金纳米粒子组装体系中偶联单分子层膜结构的SERS光谱表征与分析

通过分子自组装方法制备4,4′-二硫联吡啶(PySSPy)单分子膜修饰的金电极. 利用所形成的对巯基吡啶自组装单分子膜(SAMs)作为偶联层进行金纳米粒子有序膜的组装. 对该纳米粒子组装体系进行Raman光谱测定, 得到了具有良好信噪比的对巯基吡啶单分子膜的表面增强拉曼散射(SERS)光谱. 在此基础上, 进一步采用电化学现场SERS光谱技术研究了该纳米粒子组装体系的SERS光谱随电位变化的规律. 在该体系稳定的电位范围内表征对巯基吡啶单分子膜的特征谱峰1011与1093 cm^-1、1575与1610 cm^-1以及1206与1215 cm^-1这三对谱峰其强度随着所施加电位的改变呈现出明显的规律性. 分析表明, 偶联单分子层中吡啶环芳香性随着所施加电位的改变而有规律地变化是SERS光谱特征改变的内在原因.     

新型含氮杂环螺吡喃化合物的合成及性能研究

为了改善螺吡喃的光致变色性能,提高这一系列化合物的耐疲劳度,在螺吡喃吲哚啉环的氮原子上通过短碳链引入含氮杂环基团,成功合成了1'-(3-N-杂环基丙基)-3',3'-二甲基-6-硝基螺[吲哚啉-2,2'(2H)苯并吡喃](4a～4f).这一系列新的化合物.用核磁共振氢谱、碳谱、红外光谱和元素分析对这些化合物进行结构表征.通过紫外吸收光谱研究化合物在不同溶液(乙醇、二氯甲烷和环己烷)中和不同高分子膜(PMMA和PVB)中的变色性质.进一步对化合物4a在不同溶液中的动力学性质,以及在PMMA膜和PVB膜中的热消色动力学性质进行了研究,拟合计算并比较了消色过程的动力学常数.最后,又将化合物4a和不含含氮杂环的螺吡喃母体进行比较,发现耐疲劳度有很大提高.     

磺化杂萘联苯聚醚酮酮醚酮质子交换膜材料的合成与表征

以1,4-二(3-磺酸钠-4-氟代苯甲酰基)苯(SBFBB)和4,4’-二氟二苯酮(DFK)为二卤单体,与杂萘联苯类双酚进行溶液亲核缩聚反应,通过调控SBFBB与DFK的比例,制备了一系列具有不同磺化度的高分子量磺化杂萘联苯聚醚酮酮醚酮(SPPEKKEKs)。采用红外光谱、核磁共振谱、示差扫描量热分析等对SPPEKKEKs的结构和性能进行了表征,随着磺化度增加,SPPEKKEKs的玻璃化转变温度增大。以氮甲基吡咯烷酮为溶剂制备质子交换膜,随着SPPEKKEKs的磺化度增加,质子交换膜的含水率和质子传导率增加,95℃时,质子交换膜的质子传导率均达到10-2S.cm-1,SPPEKKEKs质子交换膜具有较好的耐氧化性能。     

硼砂-对苯二甲酸电解液中AZ91D镁合金的阳极氧化处理

研究了硼砂-对苯二甲酸环保型电解液中AZ91D镁合金的阳极氧化.考察了对苯二甲酸对镁合金阳极氧化过程及其氧化膜性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能量散射谱(EDS)、动电化极化和电化学交流阻抗谱(EIS)等进行了分析表征.结果表明,对苯二甲酸的浓度对阳极氧化成膜过程、氧化膜的表面形貌、厚度、相结构和耐腐蚀性能都有重要影响.在硼酸盐电解液中加入适量的对苯二甲酸后,氧化电流密度降低,过度放电现象受到了明显的抑制,所制得的阳极氧化膜的质量也有了显著改善.氧化膜表面变得光滑、致密,膜厚度略有降低.氧化膜与镁合金基底的结合更紧密,而且其耐腐蚀性能也得到了明显增强.该研究对于镁合金阳极氧化处理工艺的环保化及阳极氧化膜质量的提高都具有积极意义.     

