Cu∶CdS/TiO2的制备及其光电化学性能研究

采用水热法制备(001)晶面裸露的TiO2纳米片阵列薄膜,并采用水热法进行CdS纳米颗粒复合,探讨不同水热反应时长对复合薄膜结构及性能的影响.为了提高复合薄膜的光电化学性能,在水热反应过程中引入Cu前驱体,并探讨不同掺杂浓度对复合薄膜性能的影响.研究结果表明Cu元素掺杂有效拓宽了CdS复合TiO2纳米片阵列薄膜(CdS/TiO2)的光吸收范围,并且提高了CdS/TiO2的光电化学性能.当水热反应3h,Cu掺杂浓度为1∶1 000时,CdS/TiO2的光电性能达到最佳.     

柔性有序ZnO纳米棒/TiO2纳米粒子复合薄膜的制备及其光电转换性能研究

采用电沉积法,在柔性不锈钢网基底上制备了ZnO纳米棒阵列,随后旋涂P25浆料,最终经退火后得到了ZnO纳米棒阵列/TiO2纳米粒子的复合结构薄膜,详细探讨了TiO2纳米粒子的填充,初级ZnO纳米棒阵列的形貌,P25浆料的旋涂次数以及表面活性剂PEG添加量等制备条件对复合结构光阳极形貌及光电性能的影响.研究表明:TiO2纳米粒子的引入能有效提高光阳极的比表面积,增强半导体与染料的耦合能力,ZnO纳米棒阵列能够为电子提供快速传输的通道.最佳制备条件为:初级ZnO纳米棒沉积次数为两次,浆料浓度为1 g/50 mL,旋涂浆料次数为三次,PEG添加量为4g/100 mL,制备的复合结构DSSC的光电转换效率较单一纳米棒阵列有一定的提高.     

WO3基电致变色器件的制备及性能研究

本文采用真空热蒸发法,在ITO基底上制备WO3薄膜,之后在空气气氛中对其进行了400℃,1 h的退火处理.SEM测试结果表明,退火后的WO3薄膜变得更为致密平整.将退火后的WO3薄膜,及通过溶胶凝胶法制得的TiO2-CeO2对电极薄膜和PC-PEO-LiClO4凝胶态电解质封装得到电致变色器件,以探索该退火处理对WO3薄膜电致变色性能的影响.结果表明,该WO3基电致变色器件在632.8 nm处的光学调制幅度达56.8;,记忆时间超过24 h,且具有良好的循环稳定性.本研究表明WO3薄膜的后期退火处理对制备高性能WO3基电致变色器件具有重要的意义.     

纳米结构WO3薄膜气致变色特性研究进展及应用

三氧化钨(WO3)薄膜具有许多特性,是一种优良的致色材料.纳米结构WO3薄膜的着色效率高、可逆性好、响应时间短、光学调制高.综述纳米结构WO3薄膜的化学沉积法和物理沉积法.化学沉积法可制备出多孔、片状和特殊形貌纳米结构WO3薄膜.掠射角磁控溅射作为一种物理沉积方法,能够可控制备纳米柱状结构WO3薄膜.其次,介绍WO3薄膜的气致变色特性在气体传感器和智能窗等领域的应用.最后,对纳米结构WO3薄膜气致变色特性改善提出展望,并指出其目前存在的问题及未来发展趋势.     

ZnO/Fe2O3复合结构的制备及光电化学性能研究

采用水热法在FTO导电玻璃上制备出大面积高能面裸露的ZnO纳米片阵列.采用旋涂法在纳米片表面制备Fe2O3纳米颗粒形成ZnO/Fe2O3复合结构.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光吸收光谱和三电极光电测试系统对复合薄膜的结构组成、形貌、光学性能和光电化学性质进行了表征和分析.研究结果表明,随着Fe2O3复合次数的增加薄膜的光吸收范围逐步拓宽到可见光区,ZnO/Fe2O3复合结构光电极的光电流明显高于单纯的ZnO纳米片阵列光电极.     

