尖晶石LiMn2O4表面包覆TiO2与LiTi2(PO4)3及其性质研究

采用湿化学法对LiMn2O4进行TiO2及LiTi2 (PO4)3表面包覆.采用X射线衍射仪、扫描电镜、恒电流充放电等技术对合成产物进行物相、形貌和电化学分析.结果表明:TiO2及LiTi2(PO4)3包覆LiMn2O4与未包覆LiMn2O4具有相似的X射线衍射结果.室温和55℃以0.5C倍率充放电循环20次后,TiO2包覆LiMn2O4的容量保持率分别为98.2;和95.3;,LiTi2(PO4)3包覆LiMn2O4的容量保持率分别为99.1;和96.8;,高于未包覆LiMn2O4的94.6;和92.2;.表面包覆LiTi2(PO4)3后LiMn2O4的锂离子扩散系数变化不大,但包覆TiO2后的锂离子扩散系数略有下降.     

Cu2O薄膜的电化学沉积和生长机理研究

采用酸性醋酸铜体系,在透明导电玻璃(ITO)上恒电位沉积Cu2O薄膜,研究阴极还原Cu2O的电化学行为,利用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM)分析了Cu2O薄膜的微观结构和表面形貌,通过控制电沉积时间,研究Cu2O薄膜的表面形貌变化规律,讨论了Cu2O的生长机理.     

溶液沉积法制备Li4/3Ti5/3O4薄膜及其性质

以醋酸锂和钛酸四丁酯为原料,采用溶液沉积法制备Li4/3Ti5/3O4薄膜.采用热重技术分析Li4/3Ti5/3O4前驱体热性质;X射线衍射和扫描电子显微镜检测和分析产物的物相和形貌;恒电流充放电和电位阶跃技术测试薄膜的电化学性能和锂离子扩散系数.研究表明低温热处理得到的薄膜为非晶态,当热处理温度升高到650℃时,制备的薄膜为结晶态尖晶石 Li4/3Ti5/3O4.其中,750℃热处理1h制备的Li4/3Ti5/3O4薄膜的锂离子扩散系数在10-10～10-11cm2/s之间,薄膜的比容量为57μAh/(cm2·μm),充放电效率为98;,在100μA/cm2充放电电流密度下,经50次循环后的容量保持率为96;,薄膜具有优良的电化学性能.     

镁、溴共掺杂对锂离子电池正极材料LiMn2O4电化学性能的影响

通过溶胶凝胶法制备出LiMn2O4和LiMn1.92 Mg0.08O3.84Br0.16锤离子电池正极材料,并用XRD、SEM、XPS、充放电测试和CV对其结构、形貌、化学成份以及电化学性能进行了研究.结果表明,Mg、Br的掺杂未改变LiMn2O4的结构.在0.5C倍率下,LiMn1.92Mg0.08O3.84Br0.16的放电比容量为119 mAh/g,与LiMn2O4相比,其首次放电比容量提高了3.6;,循环100次后,LiMn1.92Mg0.08O3.84Br0.16的容量保持率高达86.9;.在5C倍率下,LiMn192Mg0.08O384Br0.16的放电比容量为91.1 mAh/g,比LiMn2O4提高了24.1;.实验表明,Mg、Br共同掺杂提高了LiMn2O4的放电比容量,并明显改善其循环稳定性和倍率性能,从而获得了较好的综合电化学性能.     

新型复合正极材料5LiMn0.9Fe0.1PO4·Li3V2(PO4)3/C的制备及电化学性能研究

用固相法制备了5LiMn0.9Fe0.1PO4·Li3V2(PO4)3/C复合正极材料.采用XRD、SEM、TEM和电化学测试等对材料进行了表征.结果表明,复合材料由LiMn0.9Fe0.1PO4和Li3V2(PO4)3两相组成,不含其它杂质.Li3V2(PO4)3的加入使得LiMn0.9Fe0.1PO4的电化学性能得到极大地提高.该复合材料在0.05 C和1C倍率下的放电比容量分别为162.8 mAh·g-1和129.6mAh·g-1,在1C倍率下循环50次后的容量保持率为90.1;.     

