有较好的吸收光强度及催化降解性能,尤其是5%（质量分数）MoO₃/g-C₃N₄复合材料光催化降解率最好,达到95.7%,高于纯三氧化钼和g-C₃N₄。自由基与空穴捕获实验表明,·O₂^-是光催化反应中的主要活性物种。MoO₃/g-C₃N₄复合材料在4个循环周期内表现出了优异的稳定性。     

可见光下Cu2O/TiO2催化臭氧氧化头孢曲松钠性能研究

抗生素是治疗各种传染病的常用药物,但残留在水环境中的抗生素会对生态系统造成威胁。因此,探索去除水环境中抗生素的有效方法具有重要意义。由于光催化臭氧氧化技术可以高效降解和矿化水体中的污染物,该技术受到广泛关注。本工作通过浸渍-化学还原法制备Cu₂O/TiO₂复合材料并将其作为可见光催化臭氧氧化头孢曲松钠(CRO)的催化剂。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积分析仪(BET)和紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)对Cu₂O/TiO₂形貌结构和光学性能进行表征,考察了Cu₂O/TiO₂配比、Cu₂O/TiO₂投加量、臭氧浓度、头孢曲松钠初始浓度、溶液初始pH值等因素对可见光催化臭氧氧化头孢曲松钠的影响。结果表明,Cu₂O对TiO₂的掺杂改性使材料孔容和平均孔径增大,能带宽度减小,...     

乙醇辅助低温水热法生长TiO2纳米棒阵列

本文采用乙醇作为添加剂，通过低温水热法在透明导电玻璃衬底上制备晶化良好的金红石相TiO₂纳米棒阵列。对样品进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等结构形貌表征和光电化学性能测试。实验发现乙醇加入有利于前驱物水解缩聚反应，同时提高水热反应压力，促进TiO₂晶粒低温成核和生长，从而实现70℃直接在基底表面生长出TiO₂纳米棒阵列。通过调控水热反应温度、时间以及乙醇添加量等参数可有效调控TiO₂纳米棒阵列的形貌，改善其光电化学性能。同时低温水热制备工艺也降低了对衬底材料的限制，拓展了TiO₂纳米棒阵列的应用领域，表现出良好的应用前景。     

表面活性剂对制备Ca掺杂β-In2S3微观结构的影响及其光催化降解甲基橙性能

制备过程中添加表面活性剂可以影响光催化剂纳米颗粒形貌与尺寸等，从而影响其光催化性能。本工作采用水热法制备了添加不同表面活性剂的Ca掺杂β-In₂S₃光催化剂，通过X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见漫反射光谱等对制备的光催化剂进行了理化性能表征。结果表明：SDS与CTAB的加入，对Ca掺杂β-In₂S₃光催化剂的形貌结构影响不明显，而CHSB与PVP的加入，明显改变了其形貌结构。尤其是PVP的加入极大促进了Ca掺杂β-In₂S₃片状结构的生长，展现出最丰富的片状结构和最大的比表面积，这将增加光催化剂表面的活性位点，提升其光催化性能，30min可实现98.38%的甲基橙(MO)降解率。随着PVP含量从0增加到0.022g，光催化效果逐渐提升，再继续增加到0.033g时，提升效应不明显。自由基捕获实验证明光催化过程中光生空穴和超氧自由基是主要的活性物质。并通过以上表征手段结合自由基捕获实验分析了该光催化剂对MO的降解机理。本文可为水热法制备半...     

升温速率对尿素热解制g-C3N4光催化剂构效影响研究

尿素热解可制备高附加值下游产品石墨相氮化碳（g-C₃N₄）,热解条件显著影响其光催化性能。以工业级尿素为前驱体,考察了升温速率对产物g-C₃N₄结构和光催化性能的影响,并用于光催化氧化降解有机染料和光催化还原生产双氧水。结果表明,快速升温（15 ℃/min）所得g-C₃N₄（GCN-15）结晶度高、无定型结构少、带隙窄、光利用率高、共轭结构完整,利于光生电子传递,因此具有更好的光催化性能。其对罗丹明B（RhB）和亚甲基蓝（MB）光氧化降解速率分别是慢速升温（2 ℃/min）所得g-C₃N₄（GCN-2）的4倍和2倍,8 h光还原双氧水产量提高18.37%。     

化学共沉淀法制备纳米氧化铝粉

以分析纯的硝酸铝和碳酸氢铵为主要原料，采用共沉淀法制备纳米氧化铝粉体，研究反应物的加料顺序和加料速度、表面活性剂种类、溶剂组成、晶种及前驱体的煅烧温度对产物的影响。采用X射线衍射仪分析粉体的物相组成，用谢乐公式计算晶粒尺寸，采用透射电子显微镜观测颗粒形貌。结果表明：原料的加料顺序对产物影响不明显，用PEG6000作表面活性剂，水和乙醇等体积混合液作溶剂，Al(NO₃)₃溶液直接倒入NH₄HCO₃溶液中制得前驱体，当煅烧温度为1135℃煅烧2 h时，制备了粒径为33 nm的α-Al₂O₃粉体，加入晶种后，煅烧温度可降低至1075℃。     

