两步法制备多孔硅及其表征II：脉冲电流法

采用脉冲阳极／阴极电流和化学氧化两步法分别在1：1的氢氟酸和乙醇溶液中及20％硝酸溶液中制备出孔径约为0．5－3μm,厚度大约为10－20μm的多孔硅样品,将获得的多孔硅结构再进一步用扫描电子显微镜和拉曼光谱仪进行表面形貌和光学性质的考察,与恒电流－化学氧化两步法制得的多孔硅相比,用脉冲电流法得到的多孔硅的孔径范围较大,且多孔层较厚,制备时加紫外光照显著提高了多孔硅的,并发生“蓝移”现象,用脉冲电流法制得的多孔硅在老化后（在干燥器放置一年）同样观察到光致发光明显增强。     

光化学氧化对多孔硅稳定性及SO2传感性能影响

采用光化学氧化方法对多孔硅进行后处理,获得具有良好稳定性的氧化多孔硅;采用SEM、AFM、FT-IR进行表征;通过SO2传感实验,评价其光致发光谱的变化。结果表明,采用电化学阳极氧化制备的新鲜多孔硅在空气中稳定性较差,SEM图表明其膜层分布有120×40μm的长方形小块,光化学氧化后使该长方形小块进一步分裂变细;AFM图表明,新鲜制备的多孔硅经稳定化处理后,表面硅柱宽度由700～750 nm变为300～350 nm,高度由50～58 nm变为40 nm;出现Si—O键(1 114 cm-1)和OSi—H键(2 249 cm-1)的振动峰;该氧化多孔硅在SO2介质中呈可逆的荧光猝灭特征,荧光峰的位置不随SO2浓度变化而发生移动,稳定性较好。     

吸附钌吡啶类配合物染料分子对氧化多孔硅光致 发光性质的影响

化学氧化多孔硅经cis-Ru(bpy)~2(CN)~2的乙醇溶液浸泡后,发光峰位红移,强度减弱,激发态寿命缩短。而在trans-Ru(py)~4(CN)~2溶液中浸泡的氧化多孔硅的发光峰位,强度和寿命几乎没有变化。对比两个染料分子的氧化还原电位和光吸收性质得出：与trans-Ru(py)~4(CN)~2相比,cis-Ru(bpy)~2(CN)~2有一个与多孔硅发光能量接近的低能级吸收带,使得多孔硅纳米粒子向该染料分子传递能量成为可能,能量传递的发生引起了发光峰位的红移和激发态寿命的缩短,虽然伴随着发光效率的损耗,但对有目的地选择染料分子来改变多孔硅的发光峰位和获得激发态寿命尽可能小的多孔硅提供了思路,也为深入理解多孔硅的光致发光机制提供了更多的实验事实。     

吸附钌吡啶类配合物染料分子对氧化多孔硅光致发光性质的影响

化学氧化多孔硅经cis-Ru(bpy)~2(CN)~2的乙醇溶液浸泡后,发光峰位红移,强度减弱,激发态寿命缩短。而在trans-Ru(py)~4(CN)~2溶液中浸泡的氧化多孔硅的发光峰位,强度和寿命几乎没有变化。对比两个染料分子的氧化还原电位和光吸收性质得出：与trans-Ru(py)~4(CN)~2相比,cis-Ru(bpy)~2(CN)~2有一个与多孔硅发光能量接近的低能级吸收带,使得多孔硅纳米粒子向该染料分子传递能量成为可能,能量传递的发生引起了发光峰位的红移和激发态寿命的缩短,虽然伴随着发光效率的损耗,但对有目的地选择染料分子来改变多孔硅的发光峰位和获得激发态寿命尽可能小的多孔硅提供了思路,也为深入理解多孔硅的光致发光机制提供了更多的实验事实。     

掺稀土多孔硅中稀土光学活化的新方法: 微波热法

首次报道掺稀土多孔硅中稀土光学活化的一种新方法--微波热法.经微波加热处理后,掺稀土多孔硅样品外观均匀;室温下,分别观察到掺铒多孔硅在-1.5μm处、掺钕多孔硅在-1.06μm处强的光致发光.除起加热作用外,微波与样品之间的非热相互作用在稀土的光学活化方面与也起重要作用.     

