单根聚苯胺纳米线导电性的研究

纳米线(管)的模板合成和导电原子力显微镜(C-AFM)结合是一种近期发展起来研究单根一维纳米结构及阵列导电性的有效方法. 本文利用C-AFM测量了阳极氧化铝(AAO)模板电化学合成制备的单根聚苯胺纳米线的电导率, 研究了直径、氧化还原态对单根聚苯胺纳米线电导率的影响. 从I－V曲线可以看到, 其导电性质与半导体类似，但又不同于半导体． 尚未观察到反向击穿现象，可能原因是, 在一定的反向偏压下的离子脱嵌使得它由部分氧化态（导电态）转变为还原态（绝缘态）；电导率随纳米线直径减小而线性地增加；以ClO₄^－离子掺杂的氧化态和还原态比部分氧化态的电导率低二个数量级.     

利用光电子能谱研究氩离子对三氧化钨纳米线的还原作用

三氧化钨是具有多功能的宽带隙半导体材料,它表现出许多独特的性质,具有广阔的应用前景,成为目前纳米材料的一个研究热点.三氧化钨有显著的电致变色、气致变色、热致变色、光致变色的特性,它们可以用来做成平板显示器[1]、灵巧窗口[2]、温湿度传感器[3]等等.此外,一些氧化钨低值氧化物(WO3-x)还有很好的电特性,尤其表现在超导及电荷输运能力方面[4].本文利用光电子能谱技术,对三氧化钨纳米线的还原进行深入细致的分析,力图阐明其还原所经历的复杂过程.     

无电沉积高密度钯金属纳米线阵列

利用介孔氧化硅薄膜作为模板,通过无电沉积路线在介孔薄膜孔道内合成了高密度钯金属纳米线阵列.利用介孔薄膜导向剂的疏水区作为载体,引进钯金属疏水化合物并经热解和还原,得到钯微粒,以此为催化中心引发无电沉积,避免了传统无电沉积复杂的工艺过程.结果表明,纳米线尺寸均一,长径比大于60,完全填充了介孔薄膜的孔道,并可通过介孔模板孔径的选择对纳米线直径加以调控.     

溶胶-凝胶法制备薄膜型TiO2光催化剂

用TiCl4作原料,通过溶胶-凝胶法在单晶硅基片上制备了TiO2纳米薄膜,并用XRD,AES,XPS以及紫外反射光谱等手段,对TiO2薄膜的结构进行了研究.结果发现,TiO2薄膜以锐钛矿型晶相存在.TiO2薄膜层与硅衬底间无明显的界面扩散反应.掺杂的Pd在还原前的薄膜中以氧化态存在,还原后则以高分散的金属态存在.掺杂的Pt在还原前后均以金属态存在,但还原后产生颗粒聚集.掺杂Pd的TiO2薄膜经还原后,其紫外吸收强度明显提高,主吸收峰发生红移.     

柔性不锈钢基底上一维TiO_2纳米线薄膜的制备及表征

采用直流磁控溅射的方法在柔性不锈钢基底(50μm)上沉积纯钛薄膜,后在NaOH碱溶液中经水热法制备了非钛基大长径比的一维TiO2纳米线薄膜,并通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及光电化学的方法对不锈钢基一维TiO2纳米线薄膜进行了表征.结果表明,纯钛薄膜的致密度、结晶性能以及与基底的结合强度均随衬底温度的升高而加强;在10mol·L-1NaOH浓度下,生长一维TiO2纳米线结构的适宜温度为130-150℃;TiO2纳米线长度达到几个微米,直径在10-30nm之间,并且相互交叉生长,构成一个三维网络结构.此外,在Na2SO4溶液中对TiO2纳米线薄膜进行了线性扫描和瞬态光电流测试,结果表明,一维TiO2纳米线薄膜电极较TiO2纳米颗粒电极表现出更优异的光电化学性能.这种磁控溅射与水热反应相结合的方法,为非钛异质基底上制备一维TiO2纳米线薄膜提供了新的思路.     

还原氧化石墨烯表面聚苯胺纳米阵列的制备及电化学电容性能

本文以阳极氧化铝(AAO)膜为模板,通过恒电位法在自组装还原氧化石墨烯(rGO)膜表面制备有序聚苯胺(PANI)纳米线阵列。通过拉曼光谱和场发射扫描电子显微镜分别对其结构和微观形貌进行了表征,并对PANI纳米线阵列的电化学电容性能进行了测试。结果表明,rGO膜表面可电沉积PANI,电沉积得到的PANI纳米线阵列具有比PANI薄膜材料更高的电容和比电容。     

Au掺杂硅纳米线的稳定性和电子结构

采用基于密度泛函理论的第一性原理的方法, 对Au掺杂[100]方向氢钝化硅纳米线(SiNWs)不同位置的形成能、能带结构、态密度及磁性进行了计算, 考虑了Au占据硅纳米线的替代、四面体间隙和六角形间隙的不同位置. 结果表明: Au偏爱硅纳米线中心的替代位置. Au掺杂后的硅纳米线引入了杂质能级, 禁带宽度变窄. 对于Au替代掺杂, 杂质能级主要来源于Au的d、p态和Si的p态, 由于Au的d态和Si的p态的耦合, Au掺杂硅纳米线具有铁磁性. 对于间隙掺杂, 杂质能级主要来源于Au的s态, 是非磁性的. 另外, 根据原子轨道和电子填充模型分析了其电子结构和磁性.     

薄膜三重价态锰氧化物的制备与性能

应用偏靶射频磁控溅射方法在SrTiO3(001)单晶衬底上制备了三重价态(Mn3+, Mn4+, Mn5+)锰氧化物薄膜La1-x-yCaxKyMnO3. 这种薄膜具有钙钛矿结构, A位拥有La3＋, Ca2＋和K＋三种离子, 对应的B位为Mn3＋, Mn4＋和Mn5＋三重价态离子共存. 通过18 kW高能X射线衍射仪和D8 X射线面探衍射仪检测证实制备的薄膜为取向多晶薄膜. 原子力扫描图像显示薄膜表面平整, 且随薄膜厚度增加表面平整度起伏增大. 表面光电压测试显示, 该薄膜具有明显的光生电压信号.     

双层分等级TiO_2纳米线制备及其光伏性能研究

采用两步溶剂热反应制备了底层为分等级锐钛矿的TiO_2纳米线阵列,上层为分等级锐钛矿的TiO_2纳米线薄膜的双层结构电极.通过XRD和SEM对其组成和形貌进行了表征,并考察了纳米线薄膜对染料敏化太阳电池(DSSC)光伏性能的影响.实验结果表明,分等级锐钛矿的TiO_2纳米线作为DSSC的光阳极,光电转换效率为4.39%,其效率高于光滑的TiO_2纳米线光阳极电池效率(2.07%).     

铜离子的引入对甲烷无氧芳构化催化剂Mo/CuH-ZSM-5中Mo物种化学状态的影响

对比考察了Mo/CuH-ZSM-5和Mo/H-ZSM-5催化剂的甲烷无氧芳构化性能,并用XRD,XPS,ESR等多种测试手段对反应前后催化剂上的Mo物种及铜助剂的价态变化进行了详细研究,发现Cu(Ⅱ)部分取代H-ZSM-5交换位上的H⁺后,抑制了活性组分MoO₃的还原,而Cu物种自身被还原,进而将这种价态变化与催化剂的活性进行了关联.