ZnO-聚苯胺复合膜的制备和性能研究

利用溶胶-凝胶法在Au膜、聚苯胺膜(PANI)和ITO(导电玻璃)基体上制备ZnO纳米微粒膜,初步研究了该微粒膜的形貌,结构和紫外-可见吸收等性质.结果表明,PANI的孔洞结构抑制了ZnO颗粒的团聚,因此,ZnO-PANI复合膜的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱相对于ZnO-Au微粒膜有一定程度的蓝移.光电流谱研究同时表明,ZnO-聚苯胺复合膜有望在光电化学方面得到应用.     

一种新型低带隙共轭聚合物的合成及其光学性质

在钯催化剂作用下, 通过4,7-二(5-溴-2-噻吩基)[2,1,3]苯并噻二唑与2,5-二乙炔基-3-辛基噻吩的偶联反应, 合成了一种新的共轭高分子聚4,7-二(2-噻吩基)苯并噻二唑-3-辛基噻吩二炔(PTE-DTBT). 通过紫外可见吸收光谱及荧光光谱对其光学性质进行了研究. 紫外-可见吸收谱结果表明, PTE-DTBT的固体膜光学带隙为1.71 eV; 电化学测试其带隙为1.88 eV. TiO₂/PTE-DTBT共混固体膜的荧光发射谱结果表明电子供体PTE-DTBT分子与电子受体TiO₂分子间存在有效的电子转移.     

钛箔上生长α-Fe2O3纳米氧化膜及其光电性质研究

利用电镀法在钛箔上沉积一层铁镀层,通过热氧化法将铁镀层氧化。利用X射线衍射谱(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、背散射电子像(BEI)和X射线能量散射谱(EDX)对氧化产物的晶体结构、形貌和组成进行了表征,利用表面光电压谱(SPS)和相位谱(PS)研究了氧化产物的表面光电性质,同时测定了氧化产物的I-V特性。结果表明,铁镀层的表面被热氧化后生成了含α-Fe2O3纳米带和纳米片的纳米氧化膜,α-Fe2O3纳米氧化膜在300～600 nm之间出现了一个与带-带跃迁相关的光伏响应,相位谱显示纳米膜呈n型半导体的导电特征。I-V测试表明在AM 1.5G 100 mW.cm-2标准光强作用下,0.23 V(vs.Ag/AgCl)的偏压下能产生的电流密度为0.58 mA.cm-2。     

纤维素纳米纤维基层层自组装透明柔性导电膜及其电致变色柔性超级电容器

以纤维素纳米纤维(CNFs)膜为基材,通过层层自组装法设计并制备了CNFs/[Cu2+-GO]5/[PANIPEDOT∶PSS]10复合膜(CGPP膜),经过除铜,将氧化石墨烯(GO)还原为还原氧化石墨烯(RGO),得到CNFs/RGO5/[PANI-PEDOT∶PSS]10复合导电膜(CRGPP-10膜),并以H2SO4-PVA凝胶为电解质,双片CRGPP-10膜为电极,组装了双电极体系的柔性超级电容器S-RGPP.对CGPP膜和CRGPP-10膜进行紫外-可见光谱、结晶特性和形态表征,并对S-RGPP的循环伏安(CV)曲线、恒电流充放电性能(GCD)及电化学阻抗谱(EIS)等电化学性能进行分析.结果表明,通过层层自组装法制备的CRGPP-10膜具有均匀和透明度可控的优点.柔性超级电容器S-RGPP的内阻较小,同时具有双电层(EDL)电容和赝电容性能,表现出良好的柔性和一定的电致变色性.RGO的加入使S-RGPP的循环稳定性得到改善.     

溶胶-凝胶法制备改性TiO2纳米薄膜及其防腐蚀性能

应用溶胶-凝胶法和浸渍提拉技术在316L不锈钢表面分别制备TiO2纳米膜和 B-Fe-Ce改性的TiO2纳米膜. 采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱法和能量分散谱(EDS)对薄膜进行表征,通过电化学阻抗谱(EIS)和动电位阳极极化曲线的测试考察薄膜的耐蚀性及对不锈钢的保护性能. 结果表明:两种纳米薄膜均含锐钛矿型的TiO2纳米颗粒,纯TiO2纳米膜与改性后的纳米膜中颗粒直径分别约为15和10 nm. TiO2/316L不锈钢和 B-Fe-Ce-TiO2/316L不锈钢膜电极浸泡在0.5 mo.lL-1 NaCl溶液后,后者的电化学反应电阻较大,动电位阳极极化曲线的稳定钝化区较宽,击穿电位更高,说明改性的纳米膜的耐蚀性及其保护性能更好.     

