化学氧化对多孔硅表面态和光致发光的影响

自1990年英国科学家Canham发现室温下多孔老（poroussilicon缩写为PS）的可见光区光致发光以来，在世界范围内迅速形成了一股强大的多孔硅研究热．硅是间接禁带半导体．禁带宽度为1．11eV，不可能在可见区发光．对于多孔硅在可见区的强烈荧光发射及其形成，Canham和Lehamm等分别建议可用量子线的尺寸限制效应未解释[1,2]．但Tsai和Hance等用FTIR研究经过后处理的多孔老样品[3]，认为多孔硅的发光与表面的硅氢化物相关，并提出硅的二氢化物SiH2的浓度与荧光强度相关．关于多孔硅的发光机制，还有非晶态发光[4]等说法．因止匕多孔硅的发…     

具有八-环开放骨架结构的Ni3(PO4)2·8H2O的水热合成与表征

由于开放骨架结构的金属酸盐具有潜在的应用前景，因此合成具有开放骨架结构的金属磷酸盐一直是研究的热点［1~3］. 自从第一个具有微孔结构的磷酸铝［4］被报道以来，许多其它具有开放骨架结构的金属磷酸盐被合成出来［5~14］. 然而有关磷酸镍研究的报道很少，仅有几个具有开放骨架结构的磷酸镍［15,16］和一些碱金属的磷酸镍［17~19］(大部分是通过固相法合成的). 本文通过水热法合成了一个新的具有层状结构的磷酸镍［Ni3(PO4)2·8H2O］，并通过X射线单晶衍射测定了其结构，其结构中包含共角的多面体连接成的四元环和八元环.     

多孔材料化学:从无机微孔化合物到金属有机多孔骨架

本文主要从无机微孔化合物和金属有机多孔骨架的合成化学和结构化学这两方面来介绍多孔材料化学的研究进展。多孔材料是一类具有规则孔结构的固态化合物,它们在催化、分离、离子交换等工业领域有着广泛的应用。硅铝酸盐是最为人们所熟知的微孔分子筛,经过半个多世纪的发展,人们又相继开发出磷酸盐、砷酸盐、锗酸盐、亚磷酸盐、硫酸盐、亚硒酸盐以及金属硫化物等类沸石无机微孔化合物。近十多年来,配位聚合物与金属有机多孔骨架开始大量兴起,为微孔化合物的多样化与组成的复杂性增添了新的领域。     

高多孔度多孔硅自支撑膜的制备与表征

发光多孔硅由于在光电子学方面的应用前景而引起人们极大的关注[1]．最近多孔硅发光二极管的研究方面取得了重大进展[2]。但是，有关多孔硅的发光机制仍然存在着争论[1，3，4]，利由于消除了单晶硅衬底的影响，对脱离了硅衬底的多孔硅自支撑膜能够进行普通多孔硅所不能进行的一     

模板合成法制备金纳米线的研究

近年来,利用化学和物理方法制备各种高度有序的纳米结构材料已经成为学术界的研究热点之一．其中,在特定的模板中沉积各种材料而构建纳米点阵的方法,具有制备简便,成本较低等优点,而且在尺度上可以突破刻蚀技术的局限性,具有广泛的应用前景［１］．常用的模板有阳极氧化多孔铝（ＡＡＯ）、多孔硅和聚合物等,其中ＡＡＯ模板具有耐高温,绝缘性好,孔洞分布均匀有序,而且大小可控等特点［２］,是使用较为广泛的一种．利用阳极氧化铝为模板,采用电化学方法［３～７］或压差注入法［８］制备有序的纳米粒子点阵,已经在润滑［９］、电…     

用STM研究电化学阳极氧化制备的多孔硅

本文利用扫描遂道显微镜(STM)并辅以快速富立叶变换(FFT)和数据拟合等数学方法对电化学阳极氧化法制备的多孔硅(PS)的微结构及形貌进行了研究。同时研究了多孔硅的微结构与其发光性质和电化学性质的相互关系。研究表明,在其他条件不变情况下,随阳极氧化电流密度的增大,所形成的多孔硅的微孔向纵深延伸,多孔硅层增厚,微孔相连后形成的硅柱变细,发光强度增大,发光峰位明显蓝移,与单晶硅相比,多孔硅电极的平带电位明显负移,而电极电流在两极区内均增大。     