环境中二氧化硫监测的多孔硅光学传感方法研究

提出一种用于SO_2监测的多孔硅光学传感方案,其原理是以光催化氢化硅烷化处理的多孔硅作为敏感材料,根据多孔硅光致发光峰猝灭程度与SO_2浓度间定量关系,实现SO_2传感。实验采用电化学方法将n型单晶硅腐蚀形成多孔硅并进行氢化硅烷化处理,获得敏感膜层;研究多孔硅发光特性、传感特性、选择性和稳定性。结果表明该多孔硅具有良好光致发光性能,在大气环境和碱性介质中稳定性较高;当SO_2体积分数为5×10-5~2.5×10-4时,多孔硅传感SO2的过程服从SternVolmer方程,其SternVolmer常数k为5×104;同时,体积分数为0.05的CO_2或NO以及体积分数为0.01的CO或NO_2对多孔硅光致发光峰强度无影响。用本法测定样品中SO_2含量,结果满意。     

高碘酸盐氧化耐尔蓝动力学光度法测定锇

在硫酸介质和热水浴中 ,Os( )对高碘酸盐氧化耐尔蓝有催化作用。研究了反应速率对酸度、浓度、温度和离子强度的依赖关系 ,采用 0 .0 1 0mol/ L硫酸 ,反应的灵敏度随温度升高而增大 ,反应速率对反应混合物的离子强度依赖较小。线性范围为 0～ 0 .2 5μg/ 2 5m L;检出限为 8.0 2× 1 0 -5 μg/ m L;对质量浓度为 0 .1 0 μg/ 2 5m L 的 Os( )测定的相对标准偏差为 1 .0 2 % ( n=1 1 ) ;导出了催化反应的动力学方程 ;探讨了反应机理。4 0 0倍量以上常见金属离子不干扰锇的测定 ,1 0倍量以上的 Ru( )、Fe3 +有干扰。本法已用于贵金属冶金样品中锇的测定。     

氧化钒/多孔硅/硅结构的微观形貌、纳米力学及温敏特性

采用电化学腐蚀法在硅基片表面形成多孔硅, 利用直流对靶反应磁控溅射方法在不同电流密度条件下制备的多孔硅样品表面上溅射沉积了VOx薄膜, 获得了氧化钒/多孔硅/硅(VOx/PS/Si)结构. 采用场发射扫描电镜(FESEM)观测多孔硅及VOx/PS/Si结构的微观形貌, 采用纳米压痕仪器测量VOx/PS/Si结构的纳米力学特性, 通过电阻-功率曲线分析研究其温度敏感特性. 实验结果表明, 在40和80 mA·cm-2电流密度下制备多孔硅的平均孔径分别为18和24 nm, 用显微拉曼光谱法(MRS)测量其热导率分别为3.282和1.278 kW·K-1; VOx/PS/Si结构的电阻随功率变化的平均速率分别为60×10⁹和100×10⁹ Ω·W-1, VOx/PS/Si结构的显微硬度分别为1.917和0.928 GPa. 实验结果表明, 多孔硅的微观形貌对VOx/PS/Si结构的纳米力学及温敏特性有很大的影响, 大孔隙率多孔硅基底上制备的VOx/PS/Si 结构比小孔隙率多孔硅基底上制备的具有更高的温度灵敏度, 但其机械稳定性也随之下降.     

预处理对多孔硅形成过程的影响(英文)

本工作初步探讨了开路电位下对硅片进行预处理时多孔硅的形成过程 .电化学极化实验、扫描电镜和拉曼谱学的研究表明 ,预处理可以加速硅 /溶液界面上的化学或电化学反应 ,从而加快多孔硅的生长过程 ,最终导致光致发光的光谱红移 .多孔硅的厚度随预处理时间的增长而减小     

共沉淀法合成铈锆复合氧化物及表征

以共沉淀法制备了Ce0.8Zr0.2O2复合氧化物. 样品经BET法比表面积测定, XRD, SEM和粒度分布等表征, 结果显示500 ℃时(Ce-Zr)O2即形成单一立方相固溶体, SBET可达到135 m2*g-1, D50为7.17 μm, 经900 ℃老化6 h后, 仍保持相结构不变, SBET还大于40 m2*g-1, 显示了较高的热稳定性.     

Effects of Ultraviolet Illumination and Pre-treatments on Porous Silicon Formation

Although porous silicon is readily formed by anodizing silicon wafers in HF-based solutions, its application in silicon-based optoelectronic devices is greatly limited due to its poor stability and low luminescence yield. It is well recognized that the nature of silicon wafers and the fabrication condition parameters significantly influence uniformity, stability and optical properties of porous silicon. In this work, the ultraviolet illumination and pre-treatments were investigated for porous silicon formation. The surface morphologies and optical properties of the samples were also studied.     