半导体介导MoS2/T-CoP复合异质结光催化降解染料污水

半导体介导的多相光催化现在被认为是废水处理的有效方法。异质结被认为比单体具有更好的光催化活性。本工作通过简单的水热法制备了MoS₂/T-CoP异质结,并研究了光催化降解罗丹明B与原始MoS₂和T-CoP的比较。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)证实了MoS₂和T-CoP之间复合异质结构的形成。采用紫外-可见漫反射光谱(UV-visDRS)和电化学莫特-肖特基实验研究了MoS₂和T-CoP的带隙。MoS₂的导带边缘MoS₂/T-CoP对罗丹明B表现出优异的光催化降解效率,1h内达到71.01%。自由基捕获实验表明,h⁺是光催化降解的主要活性物质。这些结果表明,在MoS₂上添加T-CoP可以有效增强MoS₂/T-CoP异质结的光催化能力,其原因在于MoS₂和T-CoP之间的匹配能带结构促进了界面电荷转移,抑制了光生电子与空穴在界面处的复合。     

Cd0.5Zn0.5S/N-g-C3N4复合催化剂的制备及其可见光催化性能的研究

采用两步水热法制备了分散性较好的镉锌硫基/氮掺杂氮化碳(Cd_0.5Zn_0.5S/N-g-C₃N₄)复合催化剂。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和X射线衍射仪对所制备的催化剂微观形貌和结构进行表征,并通过瞬态光电流法和气相色谱仪对其产氢性能进行分析。结果表明,Cd_0.5Zn_0.5S/N-g-C₃N₄复合催化剂具有较好的催化性能,产氢速率为20.431μmol/h, Cd_0.5Zn_0.5S/N-g-C₃N₄复合光催化剂有较高的氧化还原电势和电荷载体的快速迁移能力。     

三元复合物Ag/Cu2O/g-C3N4的制备及其光催化降解和抗菌性能研究

以尿素、硫酸铜、乙酸银为原料,采用溶液法制备了三元复合物Ag/Cu₂O/g-C₃N₄,通过XRD、XPS、SEM、TEM、UV-Vis等手段对三元复合物的结构进行了表征;以罗丹明B为模型研究了三元复合物的光催化降解性能,以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为模型研究了三元复合物的抗菌性能,并探究了三元复合物的光催化降解机理。结果表明,Ag和Cu₂O粒子沉积在g-C₃N₄片层结构上,Ag、Cu₂O和g-C₃N₄三者之间的协同作用使得三元复合物的光催化降解性能和抗菌性能大幅提高。为构建用于实际水体污染处理的g-C₃N₄基复合材料提供了新思路。     

钨酸锌/磷酸银复合光催化剂的制备及光催化性能

采用水热法合成钨酸锌（ZnWO₄）粉体,再通过原位沉淀法将磷酸银（Ag₃PO₄）聚集于ZnWO₄表面制备ZnWO₄/Ag₃PO₄复合光催化剂。通过罗丹明B光催化降解实验,探讨Ag₃PO₄含量对ZnWO₄ /Ag₃PO₄材料光催化性能的影响。结果表明,当复合粉体中Ag₃PO₄质量分数超过40%时,其光催化性能比单一成分的Ag₃PO₄催化剂更优。Ag₃PO₄质量分数为50%时,复合材料的光催化性能最佳,循环使用5次后其光催化效率仍可达到90%以上。     

pn型Cu2O-WO3的制备及光催化性能

采用高温水热法和共沉淀法制备了不同摩尔比的pn型Cu₂O-WO₃复合半导体材料。并利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）对样品的形貌特征和晶格结构进行表征。表征结果显示,复合材料由立方相的Cu₂O和六方相的WO₃组成。与纯WO₃物质相比,Cu₂O-WO₃复合半导体材料的紫外吸收边界发生显著红移,在可见光波长范围内的光吸收明显增强,展示出优良的光电流响应性能。以罗丹明B（RhB）溶液的光降解表征材料的光催化性能的过程中,在可见光下光照8h后,相较于WO₃和Cu₂O仅为22.2%和45.2%的光降解率,摩尔比为1∶2的Cu₂O-WO₃复合物的降解效率达到了90.6%。     

铁、钴、镍、铜和锌催化剂催化氨硼烷水解产氢性能研究

采用浸渍-还原法制备了铁、钴、镍、铜和锌催化剂,考察了其催化氨硼烷水解产氢性能,并优化了钴催化剂的制备条件和反应条件。结果发现,铁催化剂中铁以Fe₂B合金相存在,钴催化剂中钴以金属钴存在,镍催化剂中镍以金属镍和Ni（OH）₂·2H₂O存在,铜催化剂中铜以金属铜和氧化亚铜存在,锌催化剂中锌以Zn₄SO₄（OH）₆·4H₂O存在。铁、钴、镍、铜和锌催化剂催化氨硼烷水解产氢活性由大到小顺序为钴催化剂、镍催化剂、铜催化剂、铁催化剂、锌催化剂。显然,具有金属钴相的钴催化剂、金属镍相的镍催化剂和金属铜相的铜催化剂催化氨硼烷产氢活性高于具有Fe₂B合金相的铁催化剂。锌催化剂在制备条件下不能被还原为金属相,它几乎没有催化氨硼烷产氢活性。氯化钴与还原剂硼氢化钠的物质的量比为1∶1.3、还原温度为303 K时制备的钴催化剂催化BH₃NH₃水解产氢性能最佳。反应动力学计算表明钴催化剂催化BH₃NH₃水解产氢反应对氨硼烷浓度的反应级数为零级,对钴催化剂浓度的反应级数为一级,活化能为58 kJ/mol。     

