TiO_2纳米薄膜杀菌效果

以TiCl_4的乙醇溶液作为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备TiO_2溶胶,用浸渍-提拉法在载玻片表面制成了具有抗菌作用的TiO_2薄膜以及铁掺杂TiO_2薄膜,考察了原菌液浓度、镀膜次数以及铁掺杂量对薄膜对大肠杆菌的抗菌性能的影响。     

溴掺杂CH_3NH_3PbI_3薄膜及其钙钛矿太阳能电池性能研究

有机-无机铅基卤化物钙钛矿杂合物CH_3NH_3PbI_3作为光吸收材料被广泛应用于太阳能电池中,取得了较高的光电转换效率。基于此,在CH_3NH_3PbI_3基础上对I位进行Br掺杂,采用一步溶液法制备了一系列CH_3NH_3Pb(I_(1-x)Br_x)_3薄膜,研究了溴掺杂对CH_3NH_3PbI_3薄膜物相结构、微观形貌、吸光性能及光电转换性能的影响。结果表明,随着Br掺杂量x由0增加到1,常温下其物相结构逐渐由四方相转变为立方相,并且薄膜在TiO_2纳米柱衬底上的覆盖率逐渐提高,其在可见光及近红外区域内的吸光范围逐渐变窄,其光学带隙由1.59 eV逐渐过渡到2.23 eV。以CH_3NH_3Pb(I_(1-x)Br_x)_3薄膜制备成FTO/BL(blocking layer)-TiO_2/NR(nanorods)-TiO_2/CH_3NH_3Pb(I_(1-x)Br_x)_3/sprio-OMe TAD/Au结构的钙钛矿太阳能电池,发现随着Br掺杂量的增加,太阳能电池的短路电流减小,开路电压增大,填充因子增大,光电转换效率减小。     

In-Situ Nitrogen Doping of the TiO2 Photocatalyst Deposited by PEALD for Visible Light Activity

In this paper, an N-doped titanium oxide （TiO2） photocatalyst is deposited by a plasma-enhanced atomic layer deposition （PEALD） system through the in-situ doping method. X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） analysis indicates that substitutional nitrogen atoms （-395.9 eV） with 1 atom% are effectively doped into TiO2 films. UV-VIS spectrometry shows that the in-situ nitrogen doping method indeed enhances the visible-activity of TiO2 films in the 425-550 nm range, and the results of the performance tests of the N-doped TiO2 films also imply that the photocatalysis activity is improved by in-situ doping. The in-situ doping mechanism of the N-doped TiO2 film is suggested according to the XPS results and the typical atomic layer deposition process.     

高温无机闪烁晶体Ce:YAlO3的缺陷研究

采用同步辐射白光透射形貌术研究了提拉法生长的高温无机闪烁晶体Ce:YAlO3（简称Ce:YAP）中的缺陷。实验发现在Ce:YAP晶体中存在着生长条纹、包裹沉积物、核心、孪晶及位错簇等缺陷，同时对生长缺陷形成的原因进行了讨论。结果表明，离子掺杂浓度、原料的纯度以及生长工艺条件等是影响Ce:YAP晶体缺陷的主要原因。     

Mo~( 6)掺杂制备SO_4~(2-)/TiO_2/MoO_3固体超强酸催化合成氯乙酸异辛酯

以氯乙酸和异辛醇为原料,用Mo 6掺杂制备SO2-4/TiO2/MoO3的固体超强酸催化剂催化合成氯乙酸异辛酯,研究了酯化反应的优化条件。当n(异辛醇):n(氯乙酸)为1.1∶1;催化剂用量为反应物料质量的2.0%时,反应时间90min,氯乙酸异辛酯的收率达到95.5%。     

阳极中添加剂对临界电流密度的影响

本文测定了石黑阳极掺杂碳酸锂、碳酸钠、硼酸、三氟化铝后的临界电流密度，结果表明：碳酸锂、碳酸钠使石墨阳极的临界电流密度增大，硼酸、三氟化铝则使碳阳极的临界电流密度减小，并讨论了有关机理问题，为掺杂阳极的工业应用提供了理论依据。     

氮掺杂碳二硫化钒复合材料的赝电容性能综合实验设计

实验以生物质明胶为氮源和碳源,通过简单的退火方法,设计合成了具有分层多孔结构的氮掺杂多孔碳包覆二硫化钒(VS2-NC)复合材料。利用X射线衍射仪、扫描/透射电镜、光电子能谱仪等测试手段进行结构表征,利用电化学工作站进行电化学性能测试。结果表明,制备的VS2-NC复合材料架构稳定、比表面积大、活性位点多、有利于电荷传输和离子扩散。在10 A·g-1的电流密度下,VS2-NC复合材料可达到407.3 F·g-1的比电容,经历5 000次长循环后仍可保持86%的放电容量,展现出了优异的赝电容性能。作为综合实验,实验体系完整,内容涵盖化学、材料、物理等多门学科,涉及多种仪器使用,覆盖面广,能充分体现出学科间的交叉融合。学生可在锻炼实验操作技能的基础上,充分了解科学前沿和热点问题,拓宽学科的深度与广度,提升综合科学思维能力,培养创新意识和创新能力,理论联系实际,培养更多适应社会需要的综合型、应用型、创新型人才。     

