Au@ZrO2空心纳米微球的制备及其催化性质

以Stober法合成了不同粒径的SiO₂微球。以这些SiO₂微球为硬模板,通过ZrOCl₂前驱体吸附和水解制备得到了ZrO₂@SiO₂复合物,然后用HF溶解去除二氧化硅模板剂,制备得到ZrO₂空心球。以ZrO₂空心球为载体,采用沉积-沉淀法（DP）合成了Au@ZrO₂纳米空心微球。考察了Au@ZrO₂纳米空心微球在对硝基苯胺还原反应中的催化性能。研究结果表明,所合成的SiO₂微球粒径大小均一、形状规则、分散性好;ZrO₂空心微球大小及比表面积可以通过硬模板SiO₂微球粒径进行有效控制;与Au@ZrO₂实心微球相比,Au@ZrO₂空心微球在对硝基苯胺还原反应中表现出良好的催化性能,当反应温度为45℃、反应7 min时,对硝基苯胺能够完全转化为对苯二胺。     

退火温度对TiO2/CdSe纳米片异质结薄膜光电性能的影响

采用水热法在FTO上制备（001）高活性晶面主导的TiO₂纳米片薄膜,利用循环伏安法在TiO₂纳米片薄膜上沉积CdSe颗粒,制备了TiO₂/CdSe纳米片异质结薄膜。分别在150、250、350、450 ℃,氩气保护气氛中对样品进行退火。利用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）、X射线光电子能谱分析仪（XPS）、紫外-可见（UV-Vis）分光光度计以及电化学工作站对不同温度退火后的TiO₂/CdSe纳米片异质结薄膜的微观形貌、晶体结构、光电化学性能进行表征和测试。结果表明：六方相CdSe纳米颗粒均匀包覆在TiO₂纳米片表面,直径30 nm左右;随着退火温度的升高CdSe纳米颗粒长大,形成光滑的CdSe薄膜,且晶化程度提高;TiO₂纳米片表面的Se元素与Cd元素发生氧化;TiO₂/CdSe纳米片异质结薄膜对可见光的吸收光谱发生红移,禁带宽度逐渐减小。光电化学性能测试表明随着退火温度的升高,TiO₂/CdSe纳米片异质结薄膜的光电流密度显著提高,开路电压减小,但由于SeO2和CdO的出现,导致填充因子减小,影响光电转换效率的提高。在本实验条件下,TiO₂/CdSe纳米片异质结薄膜的最佳退火温度为150 ℃,填充因子为0.77,光电转换效率达到3.12%。     

离子液体电沉积CuInxGa1-xSe2薄膜

采用循环伏安法(CV)对离子液体Reline中三元CuCl₂+InCl₃+SeCl₄体系和四元CuCl₂+InCl₃+GaCl₃+SeCl₄体系的电化学行为进行了研究。研究表明,In³⁺并入三元CIS(Cu-In-Se)薄膜体系和Ga³⁺并入四元CIGS(Cu-In-Ga-Se)薄膜体系均有两种途径：一是发生共沉积,二是直接还原。利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP)和扫描电镜(SEM)对沉积电势、镀液温度和主盐浓度对CIGS薄膜组成、镀层表面形貌的影响进行了测试,结果表明通过工艺参数的选择可以控制Ga/(Ga+In)和CIGS薄膜组成并得到化学计量比为Cu_1.00In_0.78Ga_0.27Se_2.13的薄膜。     

化学浴沉积方法制备硫化铟敏化太阳电池及其性能研究

硫化铟是一种稳定、低毒性的半导体材料. 本文采用低成本的化学浴沉积方法制备了硫化铟敏化太阳电池, X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)结果表明形成了硫化铟敏化的二氧化钛薄膜. 化学浴沉积温度对所得硫化铟敏化薄膜的形貌有显著的影响, 进而影响电池性能. 温度太低时, 化学浴沉积反应速率太低, 只发生少量沉积; 温度太高时, 化学浴沉积反应速率较快, 硫化铟来不及沉积到二氧化钛多孔薄膜内部. 当温度在40℃时, 硫化铟沉积均匀性最好, 薄膜的光吸收性能最佳, 电池的短路电流最大, 另外, 填充因子达到最佳, 为65%, 电池总体光电转换效率为0.32%.     

铈对三角帆蚌钙代谢影响的研究

研究了不同浓度稀土Ce3+(0,0.5,1.0,2.5 mg·L-1)处理30,60 d时对2龄植片三角帆蚌钙代谢和珍珠质沉积的影响。结果表明:Ce3+对三角帆蚌珍珠质沉积量、外套膜和鳃组织中组织钙含量、钙调蛋白基因mRNA的表达量、腺苷三磷酸酶(ATPase)活性、碱性磷酸酶(ALP)活性的影响总体上均表现出明显的"低促高抑"的剂量效应和高浓度下"先促后抑"的时间效应。推测稀土Ce3+对钙调蛋白基因mRNA表达水平及关键酶活性的调节可能是其影响三角帆蚌钙代谢和珍珠质沉积的途径之一。     