一锅法Suzuki-Heck反应构筑基于4-乙烯基苯硼酸的发光多孔有机聚合物

多孔有机骨架材料是近年来出现的一类具有较大的比表面积、孔尺寸小于2 nm的多孔有机聚合物材料. 这些材料由较轻质量的C、H、O、N、B等元素组成, 与常规的微孔材料如分子筛和金属-有机骨架化合物相比, 它们具有较低的骨架密度和较高的比表面积等优点. 在本文中, 我们选择4-乙烯基苯硼酸为底物, 通过与芳基卤代物的Suzuki-Heck反应, 发展了一种基于钯催化的一锅法合成发光多孔有机聚合物的新途径. 红外光谱和固体¹³C核磁研究表明, 4-乙烯基苯硼酸在聚合过程中与芳基卤代物之间的Suzuki-Heck反应进行较为完全. 氮气等温吸附曲线表明, 这类材料具有多孔的性质, BET比表面积最高可达552 m²·g^-1. 由于聚合物中存在有较大的共轭基团, 因此具有良好的发光性质. 我们对这些发光有机多孔聚合物在荧光检测硝基化合物方面的应用进行了初步研究, 发现它们对苦味酸(2,4,6-三硝基苯酚)具有良好的选择性检测能力.     

多孔碳材料的制备

多孔碳材料不仅具有碳材料化学稳定高、导电性好等优点,由于多孔结构的引入,还具有比表面积高、孔道结构丰富、孔径可调等特点,在催化、吸附和电化学储能等方面都得到了广泛的应用。本文综述了微孔、介孔、大孔及多级孔碳等多孔碳材料的最新研究进展,重点介绍了多孔碳孔道结构的调控,并对多孔碳材料的应用进行了展望。     

多孔炭物理化学结构及其表征

以碳为基本骨架的多孔炭因具有丰富的孔隙结构和表面化学宫能团,在吸附分离、催化、电子等领域应用广泛.在阐述多孔炭孔结构（物理结构）和表面化学宫能团（化学结构）基础上,重点介绍了透射电镜等可直接观察多孔炭孔结构的表征方法及Dubinin微孔充填理论、平均场密度泛函理论、吸附法、压汞法等表征多孔炭孔结构的主要理论及方法,以及...     

Nb-MCM-41硅基中孔分子筛的合成与表征

ＭＣＭ４１中孔分子筛在催化、吸附分离、离子交换以及无机材料等领域具有较高的工程应用与研究价值．近年来,在催化应用方面,将具有一定催化活性的过渡金属元素如Ｔｉ［１］、Ｚｒ［２］、Ｍｏ［３］、Ｖ［４］、Ｆｅ［５］、Ｍｎ［６］、Ｗ［７］等以高分散的形态嵌入分子筛骨架结构中,得到了许多具有催化氧化性能的新型催化剂．这些新型催化剂已在石油加工、精细化学品和有机中间体的制备等方面显示出良好的应用前景［８］．铌的化合物是目前引人注目的一种新型催化材料,因为具有酸活性中心及氧化还原功能,已应用于烯烃齐聚［９］…     

多孔硅表面钝化对其发光性能的影响

报道多孔硅（PS）的表面钝化对其光致发光（PL）和电致发光（EL）的影响。PL和EL谱表明,经钝化处理的PS的PL和EL强度明显增强,且发光峰位较大蓝移;存放实验表明,经钝化处理的PS的PL和EL发光强度和发光峰位具有较好的稳定性;I～V曲线显示,经钝化处理的PS发光器件具有较低的启动电压。这些结果表明：用钝化处理的方法是提高PS的PL和EL强度和稳定性及改善其器件性能的有效途径。     

Thermogravimetric study of flame-retarding properties on phosphorylated beech sawdust

