微模塑法制备PMMA/SiO2二氧化硅杂化材料微结构

以摩尔比为 1∶1的甲基丙烯酸甲酯 (MMA)、甲基丙烯酸 (3 三乙氧基硅烷基 )丙酯 (ESMA)单体、0 .2 %(单体总量的质量分数 )的偶氮二异丁腈AIBN引发剂和四氢呋喃 (THF)溶剂 ,及 2 0 % (总质量分数 )的正硅酸乙酯TEOS合成出PMMA/SiO2 有机 无机杂化的杂化溶胶 .将溶胶在洗净的普通光学玻璃基片表面甩膜 .利用软刻蚀中的微模塑法 ,把有机硅弹性印章复制有精细图纹一面轻放在杂化溶胶膜上进行微模塑 ,外加 1N压力于12 0℃下处理 2h使溶胶凝胶化 .印章剥离后在基片表面就形成了PMMA/SiO2 有机 无机杂化材料的微图纹结构 .从微图纹的光学显微镜照片可以看出微模塑方法制备杂化材料复制的图纹精细度高 ,操作简单易行 ,是一类比较理想的微细图纹结构加工的方法 .     

大面积高深宽比硅微通道板阵列制作

利用光辅助电化学刻蚀方法,在厚度为425μm的5英寸硅片上,制作成深宽比达50以上的微通道板阵列结构.理论分析了影响微孔阵列形貌形成的关键因素,并结合实验条件,通过调整刻蚀电压值和根据莱曼模型修正实验电流值得到理想的孔壁形貌.结果表明,相比于目前在硅基上制作高深宽微结构的几种技术,光辅助电化学刻蚀方法能够实现孔壁光滑、面积大和深宽比高的微通道板阵列结构的低成本制作.     

飞秒激光和酸刻蚀方法制作凹面微透镜阵列

基于飞秒激光光刻技术和氢氟酸对光学玻璃的刻蚀,在K9光学玻璃表面制作了凹面微透镜阵列,并且可以以此为模板实现凸微透镜阵列的大量复制.用相位对比显微镜和扫描电子显微镜分析了微透镜阵列的表面轮廓,测试了微透镜阵列的光学衍射特征.该方法简单、透镜参量可控,制作的微透镜阵列能够用于分光、光束匀化、并行光刻等强激光领域.     

凹折射微透镜阵列的离子束刻蚀制作

利用光刻热熔成形工艺及离子束刻蚀制作 12 8× 12 8元凹微透镜阵列。所制硅及石英凹微透镜的典型基本图形分别为凹球冠形、凹柱形和矩顶凹面形。分析了在光致抗蚀剂柱凹微透镜图形制作过程中的膜系匹配特性 ,与制作该种微透镜有关的光掩模版的主要结构参数 ,以及光致抗蚀剂掩模工艺参数的控制依据等。探讨了在凹微透镜器件制作基础上利用成膜工艺开展平面折射微透镜器件制作的问题。采用扫描电子显微镜 (SEM)和表面轮廓仪测试了所制石英凹微透镜阵列的表面微结构形貌。给出了所制石英凹微透镜阵列远场光学特性的测试结果。     

光催化剂SO2- 4/TiO2和TiO2 的光谱行为比较

用ＩＲ、Ｒａｍａｎ和ＤＲＳ光谱研究了ＳＯ＾２－４／ＴｉＯ２光催化剂和ＴｉＯ２光催化剂的光谱行为差别。结果表明,ＴｉＯ２光催化剂的表面只有Ｌ酸中心,而ＳＯ＾２－４／ＴｉＯ２光催化剂表面既有Ｌ酸中心也有Ｂ酸中心。ＴｉＯ２的硫酸化有效地抑制了晶相转变和晶粒度的增加。与ＴｉＯ２相比,ＳＯ＾２－４／ＴｉＯ２光催化剂的锐钛矿相含量较多、晶粒较小、光谱吸收边蓝移,从而增大了光吸收阈值,增强了光生空穴和电子的氧化     

微模塑法制备PMMA球面微透镜阵列

借助微透镜及其阵列的光学器件,采用软刻蚀技术中的微模型方法成功制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的柱体及球面微透镜阵列,并对该微透镜阵列进行了光学显微和SEM分析．通过考察制备过程中的影响因素,探讨了减少阵列缺陷和提高光学性能的适宜参数．并对该透镜阵列的光学成像性能进行了初步研究．     

纳秒激光刻蚀玻璃基质铬薄膜直写微光栅结构

利用波长为351 nm的半导体泵浦全固态脉冲激光器,采用双光束干涉方法,对蒸镀在石英玻璃衬底上的铬薄膜直接刻蚀形成微光栅结构的方法进行了实验研究.通过实验,分析了激光能量和脉冲数与微光栅结构槽形和一级衍射效率之间的关系.利用光学显微镜和原子力显微镜检测分析光栅槽形,测得槽深为253 nm的最佳微光栅结构,并测得其在波长为532 nm的激光的一级衍射效率为6.5%.结果表明：在激光能量为1 150 μJ时,适当增加曝光脉冲数有利于提高制备光栅的槽深和一级衍射效率.     