ZnFe2O4的制备及光催化性能研究

以乙二醇作为溶剂,采用溶剂热法制备ZnFe2O4,进一步通过控制煅烧温度获得具有不同晶粒尺寸的ZnFe2O4晶体.XRD和SEM分析表明,ZnFe2O4是由纳米尺寸的微晶构成的球状颗粒,粒径约200 nm,属于正尖晶石结构.UV-vis测定表明ZnFe2O4在紫外及可见光范围均有吸收,禁带宽度为1.60 ～2.18 eV,制备的温度条件对禁带能隙产生一定的影响.进一步以亚甲基蓝染料为研究对象考察了不同温度条件下制备的ZnFe2O4光催化活性,实验结果表明500℃煅烧的ZnFe2O4具有较高的染料降解率,当染料初始浓度10 mg/L,初始pH为11,催化剂用量为0.04 g/L,300 W汞灯照射2h,亚甲基蓝的降解率可达到96.8;,降解反应符合一级动力学.由于制备的ZnFe2O4具有磁性,重复使用三次亚甲基蓝的降解率仍可达到83.3;.     

三维网络结构NiCo2S4@NiCo2O4复合电极的制备及其性能

超级电容器具有更大的功率密度、优秀的循环稳定性、极快的充放电速度、超长的循环寿命以及环境友好等突出特点,其性能与构件关系密切,其中最根本的就是组成它的电极材料。本研究主要采用传统的水热法制备出钴酸镍(NiCo₂O₄)电极材料,进而通过离子交换(二次水热)制得镍钴硫(NiCo₂S₄),最后利用化学浴沉积(CBD)法使其与钴酸镍复合,得到最终所需的三维网络结构NiCo₂S₄@NiCo₂O₄复合电极。经过表面形貌表征、循环伏安测试、恒电流充放电测试以及比电容计算分析等可以证明:三维网络结构NiCo₂S₄@NiCo₂O₄复合电极的比电容及循环稳定性等远远优于复合前单一的纯NiCo₂O₄电极材料,具有极大应用前景。     

化学溶液分解法制备(Bi0.8Ce0.2)2Ti2O7薄膜及性能研究

采用化学溶液分解法(CSD)在p型Si<100>衬底上制备了(Bi0.8Ce0.2)2Ti2O7薄膜,采用X射线衍射技术研究了薄膜的结构和结晶性.研究表明:Ce3+部分取代Bi3+能够显著提高Bi2Ti2O7薄膜的相稳定性.同时还研究了薄膜的电容-电压特性、介电常数、介电损耗.结果表明,该薄膜具有良好的介电特性.     

Co掺杂改性CaTi2O4(OH)2纳米片的溶剂热制备及电化学性能

利用无水氯化钙-钛酸四正丁酯-无水乙醇体系,通过掺杂Co元素,用溶剂热法制备了CaTi2O4(OH)2片状结构.利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的显微结构进行检测分析,并利用CHI660E电化学工作站测试掺杂样品电化学性能,研究掺入Co元素对CaTi2O4 (OH)2样品的物相结构、微观形貌以及其电化学性能的影响.实验结果表明:随着钴离子掺入量增加样品的比电容先增加后减小,当Co掺杂量为2;样品的电化学性能最优,且在10 mA/cm2的工作电流密度下,其比电容为496.3 F·g-1.     