Beech sawdust (S) and samples containing 1% of H₃PO₄ (SP), (NaPO₃)_n (PS), P₂O₅ (POS), NaOH/P₂O₅ (SPS), NaOH (SS) or Na₂CO₃ (CS) were analysed using dynamic and isothermal thermogravimetry (TG) in nitrogen and oxygen environments. According to the results of dynamic experiments in nitrogen, the thermal resistance at 275 °C decreased in the order: S > SS > CS > SP> SPS > PS > POS, while in oxygen the order was: S > POS > SPS=CS=PS > SP > SS. The difference in residues obtained in nitrogen in comparison to oxygen environment reaches its maximum at temperatures from 300 to 325 °C and according to the decreasing values the following order could be listed: SS (300 °C/27%) > SP (325 °C/25%) > CS (300 °C/24%) > S (325 °C/23%) > SPS (300 °C/19%) > PS (300 °C/11%) > POS (275 °C/4%). This indicates that with a decreasing difference in residues formed in oxidative and inert environments the flame-retardant effect of the sample is increasing. The calculated initial rate constants of residue formation and gasification and the corresponding activation energies of the processes in nitrogen and oxygen from the isothermal experiments gave smaller values of rate constants for SPS than for S. For the SPS sample in comparison with S the activation energy of residue formation in nitrogen decreased while the three remaining values increased. The E_r* of PS in the oxygen is the biggest from all studied samples under the conditions used, while SPS gave the biggest E_g* in the oxygen environment. The phosphorus could be washed out with water from SP and SPS, while it remained in PS and POS. These last two samples also have the best flame-retarding properties according to TG analysis.     

发光多孔硅的化学传感特征

发光多孔是一种新型的光电器件材料。其荧光的猝灭或增敏，以及其电学特性的变化可作为化学伟感信息用于电化学传感技术。本文评述了自发光多孔硅首次报道以来在化学传感领域的应用研究进展。     

Effect of Monocarboxylic Acids on Synthesis of Porous Silicon

Electrochemical formation of deep layers of porous silicon (PS) in monocrystalline silicon of type KEF-20 in electrolytes containing formic and acetic acids is studied. It is found that the chemisorption of carboxylic acids affects electrochemical parameters of the PS formation and the microstructure of its layers. It is shown that the chemisorption and the surface-active properties of acetic acid make the microstructure of porous layers more ordered.     

多孔碳基复合膜的真空冷冻干燥制备及高效太阳能水蒸发性能

以多壁碳纳米管(CNTs)和聚偏氟乙烯(PVDF)为原料, 通过相转化法形成均匀共混的胶体, 利用真空冷冻干燥(冻干)技术使胶体固化, 并在真空状态下使部分溶剂挥发, 制备了具有多孔结构的CNTs/PVDF复合膜. 实验结果表明, 冻干CNTs/PVDF复合膜具有优异的光吸收能力、 极佳的表面亲水性能. 在1 kW/m²光照强度下, 其水蒸发速率可达1.95 kg·m^-2·h^-1、 光热转化效率为92.9%. 搭载了冻干CNTs/PVDF复合膜的蒸发器在处理模拟海水和染料废水时, 均表现出良好的抗盐污染性、 显著的稳定性和优异的太阳能蒸发性能.     

多孔硅的XPS研究

对两类孔硅样品测量X射线光电子能谱（XPS）：一类为在空气中放置近一年的多孔硅,另一类为HF处理后的具有新鲜表面的多孔硅。通过分析Si2p和O1a芯能级谱可以得到以下结论：新制备的多孔硅表面只有少量的O和F存在,其中氧是以OH^-形式存在,它的形成与清洗过程中F^-被OH^-取代有关。随着放置时间的增加,表面逐渐被氧化,形成正化学计量比的SiO2,而随着从表层向内的深入,逐渐变为次氧化物。结果表明刚制备的多孔硅与大气中放置氧化后的样品表面态的类型是不一致的。     

In situ functionalization of porous silicon during the electrochemical formation process in ethanoic hydrofluoric acid solution

In this work, the results of a new method for the preparation of porous silicon (PS) layers with in situ simultaneous functionalization with organic molecules are reported. The molecules of interest are dissolved in the HF ethanoic solution used to prepare the PS layers by partial anodic dissolution of a Si electrode. The method has been proved to be effective with various molecules. In this Communication, the case of PS functionalization with heptyne molecules, studied by FTIR spectroscopy, is reported in detail. The results demonstrate that this new functionalization method, accompanied by a low-level oxidation, is simple, fast, and effective and that it can allow the confinement of the adsorbed molecules selectively in a single layer of a PS stack.     

