两步电泳沉积制备TiO2光阳极用于高效染料敏化太阳能电池

采用不同沉积电压制备TiO₂光阳极,研究电压对薄膜沉积速率、厚度和形貌的影响。通过台阶仪、光学照片、扫描电子显微镜(SEM)、电化学交流阻抗谱、开路电压衰减曲线对光阳极和电池进行系统表征,并测试了染料敏化太阳能电池器件的电流密度-电压(J-V)曲线,计算其光电转换效率。结果表明,提高沉积电压时,光阳极薄膜的沉积速率加快,膜厚也增加,但是电压过高时,薄膜会有裂缝和覆盖不全的问题,这会对电池的效率造成负面影响。综合考虑低沉积电压条件下薄膜均匀无裂缝和高沉积电压条件下沉积速率快的优点,采用先30 V电压、后60 V电压的电泳沉积方式来制备光阳极,结果呈现协同效果,既降低了制备时间又得到高质量的薄膜,在无其他修饰的情况下,电池的光电转换效率可以达到7.29%。     

BiVO4/ZnFe2O4同型异质结光阳极的构筑及其光电催化分解水性能

光生电子-空穴对的复合被认为是限制BiVO₄材料光电催化转换效率的重要原因之一。基于此,通过简单的水热-煅烧方法构筑了 BiVO₄/ZnFe₂O₄同型异质结光阳极,BiVO₄/ZnFe₂O₄复合光阳极在 1.23 V(vs RHE)下的光电流密度为 3.33 mA·cm^-2,较纯BiVO₄提升了2倍 (1.20 mA·cm^-2)。相关的结构及性能测试表明,BiVO₄和ZnFe₂O₄形成了带隙错开的n-n异质结,使得光生载流子得到有效分离,更有效地参与水氧化过程,进而提高了BiVO₄的光电催化水分解性能。     

原位水解沉积制备高效氮化钽微球太阳能分解水光阳极

利用一种新的原位水解沉积方法,以在高湿度空气中老化的甲醇中作为溶剂,通过乙醇钽水解而成前驱体微球颗粒沉积,制备出了高效的Ta₃N₅微球光电极,其1.6 V（vs RHE）电极电位下的光电流值达到了6.6 mA·cm^-2。相反地,在新鲜的甲醇溶液中没有钽前驱体微球颗粒沉积。这表明甲醇中水的含量对Ta₃N₅微球光电极的形成十分重要。另外,本制备方法也能方便地在其他透明导电衬底上制备出Ta₃N₅。     

双层结构CeO2光阳极在染料敏化太阳能电池中的应用

利用水热法合成核壳结构Au@SiO₂@CeO₂纳米微球,制备了一系列双层结构复合光阳极并应用于染料敏化太阳能电池(DSSC)。研究表明：当CeO₂纳米微球和核壳结构Au@SiO₂@CeO₂纳米微球应用于DSSC光阳极散射层时,电池的光电转化效率有了显著提高。相对于纯 TiO₂ (P25)光阳极,P25/CeO₂纳米球光阳极电池的 DSSC 光电性能提高了 15.3%,P25/Au@SiO₂@CeO₂纳米球光阳极电池的光电性能提高了27.9%。DSSC光电性能的提高主要归因于2个方面：一方面,Au纳米粒子的表面等离子体共振效应有效提高了光阳极薄膜的光散射效应。另一方面,CeO₂具有较高的染料负载能力,核壳球形结构具有较高的比表面积,增强了光的散射效应,提高了电子传输能力。     

微含水量电解液中高管径比TiO2纳米管阵列的制备

通过阳极氧化法在微含水量为0.5wt%的NH₄F/乙二醇/H₂O酸性电解质体系中制备了管径大、高管径比的二氧化钛（TiO₂）纳米管阵列。采用SEM、XRD等测试手段对TiO₂纳米管阵列形貌及晶相进行表征,探讨了不同氧化时间、电压对纳米管阵列形貌的影响,微含水量下氧化电压可以适当增加,更容易得到规整的长纳米管阵列;通过测定样品的光电流和紫外-可见光漫反射吸收光谱,研究分析了含水量以及超声工艺对纳米管光吸收及光电流特性,微含水量下得到的纳米管阵列可见光吸收边红移至420nm,对480~700nm可见光有明显的光吸收,光电流显著增大;丙酮作为超声介质可有效去除纳米管阵列表面的集束,能进一步提高纳米管阵列的光电性能。     