采用电化学技术制备SrMoO4薄膜的生长特性实验研究

采用恒电流电化学技术直接在金属钼片上制备了具有白钨矿结构的钼酸锶(SrMoO4)多晶薄膜,着重在实验上研究了薄膜的晶体生长特性.研究表明,采用电化学技术制备SrMoO4晶态薄膜时,薄膜的生长具有如下特点:(1)晶核生成需要一定的时间,但晶核一旦生成,其形貌就比较完整;(2)晶核和晶粒优先选择在基体缺陷(折叠、划痕、缺陷、凹凸不平等)处生长和堆砌;(3)基体上晶粒的数量随着制备时间的增加而增加,晶粒的尺寸随着时间的增加而长大,晶粒逐渐从基体表面上的稀疏分布直到布满整个基体;(4)晶粒的{111}面总是显露的;(5)在薄膜生长的整个过程中,晶粒基本上以其c轴垂直于薄膜基体表面进行的.上述研究结果对进一步认识薄膜的晶体生长和利用电化学法制备晶态薄膜都具有重要意义.     

不同退火条件对PEALD制备的Ga2O3薄膜特性的影响

利用等离子增强原子层沉积技术(PEALD)在c面蓝宝石衬底上制备了氧化镓(Ga₂O₃)薄膜,研究了退火气氛(v(N₂)∶v(O₂)=1∶1(体积比)、空气和N₂)及退火时间对Ga₂O₃薄膜晶体结构、表面形貌和光学性质的影响。研究结果表明,退火前的氧化镓处于亚稳态,不同退火气氛下退火后晶体结构发生明显改变,而且退火气氛中N₂比例增加有利于Ga₂O₃重结晶。在N₂气氛下退火达到30 min,薄膜结构已由亚稳态转变成择优取向的β-Ga₂O₃。而且表面形貌分析表明,退火30 min后表面形貌开始趋于稳定,表面晶粒密度不再增加。另外实验样品在 400~800 nm的平均透射率几乎是100%,且光吸收边陡峭。采用N₂气氛退火,对于富氧环境下沉积的Ga₂O₃更利于薄膜表面原子迁移,以及择优取向Ga₂O₃重结晶。     

水热合成纳米NiFe2O4的光催化性能

利用水热法在160℃下反应8 h后合成纳米NiFe2O4粉体.利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等对样品进行表征,测试了样品对B-GFF黑、K-GL翠蓝、B-RN蓝等活性染料的光催化性能,研究了光源、初始染料浓度、光照时间及催化剂的回收等对染料降解率的影响.结果表明,制备的NiFe2O4粉体为圆形晶粒,平均粒径在15 am左右.无光照条件下,NiFeO4对三种活性染料有一定的催化降解.氙灯照射6 h后,NiFe2O4对B-GFF黑、B-RN蓝及K-GL翠蓝分别可达到93;、85;及58;以上的降解.紫外灯照射效果最好,紫外光照2 h后,该催化剂对B-GFF黑及B-RN蓝基本可达到100;的降解,对K-GL翠蓝也可达到75;的降解.回收后的NiFe2O4催化剂对B-GFF黑溶液仍具有75;的降解率.     

溶剂热法制备翠玉状Fe3O4微晶及表征

采用溶剂热法合成粒径为1～2 μm的翠玉状的Fe3O4晶粒.样品物相用X射线衍射(XRD)仪表征,形貌通过电子扫描显微镜(SEM)观测.所得样品的磁性用振动样品磁强计(VSM)测试,结果显示出铁磁性:饱和磁化强度Ms为89.7 emu/g,剩余磁化强度Mr为6.7 emu/g,矫顽力Hc为107.1 Oe.     

SrRuO3导电层对快速退火制备Pb(Zr,Ti)O3薄膜结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上,制备了Pt/Pb(Zr,Ti)O3(PZT)/Pt和SrRuO3(SRO)/PZT/SrRuO3(SRO)异质结电容器,并研究了快速退火条件下SRO导电层对PZT结构和性能的影响.XRD测试表明,两种结构电容器中的PZT薄膜均为钙钛矿结构,SRO/PZT/SRO、Pt/PZT/Pt均具有较好的铁电性和脉宽依赖性,5 V电压下两电容器的剩余极化强度Pr和矫顽电压Vc分别为28.3 μC/cm2、1.2 V和17.4 μC/cm2、2.1 V.在经过1010次翻转后,SRO/PZT/SRO铁电电容器疲劳特性相对于Pt/PZT/Pt电容器有了较大的改善,但SRO导电层的引入也带来了漏电流增大的问题.     

