工艺参数对气压烧结制备CaAlSiN3:Eu2+荧光粉性能的影响

采用气压烧结法制备了用于暖白光LED的红色氮化物CaAlSiN_3:Eu~(2+)荧光粉,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱仪(PL)对其物相组成、微观形貌、发光性能进行了表征。结果表明:在Eu~(2+)浓度为2mol%、反应温度为1700°C、反应压力为0.65MPa时,急冷温度为1200°C得到的荧光粉结晶最好,发光强度最强。通过改变急冷温度可以使发射峰波长从637nm红移到646nm,这是一种新的调控荧光粉发射峰的手段。经过酸洗后,荧光粉的发射峰强度可以提高约9.3%。     

氧化锡纳米棒的溶剂热制备及其在钙钛矿太阳电池中的应用

本文以NaOH和SnCl_4·5H_2O为主要原料,在正己烷与水的混合溶液中合成了平均长度分别为59.2 nm和81.7 nm的金红石相氧化锡纳米棒,并将其用作钙钛矿太阳电池的介孔支撑层。用场发射扫描电镜、X射线衍射仪、紫外一可见分光光度计、瞬态荧光光谱仪和电流密度-电压曲线对其表面形貌、相组成、电子传输以及光伏特性等进行测试。结果表明:交叉分布的氧化锡纳米棒结构有助于钙钛矿的渗透与结晶,一维纳米棒结构有助于电子传输。当纳米棒的平均长度为59.2 nm时,所制备的钙钬矿电池能获得12.33%的光电转化效率,高于平均长度为81.7 nm的纳米棒所制备的电池(11.14%)。     

RhO2修饰BiVO4薄膜光阳极的制备及其光电催化分解水性能

钒酸铋是最具有光电催化应用潜力的水分解光电阳极之一, 但由于表面缓慢的动力学反应速率, 其光电催化效率仍不理想。本研究通过浸渍法在BiVO₄薄膜光阳极上负载纳米RhO₂助催化剂, 研究RhO₂负载量对BiVO₄光阳极光电催化性能的影响规律及其机理。晶粒尺寸10~25 nm的RhO₂均匀负载在颗粒尺寸100~250 nm、厚度约为400 nm的BiVO₄光阳极薄膜表面。考虑到贵金属铑的昂贵成本, RhO₂的最佳负载量为质量分数1.65%, 在偏压1.23 V (vs. RHE)、1.0 mol/L Na₂SO₃溶液中(pH8.5)AM 1.5模拟可见光照射下, 光电流密度达3.81 mA·cm^-2, 相较纯BiVO₄提升了10.58倍。在没有有机牺牲剂的条件下, 光阳极同时析出了氢气和氧气, 两者比例接近2 : 1, 产氧速率为8.22 μmol/(h·cm²)。负载RhO₂有效改善了光阳极的表面水氧化动力学, 使光生空穴更快与电解质溶液进行水氧化反应, 抑制光生载流子复合, 从而显著提升光电催化性能。另外, 负载RhO₂后, 空穴更容易从光阳极表面被有效提取到电解质溶液中, 减少其在光阳极表面积累, 从而使BiVO₄/RhO₂(1.65%)光阳极可持续稳定工作10 h以上。     

TiCl3、TiCl4共水解制备金红石相氧化钛粉体

通过TiCl₃、TiCl₄共同水解可以制备出金红石相的氧化钛粉体.改变原料浓度可 以控制产物的形貌,较高浓度下得到300—500nm的球状颗粒,由许多细小晶粒组成;较低浓 度下得到纳米针状颗粒.提高TiCl₃的浓度可以使晶粒尺寸有所减小.     

纳米氮化钛粉体的制备及其影响因素

以纳米TiO₂为原料,采用氨气氮化法制备了纳米TiN粉体。研究了制备过程中的影响因素。实验结果表明:在800℃下,氮化反应5h,纳米TiO₂全部转化成纳米TiN,制备的纳米TiN粉体的粒径为20nm左右,采用化学分析法分析了纳米TiN的纯度,采用DTA-TG技术研究了纳米TiN的热稳定性。     

