β-PbO2/TiO2纳米管电极的制备及其电催化降解苯酚

采用阳极氧化法和脉冲电沉积制备出β-PbO2改性TiO2纳米管(β-PbO2/TiO2-NTs)电极,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等技术手段对制备的β-PbO2/TiO2-NTs电极的表面形貌和结构进行了表征。结果表明,该方法成功地将β-PbO2纳米颗粒分散在TiO2纳米管中,通过电催化降解苯酚评价了β-PbO2/TiO2-NTs电极的电催化活性,实验结果表明,在TiO2-NTs中电沉积β-PbO2提高了电极的电催化活性,对苯酚的降解达到83%。     

基于钴铝水滑石/铁氰化钴的无酶葡萄糖传感器的研究

采用电沉积的方法将铁氰化钴(CoHCF)和钴铝水滑石(CoAl-LDH)共同固载于玻碳电极(GCE)表面构筑CoAl-LDH/CoHCF纳米材料修饰电极,并利用CoAl-LDH和CoHCF两种物质在碱性环境中对葡萄糖的协同电催化氧化作用,将其用于葡萄糖的分析。采用扫描电镜对电化学沉积的CoHCF和CoAlLDH的表面形貌进行了表征,利用X射线能量色散谱(EDS)对电沉积的CoAlLDH/CoHCF复合材料进行了分析。采用循环伏安法(CV)对修饰电极催化氧化葡萄糖的行为进行了研究。利用电流-时间法对CoAl-LDH/GCE,CoHCF/GCE,CoAl-LDH/CoHCF/GCE和裸GCE等4种电极对葡萄糖的催化效果进行了对照。对底液NaOH的浓度和扫速对电极的影响进行了探讨。该传感器对葡萄糖在5.0×10–7~6.46×10–4mol/L范围内呈良好的线性响应,相关系数为0.9996,灵敏度为0.13 A·L·mol-1,检出限(S/N=3)为2.1×10–7mol/L。     

BiOI/Bi_2WO_6对甲基橙和苯酚的光催化降解及光催化机理(英文)

采用简单的沉积方法制备了不同碘化氧铋含量的BiOI/Bi2WO6光催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和BET比表面积测量对其进行了表征。在紫外和可见光的照射下,使用甲基橙和苯酚的光催化降解评价了BiOI/Bi2WO6催化剂的光催化性能。结果表明:与商业P25和纯Bi2WO6相比,13.2%BiOI/Bi2WO6光催化剂具有更高的紫外和可见光催化性能。这明显增加的光催化活性主要归功于光生电子和空穴在Bi2WO6和BiOI界面上的有效转移,降低了电子-空穴对的复合。基于BiOI和Bi2WO6的能带结构,提出了光生载流子的一种转移过程。自由基清除剂的实验表明,·OH,h+,·O2-和H2O2,特别是h+,共同支配了甲基橙和苯酚的光催化降解过程。     

电化学制备二维“花状”Pt纳米结构及其对甲醇的电催化氧化

采用恒电流电化学技术在玻碳基底上制得二维"花状"Pt纳米结构(2D FPNs)样品,所用的电解液为HAuCl4+HClO4溶液,无需添加任何表面结构诱导的有机试剂,Pt纳米结构表面更"洁净",有较高的反应活性.扫描电子显微镜测试显示,2D FPNs样品是由球状纳米花构成,纳米叶子是构筑纳米花的最小单元.通过控制电沉积时间可调控球状Pt纳米花数的密度.高倍透射电子显微镜测试表明每个叶状纳米片沿着Pt(111)晶面定向生长.甲醇电催化氧化活性与电沉积时间有关.2D FPNs电极的甲醇的电催化活性稍高于商业Pt/C电极,却有更好的抗毒化能力,这可能归因于其特定的暴露晶面及表面的"洁净性".     

氢气泡模板法电沉积制备三维多孔铜薄膜

应用阴极析氢气泡模板法电沉积制备三维多孔铜薄膜,基础电解液组成为0.2 mol.dm-3CuSO4和1.5 mol.dm-3H2SO4.研究了电流密度(0.5~8.0 A.cm-2)、温度(20~70℃)、支持电解质(Na2SO4)以及添加剂HC l和聚乙二醇(PEG)等对薄膜的孔径大小和孔壁结构的影响.扫描电子显微镜(SEM)分析表明,降低镀液温度和添加Na2SO4、PEG都可降低孔径的大小,但对孔壁结构无影响.加入微量的氯离子可显著改变薄膜的孔壁结构,得到孔壁结构较为致密的三维多孔铜电极.循环伏安(CV)测试结果显示三维多孔铜薄膜电极在碱性条件下电氧化甲醇的电流密度比光滑铜电极提高了近20倍.     