CMPO-离子液体萃取分离铀(VI)体系的电化学性质

研究了辛基(苯基)-N,N-二异丁基胺甲酰基甲基氧化膦(CMPO)-离子液体(IL)从硝酸铀酰水溶液中萃取铀(VI)的电化学行为, 离子液体(IL)为1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐(C₄mimNTf₂). 用等摩尔系列法测得萃取过程中CMPO与U(VI)形成摩尔比为3:1的配合物. 用循环伏安法研究了萃取液中U(VI)-CMPO配合物的电化学性质, 结果表明, 在C₄mimNTf₂中U(VI)-CMPO 配合物经过准可逆还原生成U(V)-CMPO 配合物, U(VI)/U(V)电对的表观氧化还原电势(E^Θ, vs Fc/Fc⁺)为(?0.885±0.008) V. 对萃取液进行控制电位电解, 发现在铂片上有沉淀析出. X射线光电子能谱(XPS) 测试结果表明, 沉积物中只含有U(VI)、U(IV)和氧, 而CMPO和C₄mimNTf₂没有被夹带析出.     

纳米材料修饰电极上吸附态葡萄糖氧化酶的酶活性和电活性的比较

采用石英晶体微天平(QCM)技术, 监测了裸金(Au)电极、电沉积纳米金的金电极(Au_ed/Au)、多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰的金电极(MWCNTs/Au)以及MWCNTs 修饰后再电沉积纳米金的金电极(Au_ed/MWCNTs/Au)上葡萄糖氧化酶(GOx)的吸附过程, 测算了吸附固定的GOx质量. 通过阳极恒电位检测吸附酶与葡萄糖发生酶反应所产生的过氧化氢, 考察了这些酶电极的安培响应, 并测算了各吸附态GOx的质量比生物活性(MSBAi).也通过循环伏安法研究酶的直接电化学, 测算了各吸附态GOx的电活性百分数(EAP_i). 实验结果表明, 酶吸附量和酶电极的安培响应满足MWCNTs/Au > Au_ed/MWCNTs/Au > Au_ed/Au > Au 的顺序; MSBA_i满足Au > Au_ed/MWCNTs/Au > Au_ed/Au > MWCNTs/Au的顺序; 而EAP_i则满足MWCNTs/Au > Au_ed/MWCNTs/Au > Au_ed /Au > Au的顺序. 根据酶和纳米材料的亲疏水作用以及酶的吸附量对实验结果进行了合理解释, 也定量验证了电极上吸附酶分子的总生物活性与酶电极的安培响应呈正相关关系, 所得数据和结论有助于纳米材料固定酶及其安培酶电极的研究.     

ZnO/CdS复合材料的合成与可见光催化性能

采用喷雾辅助气相沉积法在水热法合成的ZnO纳米线上沉积CdS纳米颗粒。采用X射线衍射仪（XRD）、激光拉曼仪（Raman）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱分析谱（XPS）和紫外可见漫反射光谱等测试手段对复合光催化剂进行表征。结果表明,3~10 nm的CdS纳米粒子修饰在直径约为100 nm ZnO纳米线的表面。XPS和Raman表明复合材料中ZnO和CdS之间存在化学相互作用。可见光催化降解罗丹明B实验结果表明ZnO/CdS复合材料的催化性能优于单相CdS或ZnO,沉积时间为30 s合成的ZnO/CdS速率常数分别是CdS和ZnO的2.91和4.03倍,且具有较高的稳定性。ZnO/CdS复合材料光催化性能增强的可能原因为光吸收范围的拓展和光生载流子分离效率的提高。     

1-4丁炔二醇和乙二胺对离子液体电沉积Cu的影响

研究了1-4丁炔二醇和乙二胺作为添加剂对在离子液体1-甲基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐中电沉积Cu的影响。紫外可见光吸收光谱结果表明,当采用1-4丁炔二醇作为添加剂时,1-4丁炔二醇吸附在工作电极表面且未与溶液中的Cu²⁺形成配合物。扫描电镜测试结果表明由于1-4丁炔二醇与离子液体的正离子的竞争吸附使得Cu的沉积电势发生正移并使镀层表面更加均匀平整。当采用乙二胺作为添加剂时,紫外可见光吸收光谱和循环伏安测试结果表明乙二胺与溶液中的Cu²⁺离子形成带有正电荷的络合离子使得Cu的沉积电势发生正移,扫描电镜和原子力显微镜测试结果表明得到了更加均匀的镀层。当同时加入1-4丁炔二醇和乙二胺时,Cu的沉积电势仍然发生正移并得到具有纳米粒径的镀层。     

铂修饰的{001}面暴露的二氧化钛纳米片阵列的制备和光催化性能

采用有机溶剂热法在FTO衬底上制备{001}面暴露的单晶锐钛矿相TiO2纳米片阵列,通过FESEM和XRD研究样品的形貌和晶体结构. 与水热法制备的纳米片阵列相比,有机溶剂热法制备的样品取向性更好. 采用光沉积方法在纳米片阵列上沉积Pt,所得到的Pt纳米颗粒粒径更为均匀,并且更容易沉积在{001}面上. 所负载的Pt 纳米颗粒增强了TiO2纳米片的光吸收性能,同时大大减弱了光致发光强度. 在光催化性能测试中,具有最优负载量的样品催化性能提高了一倍. 与传统的Pt负载相比,{001}面的最优负载量显得相当小,这可能源于高活性{001}面的原子结构.