Self-assembled Alkylation of Atomically Flat Hydrogen-terminated Silicon (111) Surface By Using Highly Polarized Fluoroalkylsilane

Hydrogen-terminated silicon surface is of technological importance to semiconductor processes such as pre-gate^[1]. Re-contamination and re-oxidation on silicon surface become more stringent issues in order to meet the requirements in the process for producing reduced size IC chips. The modification of silicon surfaces by various strategies has attracted more attention in the past few years^[2-4]. The frequently used techniques to attach functional groups to silicon surfaces are via chemical^[2], photochemical^[3] and electrochemical reactions^[4]. Various ways to attach monlayers to silicon surfaces has been reported, including alkylation of silicon with alkenes, alkyenes, aldehydes, alcohols and Grigard reagents under photoactivated or catalytic reactions. Particularly, porous silicon prepared by chemical or electrochemical treatments has been extensively studied. Preparation of passivated layers on porous silicon surfaces has disadvantages that the silicon surfaces are damaged by reactive agents during the reaction or become porous for attachment of molecules. Recently, self-assembled monolayer of alcohols on porous silicon was reported at modest heating without the aid of catalyst or photoexcitation or potential^[5]. In the paper, we report a novel method to attach highly polarized fluoroalkylsilane on atomically flat Si(111) surface at room temperature and to form a self-assembled monolayer to prevent the silicon surface from re-contamination and re-oxidation.     

酸浸蚀Al-Si合金制备锂离子电池高性能多孔硅负极材料

本文首次提出利用酸浸蚀Si-Al（含Al 80%）合金粉末的方法制备多孔硅材料. 分析表明制得的多孔硅材料为晶体,并具有由纳米颗粒结集成的海绵状多孔结构,其粒径约20 μm,比表面102.7 m²·g^-1. 多孔硅电极按多孔硅:导电碳:粘结剂 = 1:1:1（by mass）涂成. 在添加15%氟化碳酸乙烯酯（FEC）的1 mol·L^-1 LiPF₆/EC + DMC（1:1,by volume）电解液,在100 mA·g^-1电流密度充放电,多孔硅电极的首次放电比容量2072 mAh·g^-1 Si. 经237次充放电循环后,其放电容量仍可保持在1431 mAh·g^-1 Si,显示了相当高的充放电稳定性. 这归因于其海绵状多孔结构有足够的微空间以承受充电过程中硅的急剧膨胀. 硅微粒的纳米尺寸有利于锂在Li-Si合金中的扩散. 纳米硅微粒可牢固地联成一整体,不易因膨胀、收缩而粉化断裂. 这种构筑多孔硅负极材料的新方法操作简便、成本低廉,有着很好的应用前景.     

Synthesis, Crystal Structure, and Properties of Inorganic-organic Hybrid M(Ⅱ)-Nb(Ⅴ)(M = Co, Cu)Oxyfluorides

T Two isostructural inorganic-organic hybrid M(Ⅱ)-Nb(Ⅴ)oxyfluorides, namely,M(H<,2>O)<,2>(pyz)NbOF<,5>(M = Co 1, Cu 2; pyz = pyrazine)have been hydrothermally synthesized and structurally characterized. Both compounds possess two-dimensional layer structure constructed by neutral M(H<,2>0)<,2>NbOF<,5> chains inter-connected via bridging pyrazine ligands. The structure is further extended into three-dimensional supramolecular architecture through inter-layer H-bonding interactions between the coordinated water molecules and fluorine ions. The luminescent properties and thermal stability of both compounds have been investigated.