Porous inorganic materials modified with pyrolytic carbon producted from polystyrene

Microporous materials were obtained by pyrocarbon modification of matrices based on a highly dispersed silicon dioxide. The modification involved polystyrene carbonization at 400 and 700°C in an argon flow. The possibility was elucidated of varying the properties of porous materials (density, porosity, sorption of organic solvents, and compression strength) by varying the way of introduction of polystyrene solutions into the matrix and their concentrations.     

多孔硅表面性质导致电致发光的进一步论证

用荧光分光光度法现场监测多孔硅在阳极偏压下于溶液中的电致发光行为 ,该电致发光行为主要取决于多孔硅本身的表面性质 .将电致发光实验后的多孔硅样品再次电解 ,并再次进行电致发光实验 ,发现其发光性能明显改善 ;实验表明 ,多孔硅在阳极偏压下的液相电致发光机制是由表面的Si_H键氧化向导带注入电子 ,并与阳极偏压注入的价带空穴进行复合而发光 ;此外 ,还发现了多孔硅于溶液中在阳极偏压下电压调制的可见光发射行为 ,并以量子限制效应对该现象进行了解释     

超疏水多孔硅的制备及表面稳定性

在加热条件下采用氢化硅烷化反应对多孔硅表面进行改性, 通过扫描电子显微镜、 红外光谱及元素分析等手段表征了多孔硅改性前后的结构和组成, 研究了不同反应时间对其性能的影响. 结果表明, 反应3 h后制得了超疏水表面的多孔硅, 其在碱性及空气环境中具有良好的稳定性.     

四种方法合成单一手性聚苯胺纳米纤维研究

以过硫酸铵或2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌（DDQ）为氧化剂,单一手性樟脑磺酸作为诱导酸及掺杂剂,在有机溶剂、水-有机溶剂和水溶剂体系中,采用四种不同方法分别进行了单一手性聚苯胺纳米纤维合成研究。通过扫描电子显微镜（SEM）、紫外可见光谱（UV-VIS）、X射线衍射（XRD）和圆二色谱（CD）等手段对自组装法、界面聚合法、低聚物辅助法与二次掺杂法等四种方法制备得到聚苯胺纳米纤维的形貌、结构及光学活性进行表征,对比分析后发现四种方法合成的掺杂态聚苯胺纳米纤维形貌、结构相似,但溶剂体系会影响最终产物的光学活性：水溶剂、有机溶剂体系中,得到的聚苯胺纳米纤维光学活性相反。     

脉冲阳极氧化条件对多孔硅法布里-珀罗干涉特性影响

采用电化学脉冲阳极氧化法制备具有干涉效应的多孔硅. 研究电流密度、有效阳极氧化时间、电解液组成对多孔硅法布里-珀罗(F-P)干涉特性的影响, 利用光纤光谱仪测量多孔硅反射光谱并计算其光学厚度. 结果表明, 当阳极氧化电流密度78 mA•cm－2、有效阳极氧化时间5 min、氢氟酸与乙醇体积比VHF∶VEtOH＝2∶1时, 制备的多孔硅法布里-珀罗干涉条纹均匀, 膜层性质稳定; 当与饱和乙醇气体接触时, 多孔硅反射光谱吸收峰位由612红移到637 nm, 光学厚度由5864增加到6296 nm, 表明利用多孔硅法布里-珀罗干涉效应检测乙醇气体思路是可行的.     

Improved Surface Enhanced Raman Scattering for Nanostructured Silver on Porous Silicon for Ultrasensitive Determination of 2,4,6-Trinitrotoluene

Label-free and low-cost surface-enhanced Raman scattering-active substrates of silver nanostructures on porous silicon have been synthesized. The morphology and spectroscopic properties were investigated as a function of concentration and immersion time. The enhancement factor of optimized silver-porous silicon substrate was estimated to be 2.18 × 10⁸ by the use of p-thiocresol as a Raman probe. The optimized substrate was used to determine 50 pg of 2,4,6-trinitrotoluene. These results demonstrate that the prepared silver-porous silicon substrates are promising for the ultra-sensitive determination of organic molecules.     

Polarized micropores in a novel 3D metal-organic framework for selective adsorption properties

A novel 3D porous metal-organic framework with 1D polarized channels was synthesized, and its adsorption properties for gas separation and chemical sensing were studied. The framework shows a preferential adsorption of CO(2) over N(2) with a selectivity of 22:1. It also exhibits a very good sensitivity to water with respect to most of the organic solvents in view of chemical sensing applications.