多元醇法合成的Pt2.6Sn1Ru0.4/C用作直接乙醇燃料电池高性能阳极催化剂

采用多元醇法制备了不同原子比例和载量的PtSnRu/C催化剂,利用透射电镜和X射线光电子能谱表征了所制备催化剂的物化性能,采用直接乙醇燃料电池（DEFC）单池性能测试了其电化学性能,并利用电化学原位光谱、气相色谱和中和滴定分析了乙醇电氧化过程和产物. DEFC单电池测试表明Pt_2.6Sn₁Ru_0.4/C催化剂具有较高的电池性能,其中,以60 wt% Pt_2.6Sn₁Ru_0.4/C催化剂为阳极的DEFC性能最高,90 ℃下最高功率密度为121 mW/cm². 电化学原位红外光谱和阳极产物分析表明乙酸、乙醛、乙酸乙酯和CO₂是乙醇电化学氧化产物,Pt_2.6Sn₁Ru_0.4/C催化剂上乙醇的氧化效率较高. 阳极乙醇氧化活化能和催化剂表面组成分析结果表明,表面组成的相互作用使Pt_2.6Sn₁Ru_0.4/C催化剂具有较低的乙醇氧化活化能和较高的乙醇氧化活性.     

Size Effects on the Luminescence Properties of Polymer Nanowires简

Poly（3-（2-methoxyphenyl）thiophene） （PMP-Th） nanowires were fabricated using porous anodic alumina （PAA） as template through electrochemical polymerization by cyclic voltammetry. The control on the size of nanowires was confirmed by electron microscopy. The results indicated that the luminescence spectra of PMP-Th nanowires in PAA nanochannels were blue-shifted and emission intensity was enhanced compared to the emission of the PMP-Th film. Moreover, the luminescent spectra of PMP-Th nanowires were size dependent, which may result from the change in the degree of confinement of nanowires in PAA. F6rster energy transfer from PAA to PMP-Th molecules is considered to be responsible for the enhancement of luminescence from PMP-Th nanowires in PAA. The results show that the emission properties of polymers with nanostructures can be tuned by controlling their size.     

用于快速、无损检测阳极氧化铝阻挡层厚度的光谱方法

报道一种用于快速、无损检测阳极氧化铝（Anodic Aluminum Oxide,AAO）阻挡层的光谱方法.通过两步阳极氧化法制备了孔径均一,孔道相互平行的纳米孔氧化铝薄膜;用紫外-可见-近红外（UV-VIS-NIR）光谱仪研究了不同阻挡层厚度的样品的透射光谱;结果表明,在可见-近红外光范围内,有阻挡层的纳米孔氧化铝薄膜的透射光谱出现振荡波,而且其波峰（谷）的数目与AAO的阻挡层厚度成线性关系,其线性相关系数为0.99979.这一发现为快速无损检测AAO阻挡层厚度提供了一种简单而高效的方法.     

搅拌方法对阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列的影响

将Ti箔在电压为40 V、温度为60℃,超声搅拌或磁力搅拌下质量分数0.25%的NH4F+体积分数2.5%的蒸馏水+乙二醇电解液中进行阳极氧化,以制备TiO2纳米管阵列;所制备的样品在空气中经450℃退火3 h。用场发射扫描电镜、透射电镜对所制得的样品表面形貌和晶体结构进行表征。结果发现:磁力搅拌制得的样品表面被严重腐蚀;而超声搅拌下可制备出完整的TiO2纳米管,无腐蚀现象;阳极氧化后的TiO2纳米管为非晶态结构,经退火处理后转变为锐态矿结构。对不同搅拌方式影响TiO2纳米管阵列的形成机制进行了分析讨论。     

细菌-矿物接触/非接触模式下黄铜矿浸出溶解行为

研究细菌-矿物接触模式及利用透析袋将细菌和矿物隔离的非接触模式下嗜酸氧化亚铁硫杆菌对黄铜矿浸出溶解的影响,并对黄铜矿浸出过程表面钝化的原因进行分析。研究结果表明:在细菌-矿物接触模式下,黄铜矿的浸出行为包括细菌对黄铜矿表面硫的催化氧化及细菌氧化Fe2+生成的Fe3+对黄铜矿在于氧化溶解;在细菌-矿物非接触模式下,黄铜矿主要通过细菌氧化Fe2+生成的Fe3+氧化浸出;浸出体系电位是影响黄铜矿浸出速率的主要因素,且较高的电位更有利于黄铜矿的浸出。比较细菌-矿物接触模式和细菌-矿物非接触模式,细菌-矿物接触模式比非接触模式更有利于提高浸出体系电位及氧化消除黄铜矿表面生成的硫膜,因而促进了黄铜矿的浸出;易于在较高电位下生成的黄钾铁矾沉淀是导致这2种模式下黄铜矿表面钝化的主要原因。