CdS/TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能

采用阳极氧化法在纯钛箔上制备出TiO2纳米管阵列,再通过化学水浴沉积法在TiO2纳米管阵列上负载CdS纳米颗粒.利用XRD、FESEM和UV-Vis分光光度计对样品的晶体结构、微观形貌和光学性质进行表征,并研究了不同含量CdS负载的复合薄膜对光催化降解气相苯性能的影响.结果表明,CdS纳米颗粒均匀沉积到TiO2纳米管阵列上,所制备的复合薄膜光吸收带边均扩展到了可见光区.CdS的修饰大幅度提高了TiO2纳米管阵列对气相苯的光催化降解活性,其中负载CdS质量分数为3;的TiO2纳米管阵列光催化活性最佳,80 min内对气相苯的去除率为80;,终产物CO2的浓度为640 mg/m3.     

WO3薄膜的电致变色与响应时间机理研究

采用直流反应磁控溅射方法制备了纳米WO3薄膜,研究了溅射气压对WO3薄膜的表面形貌和微结构的影响.利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对WO3的微结构进行了表征.采用紫外-可见分光光度计和循环伏安测试系统对样品的电致变色及响应时间性能进行了研究.结果表明,纳米WO3薄膜的微孔结构特征具有较大的比表面积,有利于改善其电致变色性能.当溅射气压为4Pa时,WO3薄膜在可见光区的电致变色平均调色范围达到了71.6;,并且其着色响应时间为5 s,漂白响应时间为16 s.     

Pt表面修饰WO3纳米线薄膜对高浓度氢气传感性能的研究

本文采用热蒸发法合成了高结晶度的WO3纳米线薄膜,并利用溅射法把Pt纳米颗粒催化剂均匀溅射到纳米线的表面,形成Pt表面修饰WO3纳米线的复合纳米网络结构.气敏传感性能测试结果表明,在工作温度为100～140℃,Pt表面修饰的WO3纳米线薄膜对高浓度氢气具有响应度高(电阻变化率接近100;)、响应时间短(小于1.0s)、可重复性好等特点,能够有效地降低传感器的工作温度,解决高浓度探测时的饱和和失效问题,在工业生产中具有潜在的应用价值.     

多孔硅基WO3气敏传感器的制备与性能研究

以钨酸钠和氯化钠为原料,采用水热法在硅基多孔硅上原位生长WO3纳米棒薄膜,制成p型多孔硅基-n型WO3复合结构气敏传感器.为了获得最大比表面积的复合形貌,详细研究了水热反应时间和温度对多孔硅基WO3复合结构显微组织表面形貌的影响.利用扫描电镜、粉末衍射等表征手段测试并分析了多孔硅基表面WO3纳米棒薄膜的形貌以及晶体结构,并测试了复合结构传感器在不同工作温度下的气敏响应特性,结果表明:该气敏传感器在室温下便对有毒气体NO2具有高灵敏度以及稳定的重复性.     

Zn~(2+)掺杂二氧化钛复合薄膜的制备与性能研究

本文以钛酸丁酯、二乙醇胺、硝酸锌为主要原料,在乙醇-水体系中,通过溶胶-凝胶法获得TiO2-ZnTiO3、TiO2-Zn2TiO4溶胶,经600~800℃热处理后制备了TiO2-ZnTiO3、TiO2-Zn2TiO4复合薄膜。利用XRD、SEM、AFM和接触角测试等表征方法详细研究了复合薄膜的物相、微观结构、表面形貌以及亲水性和光催化性能。结果表明:与TiO2薄膜相比,TiO2-ZnTiO3、TiO2-Zn2TiO4复合薄膜具有优越的亲水性和光催化性能。在紫外光照60 min条件下,接触角从TiO2薄膜的15.4°,下降到TiO2-Zn2TiO4复合薄膜的7.3°、TiO2-ZnTiO3复合薄膜的5.2°。在紫外光照180min条件下,亚甲基蓝降解率从TiO2薄膜的60%,提高到TiO2-Zn2TiO4复合薄膜的80%、TiO2-ZnTiO3复合薄膜的90%。由于Zn2+的掺杂增加了薄膜表面的羟基,且ZnTiO3、Zn2TiO4晶型具有催化特性,从而提高了ZnTiO3、Zn2TiO4复合薄膜的自清洁性能。