油溶非对称取代酞菁铜的合成、表征及LB膜

本文以邻苯二甲酰亚胺为原料,合成了两种新的非对称取代酞菁铜配合物:4-(对羧基苯氧基)-三-4-(2,4-二特戊基苯氧基)酞菁铜(Ⅳ)和4-(邻氨基苯氧基)-三-4-(2,4-二特戊基苯氧基)酞菁铜(Ⅴ)。并经元素分析、红外光谱、核磁共振谱、质谱、顺磁共振谱及紫外光谱,对其结构进行了表征。两种配合物都易溶于二氯甲烷、氯仿和甲苯等有机溶剂,不溶于水。配合物的氯仿溶液能在水面上展开形成单分子膜。π-A曲线测定表明,配合物在亚相液面(水)上,随着表面压力的增大,膜面积连续不停地减少,有明显的“气”“固”变化过程,表明配合物能形成较好的LB膜。分子在膜中主要以倾斜的方式排列。以Z型累积方式沉积于金制梳状电极上的LB膜能导电,属于半导体材料,碘掺杂可改善膜的电导。膜电极的气敏特性研究发现,配合物对氨气有专一的气敏特性,氨气浓度为33ppm时即有响应,且灵敏度高。     

长链香豆素LB膜对n-Si/Ni液结上的光致电荷转移的影响

本文研究了由硬脂酸香豆素制得的LB膜对n-Si/Ni电极性能的修饰作用.该LB膜沉积方式是Z型的,成膜之后吸收蓝移(由343nm移至325nm).在60mW·cm^-2溴钨灯光照下,n-Si/Ni/3LB/Fe(CN) /Pt电池的光电转换效率增大了一倍,稳定性亦有明显改善.交流阻抗测量表明,光照使n-Si/Ni/3LB电极的电解电阻大大减小,实验结果表明,硬脂酸香豆素LB膜对n-Si/Ni电极上的光致电荷传递过程的修饰作用是良好的.     

镍、铅、LB膜对n-Si光电极的修饰

本文研究了金属(镍、铅)与Langmuir-Blodgett膜对n-Si电极光电化学行为的影响, 观察到镍与铅能增强该电极的能量转换效率与稳定性。测定和讨论了八种有机物得的LB膜对n-Si/Ni电极的修饰作用, 最佳的长链香豆素LB膜使其效率倍增。还研究了具有MIS器件结构的Si/LB/Al电极的光电化学行为, 发现它具有良好的光电效应。     

n-GaAs(100)、Si(111)表面修饰卟啉分子的光致界面电荷转移特性的研究

利用表面光电压谱研究了四碘化四-(4-三甲胺苯基)卟啉(TTMAPPIH₂)修饰n-GaAS(100)和n-Si(111)半导体表面的光致界面电荷转移特性,结果表明,n-GaAs(100)表面修饰TTMAPPIH₂分子的光致界面电荷转移效率远比n-Si(111)表面修饰的高,并且发现在该卟啉分子的非吸收区也有明显的光致界面电荷转移现象,而与n-Si(111)间则没有这种转移特性。用电化学测量和UV光谱确定了TTMAPPIH₂相对于n-GaAs(100)、n-si(111)的能级位置关系,对TTMAPPIH₂分子与n-GaAs(100)和n-Si(111)间的不同光致界面电荷转移特性进行了解释。     

C_(60)有序分子膜的光电特性

利用分子组装技术制备了C60 有序分子膜 ,利用光电谱研究了C60 有序分子膜光电特性。结果表明 ,C60 具有特殊的光电行为 ,作为良电子受体 ,在n -Si表面上表现出了与通常染料分子截然不同的光电荷转移特性。     

碱性水溶液中甲醛在硅电极表面的电化学行为及其对硅化学刻蚀的影响

研究了KOH水溶液中氧化剂甲醛在p-Si和n-Si(100)单晶半导体电极表面的电化学行为及其对硅化学刻蚀表面形貌的影响．实验结果表明,甲醛不仅影响p-和n-型半导体电极在碱性溶液中的阳极氧化峰电流,而且在负电位区能在Si(100)电极上发生还原．在光照条件下,p-Si(100)电极上也观测到了HCHO的电化学还原及光电流倍增效应．甲醛在硅电极表面的电化学还原反应分两步进行,反应终产物为甲醇．此外,HCHO能有效抑制碱性溶液中Si表面“金字塔”型表面粗糙颗粒的形成。     

C-V Characterization of α-Fe2O3/Block-Copolymer Composite Particulate Films

α-Fe2O3 nanocrystal was encapsulated by a block-copolymer, hydroxylated poly(styrene-b-butadiene-styrene)(HO-SBS) to fabricate composite microspheres with α-Fe2O3 cores and HO-SBS shell. Its film fabricated on n-Si wafer acts as the insulator layer in the metal-insulator-semiconductor(MIS) structure. The capacitance-voltage(C-V) properties were measured to characterize the composite particulate films.     