PtSi IRCCD器件用长焦距Si微透镜阵列的制作研究

为了改善PtSi IRCCD器件的红外响应特性,需要添加长焦距微透镜阵列进行焦平面集光,本文提出了一种新的方法—曲率补偿法用于长焦距微透镜阵列的制作.扫描电子显微镜(SEM)显示微透镜阵列为表面极为平缓的方底拱形阵列,表面探针测试结果显示用曲率补偿法制作的微透镜阵列表面光滑,单元重复性好,其焦距可达到685.51μm.微透镜阵列器件与PtSi IRCCD器件在红外显微镜下对准胶合,显著改善了IRCCD器件的光响应特性.     

矩底拱面状微透镜阵列的氩离子束刻蚀 

在ZrO2、InP、Si及SiO2即融凝石英衬底上用氩离子束刻蚀制作面阵矩底拱面状微透镜阵列,给出了氩离子束在不同的入射角度下刻蚀器件的速率与离子束能量之间的关系。实验表明,用国产BP212 紫外正型光刻胶制作的光致抗蚀剂掩膜图形在经过优化的工艺条件下可以通过氩离子束刻蚀将预定图形转移到衬底材料中。     

高度有序的TiO2纳米管在有机电解液中的制备及碳掺杂TiO2纳米管的性能

"采用电化学阳极氧化法,在含有氟离子的有机电解液中,使纯钛表面形成一层高度有序的TiO2纳米管阵列．通过控制不同的阳极氧化电压和时间,可以得到形貌不同的TiO2纳米管．最长的TiO2纳米管接近60 1m,长径比约为600．TiO2纳米管在不同的温度(450、550和650 ℃)下焙烧2 h,采用SEM、XRD、EDS和UV-Vis分光光度仪对样品进行表征．X射线衍射仪测试结果表明制备的TiO2纳米管是无定型的,当在较高的温度下焙烧时,其结构由无定型转变为锐钛型和金红石型．EDS微量分析表明TiO2纳米管中     

TiO2对牛血清白蛋白的光催化降解的研究

报道了TiO2对牛血清白蛋白（BSA）的光催化降解。利用紫外-可见光谱（UV—Vis）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）以及高效液相色谱（HPLC）研究了降解过程并对降解终产物进行了分析。结果显示：在近紫外灯（365nm）照射下,BSA在5h内就可以被TiO2光催化完全降解为小碎片,延长反应时间到40h可使BSA完全矿化（93．5％）,其中C,N和S分别被矿化成CO2,NO3^-和SO4^2-而在仅有紫外灯或仅有TiO2存在的条件下,5h内仅有30％左右BSA被降解为小碎片,即使延长反应时间,也无法使BSA矿化成CO2和无机离子。     

Photocatalytic activity enhancement of Dy-doped TiO2 nanoparticles hybrid with TiO2 (B) nanobelts under UV and fluorescence irradiation

The main drawbacks of anatase titanium dioxide (TiO₂) nanoparticles for being used as a photocatalyst are due to the rapid charge recombination of the electron-hole pairs and the wide band gap energy, limiting its photocatalysis application. To enhance photocatalytic activity, structure modification was performed here. Heterogeneous nanostructure of Dy-doped TiO₂ nanoparticles hybrid with Monoclinic TiO₂ nanobelts (Dy/TNBs) was fabricated via hydrothermal method. Annealing temperature was varied to investigate its effect on phase composition and morphology of the as-prepared TiO₂ catalyst. Phase composition and morphology were studied by XRD and SEM, respectively. The effect of amount of catalyst loaded on the degradation efficiency of methylene blue (MB) dye in aqueous solution under UV and fluorescence illumination was investigated. The results showed that pure monoclinic TiO₂ nanobelts (TNBs) was achieved at 450 °C. Enhanced photocatalytic activity under both UV and fluorescence irradiation was found on Dy/TNB samples. The optimum Dy dosage providing the highest MB degradation rates under both irradiation sources was 0.1 mol%.     

Fabrication of structures with tunable morphologies and sizes by soft molding

This paper presents a simple and versatile patterning method to fabricate polymer patterns with different morphologies and sizes by utilizing soft molding. When a patterned elastomeric stamp was placed on the polymer solution dropped on the substrate, the polymer solution will fill into the grooves of the stamp under capillary force. Through the modulation of the polymer concentration, it is possible to produce highly regular and reproducible polymer patterns with tunable morphologies and sizes using the same microscopic patterned mold. The gained polymer patterns can be further transferred to produce second-generation stamps.     