N、P掺杂r-氧化石墨烯修饰电极用于检测乳酸

以三聚氰胺作为氮源,植酸作为磷源,在900℃下将氧化石墨烯碳化为还原氧化石墨烯,得到N、P掺杂材料900-RNPG,利用SEM、EDS技术表征N、P原子被成功掺入材料,将该材料滴涂到裸玻碳电极GCE烘干,再滴涂乳酸脱氢酶和NAD+,得到乳酸传感器900-RNPG/GCE。通过电化学交流阻抗法EIS、循环伏安法CV、计时电流法it,研究了900-RNPG/GCE传感器对乳酸的电化学特性,在最优条件下,该传感器对乳酸在100μmol/L-7 mmol/L范围内有良好的线性范围,检出限为33.4μmol/L(S/N=3),具有较高的响应电流值、较宽的线性范围、较低的检出限以及较强的抗干扰能力,可以有效应用于乳酸含量检测。     

掺杂对BiFeO3薄膜电、磁特性影响综述

随着科技的高速发展,多铁性材料已经成为传感器、微波器件、数据存储、自旋电子学及太阳能电池等领域的研究热点,在智能材料与器件方向显示出可观的应用潜力。BiFeO_3及其衍生的一系列材料Bi_(1-x)AxFeO_3(A=La,Nd,Sm)、BiFe_x B_(1-x)O_3(B=Ni,Mn,Co)的发现使得多铁性材料获得了更迅猛的发展。这类材料属于单相钙钛矿氧化物型多铁材料,在室温以上同时具有铁电、压电、介电、电光、铁磁、光伏、磁电耦合、光催化等效应。BiFeO_3作为一种单相多铁性材料,与同类的多铁性材料相比,其具有较高的居里温度、尼尔温度以及较小的光学禁带宽度和较好的化学稳定性等特点。然而,在制备BiFeO_3的过程中,部分Fe~(3+)向Fe~(2+)转变,并且铋元素熔点较低容易挥发,产生大量的氧空位,造成漏电流较大,很难得到具有较高剩余极化强度的样品;并且BFO薄膜室温下弱的磁性等性质使其实际应用受到极大的限制。多年来国内外学者致力于改善制备条件和参数,使用更先进的制备方法,改用更合适的衬底材料及进行离子掺杂等,以制备多层复合薄膜。其中,离子掺杂对减小漏电流,提高铁电性及室温磁性方面的效果最为理想。各国研究者已经制备出比纯BiFeO_3材料性能更好的掺杂和复合BiFeO_3材料。在不同的位置掺杂多种元素较掺杂单一元素能更好地改善材料的性能。最新报道的采用溶胶-凝胶法制备的多个混合掺杂离子Bi_(0.88)Sr_(0.03)Gd_(0.09)Fe_(0.94)Mn_(0.04)Co_(0.02)O_3薄膜的剩余极化强度增加到108μC/cm~2,显著高于La、Mn、Zn等元素单掺杂得到的极化强度(69.47μC/cm2)。同时,掺杂BiFeO_3薄膜的磁化强度比纯BiFeO_3薄膜提高了3～4倍。这可能是源于:掺杂离子抑制Bi3+的挥发和Fe3+的还原,减小氧空位和缺陷浓度,从而减小漏电流,进一步改善BiFeO_3薄膜的铁电性能;掺杂离子也会导致结构的畸变而打破其螺旋磁结构,从而产生较强的室温磁性。本文首先简单介绍了BiFeO_3材料的结构及其掺杂元素的种类,然后讨论了A位、B位和AB位共掺杂离子对提高BiFeO_3薄膜弱的室温磁性以及减小漏电流、提高铁电性产生的影响,并进一步分析了产生影响的原因,最后提出了未来研究工作的方向。     

纳米WO3材料的制备、应用及研究趋势

结合近年来国内外相关文献，综述了纳米WO3材料的研究现状与进展，重点概述了超细WO3粉体和纳米WO3薄膜的各种制备方法及各自优缺点，并介绍了纳米WO3薄膜的稀有金属掺杂研究等；分析了纳米WO3材料的研究意义，介绍了纳米WO3材料在变色及催化等方面的应用。最后分析了纳米WO3材料应用的发展趋势。