微通道内表面上分布密度可控的ZnO纳米棒阵列的生长

在微流控器件的微通道内表面制备了分布可控的ZnO纳米棒阵列。先利用单分散的反相胶束借助非传统的去乳化作用在玻璃毛细管通道内壁上得到了分散很好的ZnO晶种,随后得到了ZnO纳米棒的花状簇阵列。通过调控微乳体系中的W值（水与表面活性剂的摩尔比值）得到了分散密度不同的晶种,从而在毛细管内壁上制备出了分布密度可控的ZnO纳米棒阵列,为密封的长微通道功能化改性提出了一种新的方法,经该方法改善后,可在微通道内得到纳米尺度下的一维纳米材料的特殊结构,用来设计和构筑功能化、集成化的微流控器件。     

氮化镓纳米纤维的静电纺制备及光催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和Ga(NO3)3为前驱体,利用静电纺丝和热处理技术制备了直径在100～300 nm左右的单斜结构的Ga2O3纳米纤维,并通过氨气氮化技术制备了GaN纳米纤维。XRD结果表明GaN样品为六方纤锌矿结构,且最佳氮化温度为850℃,氮化时间为2 h。Raman光谱发生了红移,并再次确定了GaN样品的结构,TGA结果表明GaN纤维在700℃以下在空气和氮气气氛下具有较好的稳定性,SEM和TEM表明纤维直径大约在100～200 nm之间,光催化测试表明GaN纤维对罗丹明6G有很好的降解效果。     

CaSi2O2N2:Ce/Tb、Eu叠层纤维膜的制备及其荧光性能研究

采用分步静电纺丝与气相还原氮化相结合的方法, 通过控制纺丝液的组成和纺丝时间, 制备了用于白光LED的CaSi₂O₂N₂:Ce/Tb、Eu叠层荧光纤维膜。采用SEM、TEM、XRD和PL等对材料进行了表征。样品在宏观上呈现完整薄膜状态, 微观上保持纤维结构, TEM照片显示荧光纤维由小晶粒组成。XRD分析结果表明: 1300℃氮化1 h可以得到CaSi₂O₂N₂晶型, 稀土离子的掺入没有改变CaSi₂O₂N₂的主晶相。在近紫外激发光照射下, CaSi₂O₂N₂:Ce/Tb、Eu叠层纤维膜两侧具有不同发射光。激发光照射Eu离子掺杂面能够降低叠层纤维膜的发射光重复吸收。将制备的CaSi₂O₂N₂:Ce/Tb、Eu叠层荧光纤维膜封装于近紫外激发的LED芯片中, 可以实现白光发射。     

Pt负载型二氧化钛纳米管/纳米晶复合光催化剂的制备及其光催化性能

结合强吸附能力与高光催化活性的催化剂有望更有效地除去废水中的污染物. 以Degussa P25二氧化钛为原料, 采用水热法制备了二氧化钛纳米管(简称为TNTs), 将TNTs加入到溶有氯铂酸和柠檬酸(还原剂)的无水乙醇中, 在蒸汽相水解装置中通过一步法制备了Pt负载型二氧化钛纳米管/纳米晶复合光催化剂. 蒸汽相处理过程中, 部分纳米管转变为锐钛矿相TiO₂, 仍有部分以管的形式存在, 使纳米复合物保留了较高的吸附能力. 利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、比表面及孔隙度分析仪等方法对产物进行了表征. 结果表明, 粒径约为4 nm的金属性Pt较好地分散在TNTs及由纳米管转变而来、晶粒尺寸约为8 nm的锐钛矿相TiO₂晶粒表面, 复合物保留了高于216 m²/g的比表面积. 光催化降解染料酸性红及亚甲基蓝的实验结果表明, 纯管有较好的吸附能力, 但是光催化性能非常低, 经120℃蒸气处理并负载贵金属Pt后光催化活性有了显著的提高.     

NCDs/TiO2复合材料的制备及其在太阳光下催化制氢的应用

采用溶剂热法, 以乙腈为溶剂和葡萄糖为原料制备了粒径约4 nm的氮掺杂碳量子点NCDs。当激发波长从330 nm增加到470 nm, NCDs水溶液发射光谱出现红移。随后, 将一定配比的NCDs、TiO₂及5 mL超纯水超声混合60 min, 并在80℃烘箱内陈化24 h, NCDs纳米颗粒成功地复合到TiO₂(TiO₂)表面。该方法有效地拓宽了TiO₂吸收光谱的范围, 并且减少了光生电子和空穴对, 从而增强了TiO₂的光催化制氢性能。实验结果表明: 投料比为m(NCDs):m(TiO₂)=15:85时, 以甲醇为牺牲剂的反应体系光催化制氢效果最好, 该复合材料具有一定的稳定性, 循环三次使用后仍然有一定的光催化制氢性能。