纤铁矿型TiO_2纳米片层结构的稳定性与电子结构研究

采用平面波超软赝势方法研究了纤铁矿型TiO_2纳米片层结构的稳定性和电子结构.结果显示该结构具有较高的稳定性,其带隙比锐钛矿型TiO_2要大0.59 e V,带隙内没有出现表面态.通过对空位缺陷形成能的比较,结果显示这在还原性气氛下纤铁矿型TiO_2纳米片层表面Ti空位的形成能明显低于O空位的形成能,确定出最容易出现的缺陷是-4价的Ti空位,该空位缺陷的出现会使带隙中产生表面缺陷态.与体相内缺陷不同,表面缺陷态可以促进电子和空穴的分离,这些发现可以合理的解释最近的实验结果 .     

In situ sonosynthesis of nano TiO2 on cotton fabric

Here, titanium dioxide nanoparticles (NPs) were sonosynthesized and loaded simultaneously onto the cotton fabric. Titanium tetra isopropoxide (TTIP) was used as precursor and ultrasonic irradiation was utilized as a tool for synthesis of TiO₂ in low temperature with anatase structure and loading nanoparticles onto the cotton fabric. TiO₂ loaded cotton fabric was characterized by XRD, FE-SEM, EDS, and XRF. Moreover, several properties of the treated cotton fabrics such as self-cleaning, UV protection, washing durability, and tensile strength were studied. The effect of variables, including TTIP concentration and sonication time, was investigated based on central composite design (CCD) and response surface methodology (RSM). The results confirmed formation of anatase TiO₂ nanoparticles with 3–6 nm crystalline size loaded onto the cotton fabric at low temperature (75 °C) that led to good self-cleaning and UV-protection properties. The excellent UV-protection rating of the treated fabric maintained even after 25 home launderings indicating an excellent washing durability. Interestingly, sonochemical method had no negative influence on the cotton fabric structure. The statistical analysis indicated significant effect of both TTIP concentration and sonication time on the content of the loaded TiO₂ on the fiber and self-cleaning properties of the fabric.     

负载型二氧化钛光催化材料的制备及其光催化性能研究

以球形氧化铝为载体,采用溶胶-凝胶法和浸渍涂覆过程制备了负载型二氧化钛光催化材料。以扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)等手段对所合成的样品形貌及晶型进行了表征。结果表明,氧化铝载体经负载二氧化钛后,在球形氧化铝表面沉积了一层粒径为10~20nm的锐钛型二氧化钛纳米颗粒。通过能量色散X射线光谱(EDX)对氧化铝载体和所合成的样品进行进一步分析,表明样品中明显存在Ti元素。另外,提高氧化铝载体在二氧化钛溶胶中的浸渍次数能够有效提高二氧化钛的负载量。当浸渍次数增加到5次时,Ti元素的含量由3.8Wt.%提高至15.7Wt.%。另外,以亚甲基蓝为目标降解物,详细研究了不同浸渍次数获得的负载型二氧化钛催化材料的催化性能。结果表明:随着浸渍次数的增加,负载型二氧化钛催化材料的表面形貌不仅得到明显改善,而且显著提高了样品的光催化活性。当浸渍次数由1次提高至4次时,亚甲基蓝的降解率由40%上升至83.1%。然而,当二氧化钛负载量达到一定程度时,由于不断浸渍导致下层的二氧化钛受光照机会和光照强度减弱,导致其光催化活性提高缓慢。当浸渍次数提高至5次时,亚甲基蓝降解率仅为85.6%。所制备的负载型二氧化钛光催化材料重复使用5次,其光催化活性保持相对稳定。     

Characteristics and heterostructure of metal-doped TiO2/ZnO nanocatalysts

In this study, Ag or Al-doped TiO₂/ZnO heterostructure nanocatalysts were prepared using a sol-gel method for photocatalysis to evaluate the degradability. The photocatalytic behavior was evaluated by the degradation of methylene blue (MB) under ultraviolet (UV) light irradiation. Photocatalytic studies suggested that 1 mol% Ag-doped TiO₂/ZnO (TiO₂/ZnO = 0.75/0.25) heterostructure nanocatalysts showed higher photocatalytic activity, and that the degradation efficiency can reach 83% in 4 h, 14% higher than that for pure TiO₂. Finally, the photocatalysis mechanism for the Ag-doped TiO₂/ZnO heterostructure nanocatalysts is discussed.     

磁性光催化剂TiO2/Fe3O4的制备和表征

以Fe3O4为磁核,制备了易于分离的磁性光催化剂.采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FTIP)等手段表征催化剂的表面形貌、晶型组成、化学结构等.结果表明,TiO2包覆在Fe3O4表面,且包覆较为牢固.利用降解斯蒂酚酸考察其光催化性能,制得的催化剂具有较高的光催化活性和较好的可分离性.