磁控溅射气体参数对氧化铟薄膜特性的影响

采用射频磁控溅射法生长氧化铟薄膜,研究了溅射气压和溅射气体对氧化铟薄膜结构及光电特性的影响.X射线衍射结果表明制得的薄膜为立方结构的多晶体,随着溅射气压的升高,薄膜晶粒尺寸变大.1 Pa下沉积的氧化铟薄膜具有最大的迁移率和最小的载流子浓度,分别为15.2 cm2/V·s和1.19×1019cm-3.用O2溅射的氧化铟薄膜载流子浓度降至4.39×1013cm-3,在红外区(1.5～5.5μm)的平均透射率为85;,高于Ar溅射的薄膜,这可能是由于O2的加入减少了氧空位,降低了载流子浓度,使得自由载流子对红外光的吸收减弱.     

溶剂热法制备不同形貌纳米Lu2O3粉体

本文以水、丙酮、乙醇、乙二醇为溶剂,采用溶剂热法制备了不同形貌的纳米氧化镥(Lu2O3粉)粉体前驱体,将前驱体在400～800 ℃条件下煅烧2 h制得了不同形貌的Eu3+:Lu2O3粉体.研究发现,所用溶剂的物理性质对产生特定形貌的样品具有重要的影响,以水和丙酮为溶剂,可制得具有较高长径比的Lu2O3纳米棒,而当溶剂为乙醇和乙二醇时,所得Lu2O3粉体为等轴状的纳米颗粒.     

预制层衬底加热对Cu2ZnSnS4薄膜性能的影响

本文采用二步法制备Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜,首先通过真空热蒸发制备CuZnSn (CZT)预制层,其衬底加热温度分别为20℃、50℃、75℃和100℃,然后对所制备的CZT预制层在400℃下硫化60 min,从而制备出CZTS薄膜.利用XRD、Raman、SEM、反射谱和透射谱对所制备的CZTS薄膜进行了表征,实验结果表明,预制层衬底加热温度对CZTS薄膜结构与光学特性有很大影响,在衬底加热50℃时制备预制层硫化后所得CZTS薄膜具有高的结晶度、致密均匀的薄膜表面和最佳1.5 eV光学带隙.此外,与衬底未加热制备预制层在500℃和90 min最佳硫化条件下所制备的高纯CZTS薄膜相比,在50℃预制层衬底加热条件下所制备CZTS薄膜具有更好地结晶质量、更低的硫化温度和更短的硫化时间,这种现象表明衬底加热制备金属预制层利于更高品质CZTS薄膜的制备,可有效的降低硫化温度和缩短硫化时间,当前的研究结果为在低温下实现高质量CZTS薄膜的制备提供了一种有效的途径.     

LiAlO2衬底上ZnO薄膜的溶胶-凝胶法制备和表征

采用溶胶凝胶法在LiAlO2(302)衬底上制备了ZnO薄膜.用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品的结构和形貌进行了表征.XRD结果表明,随着热处理温度的升高(350℃、450℃、550℃、600℃、800℃),所得到的薄膜分别为单相ZnAl2O4(350℃),ZnAl2O4和ZnO的混合相(450℃)以及单相的ZnO(550℃、600℃、800℃),并且ZnO薄膜c轴择优取向的生长趋势随温度升高相应明显.SEM图像显示,随着热处理温度的升高,ZnO薄膜的粒径相应变大.     

Fe2O3微球的制备及其表征

本文采用阳离子交换树脂为模板,通过离子交换、高温焙烧等过程制备了Fe2O3微球.采用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、X射线能量散射谱仪等分析方法对产物进行了表征.结果表明:所制备的微球直径在300～500 μm之间,微球表面由α-Fe2O3颗粒有序排列组成.