铁掺杂二氧化钛空心球的制备及性能

以TiF₄为钛源、九水合硝酸铁为掺杂前体,采用水热法制备铁掺杂的TiO₂空心微球。采用SEM、TEM、XRD、BET、XPS等技术对样品的形貌、结构、晶型、比表面积、元素组成等进行表征,以亚甲基蓝（MB）的光催化降解为目标反应,评价其光催化活性。结果表明,160℃下水热反应生成的纳米TiO₂空心微球晶型为锐钛矿,少量掺铁并不影响微球的形貌及晶体结构。光催化实验表明,160℃下水热反应12 h生成的TiO₂空心微球样品均匀性好、光催化活性最佳;铁掺杂能显著提高TiO₂空心微球的催化活性,当铁钛比为1.5:100时,所得样品粒径最小,比表面积最大,光催化活性最高。     

Ag@AgBr/BiVO4等离子复合光催化剂的制备与性能研究

以Bi(NO₃)₃·5H₂O和NH₄VO₃为原料,控制pH=9,采用水热法合成了片状BiVO₄,并用Ag@AgBr等离子共振体对生成的BiVO₄进行表面修饰,通过X-射线衍射、扫描电子显微镜和紫外光谱等测试手段对合成样品进行表征,并利用光催化降解罗丹明-B研究了不同摩尔比的Ag@AgBr/BiVO₄的光催化性能。分析可知,Ag@AgBr表面修饰明显提高了BiVO₄光催化性能。其中Ag@AgBr/BiVO₄(Ag:Bi=0.4:1)的光催化性能最好,光照15 min时,降解迅速,降解率为97.08%,当光照时间为25 min时,降解率达到最大值,降解率为99.95%。     

BiOCl/g-C3N4异质结催化剂可见光催化还原CO2

以KCl、Bi（NO₃）₃和类石墨氮化碳（g-C₃N₄）为前体,采用水热法成功制备了BiOCl/g-C₃N₄异质结光催化剂,并进行可见光催化还原CO₂,考察了催化剂的活性及稳定性,同时研究BiOCl：g-C₃N₄（摩尔比）、催化剂用量和光照强度对光催化还原CO₂的影响。结果表明,在水蒸气的存在下,BiOCl/g-C₃N₄较纯BiOCl和g-C₃N₄具有更高的光催化还原CO₂活性,在催化剂用量为0.1 g,光照强度为2.413×10^-6 einstein·min^-1·cm^-2,BiOCl：g-C₃N₄摩尔比为1：1的异质结催化剂显示了最高的光催化还原CO₂活性,且可见光催化剂在5次套用实验后其活性基本不变。基于X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、比表面积测试（BET）和紫外-可见（UV-vis）吸收光谱表征,可以推断BiOCl和g-C₃N₄之间形成的p-n结能有效分离光生电子和空穴,是增强光催化剂活性的主要原因。     

锡酸锌纳米材料的制备方法及应用研究进展

锡酸锌由于具有较高的电子迁移率、稳定性、高电导率,优异的吸附性能、光学性能和阻燃抑烟性能等特性,近年来逐渐受到科研人员的关注。本文介绍了锡酸锌纳米颗粒的制备方法（水热法、化学沉淀法、固相化学合成法、微波合成法、溶胶-凝胶法、模板法等）、形貌结构（颗粒状、立方体、球形、八面体、纳米棒、片状、纳米花状等）、粒径及其在不同领域（锂电负极材料、气敏材料、电触头材料、DSSC阳极、光催化、阻燃等）的应用研究进展,分析了利用不同锡化合物原料、不同方法制备锡酸锌纳米颗粒的原理、制备条件和产品特性,指出了每种制备方法的优缺点及每种制备方法中不同结构的形成机理,以及不同结构是如何对Zn₂SnO₄相关性能产生影响的。文章指出如何高效可控制备特定形貌和晶粒尺寸的锡酸锌是锡酸锌纳米材料未来的发展方向。     

片状石墨相氮化碳的制备及光催化性能研究

以三聚氰胺为前驱体,采用高温煅烧法、水热法预处理法、氨基修饰法以及氮气二次煅烧(热剥离法)制备g-C₃N₄,并对样品进行了结构表征与分析,并进行了光催化性能及稳定性测试。结果表明：四种制备方法对样品的光催化活性有显著的影响,热剥离法制备的样品有较好的光催化性能,氨基改性法制备的样品具有较好的稳定性能,可以多次重复使用。