聚苯胺类/n-Si(111)单晶硅复合电极:制备与光电性质

在过氧化月桂酰作用下,于n-Si(111)型单晶硅表面上分别嫁接苯胺及烷基取代苯胺,进而实现晶体硅表面上聚苯胺和烷基取代聚苯胺的原位聚合,制备得到了系列聚苯胺(或烷基取代聚苯胺)/n-Si(111)单晶硅复合电极。此外,对上述合成电极表面苯胺链进行磺化,得到系列磺酸基化的单晶硅复合电极。电化学研究结果显示,聚苯胺直接嫁接于晶体硅表面所得到的复合电极光电转化效率最高,苯胺聚合链通过碳碳双键桥连于单晶硅表面所得到复合电极的光电转化效率高于通过碳碳单键桥连得到的复合电极,但其光电转化效率低于苯胺聚合链直接桥连于晶体硅表面而得到的复合电极。另外发现,苯环磺酸基化有利于提高复合电极的光电转化效率。     

聚苯胺类/n-Si(111)单晶硅复合电极:制备与光电性质

在过氧化月桂酰作用下,于n-Si(111)型单晶硅表面上分别嫁接苯胺及烷基取代苯胺,进而实现晶体硅表面上聚苯胺和烷基取代聚苯胺的原位聚合,制备得到了系列聚苯胺(或烷基取代聚苯胺)/n-Si(111)单晶硅复合电极。此外,对上述合成电极表面苯胺链进行磺化,得到系列磺酸基化的单晶硅复合电极。电化学研究结果显示,聚苯胺直接嫁接于晶体硅表面所得到的复合电极光电转化效率最高,苯胺聚合链通过碳碳双键桥连于单晶硅表面所得到复合电极的光电转化效率高于通过碳碳单键桥连得到的复合电极,但其光电转化效率低于苯胺聚合链直接桥连于晶体硅表面而得到的复合电极。另外发现,苯环磺酸基化有利于提高复合电极的光电转化效率。     

An FTIR study of the surface chemistry of the dynamic Si(100) surface during etching in alkaline solution

In situ FTIR spectroscopy has been used in the attenuated total reflectance (ATR) mode to investigate the surface chemistry of etching Si(100) surfaces in aqueous KOH. The effect of solution concentration and electrode potential on the Si-H vibrations has been explored and the experimental results compared with density functional theory calculations. In addition. the kinetics of surface passivation of n-Si(100) has been investigated using FTIR spectroscopy.     

Electrical and optical properties of an organic semiconductor based on polyaniline prepared by emulsion polymerization and fabrication of Ag/polyaniline/n-Si Schottky diode

The electrical, optical, and metal-semiconductor contact properties of the polyaniline prepared by emulsion polymerization have been investigated to obtain an organic semiconductor material. The obtained results suggest that the polyaniline (PANI) studied is an organic semiconductor material with optical band gap (E(g) = 2.21 eV) and room electrical conductivity (sigma(25) = 3.12 x 10(-2) S/cm) values. A Schottky diode with configuration Ag/PANI/n-Si was fabricated. The ideality factor and barrier height of Ag/PANI/n-Si diode at room temperature were found to be 4.59 and 0.38 eV, respectively. The obtained diode parameters change with temperature. The Richardson constant A* value for the Ag/PANI/n-Si diode was found to be 3.81 x 10(-4) A/cm(2).K. The Ag/PANI/n-Si diode is a metal-insulator-semiconductor-type device. The standard deviation, which is a measure of the barrier homogeneity, was found to be 0.14, indicating the presence of interface inhomogeneities. It can be concluded that the polyaniline prepared by emulsion polymerization is an organic semiconductor and Ag/PANI/n-Si configuration shows a Schottky contact.