表面重构的富氧空位非晶-结晶Ni(Co)异质结促进析氧反应（英文）

设计具有丰富活性位点的低成本且稳定的电催化剂对于提高析氧反应效率仍然具有挑战性.本文采用电化学沉积的方法,在铜箔上制备了非晶-结晶共存的三元Ni-Co-Mo金属氧化物薄膜催化剂.实验结果表明,Ni-Co-Mo催化剂具有非晶-结晶异质结构,经过表面重构后,发生了显著的Mo离子析出,从而导致稳定后的催化剂中富含大量的氧空位.具有丰富氧空位的非晶-结晶异质结催化剂,能够暴露更多的催化活性位点并降低电子转移阻抗,显著提升催化剂析氧反应性能.在1 mmolKOH中的电化学测试表明,重构后的催化剂驱动20 mA/cm²电流密度的过电位仅为308 mV,塔菲尔斜率为90 mV/dec.同时,该催化剂可以在20 mA/cm²的电流密度下连续工作超过24小时,显示出良好的稳定性.     

Ar+和trans-/cis-C2H2Cl2解离电荷转移反应的离子速度成像研究(英文)

本文利用离子速度成像方法研究了Ar⁺和trans-/cis-C₂H₂Cl₂的解离电荷转移反应,根据产物离子影像明确了三个反应通道的解离机制.其中,脱氯碎片离子C₂H₂Cl⁺是主要产物,大多数分布在靶分子附近,表明解离过程主要是在大碰撞参数下通过能量共振的电荷转移后发生;同时,有少量的C₂H₂Cl⁺分布在质心附近,这是由C₂H₂Cl₂和Ar⁺在小碰撞参数下发生的紧密碰撞导致的.次要产物C₂HCl⁺展现出与C₂H₂Cl⁺相似的速度分布.而截面最低的产物C₂HCl₂⁺经历了大碰撞参数下的能量共振电荷转移后快速脱氢,基...     

多孔氧化铝模板催化制备定向碳纳米管阵列

Well-aligned open-ended multi-walled carbon nanotube (MWCNT) arrays were prepared via chemical vapor deposition (CVD) method in porous anodic aluminum oxide (AAO) templates without depositing any transition metals as catalyst. Effects of the CVD temperature and heat treatment were studied in detail.Well-aligned open-ended MWCNT arrays were obtained at the CVD temperature above 600 ℃; when CVD temperature is reduced to around 550 ℃, CNTs, CNFs and other structures existed at the same time; no CNTs or carbon nanofibres (CNFs) could be found as the CVD temperature is below 500 ℃, and only amorphous carbon in the porous AAO template was found. Experimental results showed that the AAO template is catalytic during the CVD process, and it has the following two effects: to catalyze thermal decomposition of acetylene and to catalyze conversion of carbon decomposed from acetylene into CNTs or CNFs. Heat treatment could improve the graphitization degree, but it might also introduce new defects.     

RIG型磁光薄膜的研究进展及应用

随着光通信技术与光子集成电路的发展,非互易性器件作为光通信系统中重要的组成部分得到了越来越广泛的研究与应用。基于磁光效应制成的磁光隔离器和环行器是目前应用最为广泛的非互易性器件,为了将非互易性器件整块集成在硅片上,需制备性能与块状磁光材料相当的磁光薄膜。在近红外通信波段(1 550 nm),以钇铁石榴石(Y₃Fe₅O₁₂,YIG)为代表的稀土铁石榴石(RIG)具备优良的磁光效应,是最具应用前景的磁光材料之一。研究发现,使用稀土离子对YIG薄膜进行掺杂可以有效改善其磁光性能,尤其是Bi³⁺和Ce³⁺掺杂的YIG表现出巨法拉第效应。本文首先介绍了法拉第效应原理,介绍了三种常见磁光薄膜的生长方法,回顾了近年来的主要研究成果,介绍了磁光薄膜在光隔离器和环行器中的应用,最后对磁光薄膜的未来发展趋势进行了展望。     

基于氯化铯背接触处理优化硒化锑薄膜太阳电池性能

本文使用气相输运沉积的方式制备了硒化锑(Sb₂Se₃)薄膜太阳电池,并采用氯化铯(CsCl₂)溶液对器件上界面进行处理,同时对薄膜和器件进行了一系列表征。研究发现,CsCl₂溶液的背接触处理不仅可以提高器件的载流子收集以及降低上界面复合,还可以优化薄膜的结晶性、表面粗糙度和光电性能。基于FTO/CdS/Sb₂Se₃/CsCl₂/Au的器件结构,得到了转换效率为6.32%的高效Sb₂Se₃薄膜太阳电池,比基础器件效率提升了12%。本文的工作对Sb₂Se₃薄膜太阳电池未来的研究有一定的指导作用,其他同类型半导体光伏器件也可借鉴。