阳极氧化膜WO3（Ⅱ）：电显色的介质效应

用循环计时电量法、循环伏安法、电化学现场(in-situ)紫外可见反射光谱技术和光电流谱技术研究了溶剂和阳离子(H~+,Li~+)对阳极氧化膜WO_3电显色稳定性和过程的影响。从循环计时电量图可以测定表征膜稳定性的氢或锂的累积量和暂态周期数。实验发现W/WO_3/LiCLO_4乙腈溶液体系具有高的电显色稳定性。引起WO_3膜可逆电显色的H~+和Li~+离子的嵌-脱过程的界面电化学机理不同。着色态WO_3膜的色心是自由电子,其密度超过10~(21)/cm~3,生色机理是等离子体振荡。     

聚苯胺纳米点阵列的制备和库仑台阶现象

本文制备了PANI纳米点阵列, 利用导电原子力显微镜(C-AFM)表征了其形貌和导电性能, 在室温下观察到PANI纳米点的库仑台阶(Coulomb staircase)现象, 并利用库仑阻塞效应的理论进行了初步的分析.     

电化学石英晶体微天平研究界面电场对DNA杂交的影响

采用电化学石英晶体微天平, 现场监测不同界面电场下完全匹配的靶标DNA和不完全匹配的靶标DNA分别与寡聚核苷酸探针分子杂交的过程. 结果表明, 电极表面荷正电时DNA表观杂交效率比电极表面荷负电时高, 但假阳性比较显著; 而电极表面荷负电时能有效地抑制错配杂交. 探讨了引入界面电场后探针分子取向和微观作用力对DNA杂交的影响.     

自组装DNA与[Co(phen)3]2+/3+相互作用的表面增强拉曼光谱法研究

对金基体上自组装ssDNA及dsDNA与钴邻菲啉配合物离子([Co(phen)3]2+/3+)相互作用进行电化学现场表面增强拉曼光谱(SERS)研究,获得相互作用位点及相互作用模式的信息.dsDNA与[Co(phen)3]2+/3+存在一定的嵌插作用,即配合物通过配体邻菲啉(phen)环以嵌插模式结合在碱基A-T及G-C富集区,同时与磷酸二酯键PO2结合,并伴随dsDNA螺旋构象由B型向A型转变;而[Co(phen)3]2+/3+则是以静电模式与ssDNA的磷酸二酯键PO2及脱氧核糖组成的骨架相互作用.     

CdS量子点敏化ZnO纳米棒阵列电极的制备和光电化学性能

采用连续式离子层吸附与反应法制备了CdS量子点敏化的ZnO纳米棒电极.应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对CdS量子点/ZnO纳米棒电极的形貌、晶型和颗粒尺寸进行了分析和表征;采用光电流-电位曲线和光电流谱研究了不同CdS循环沉积次数及不同沉积浓度对复合电极的光电性能影响.结果表明,前驱体浓度都为0.1mol·L-1且沉积15次敏化后的ZnO纳米棒阵列电极光电性能最好.与单纯的ZnO纳米棒阵列电极和单纯的CdS量子点电极相比,其光电转换效率显著提高,单色光光子-电流转换效率(IPCE)在380nm处达到76%.这是因为CdS量子点可以拓宽光的吸收到可见光区,并且在所形成的界面上光生载流子更容易分离.荧光光谱实验进一步说明了光电增强的原因是,两者间形成的界面中表面态大大减少,有利于减少光生电子和空穴的复合.     

纳米硫化镉在对氨基苯硫酚自组装单层修饰金电极上的电化学合成

采用电流脉冲法在自组装了对氨基苯硫酚单层的金电极(PATP/Au)上电沉积硫化镉(CdS)纳米薄膜,运用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射谱(XRD)对其形貌和结构进行了表征,发现得到的是垂直基底生长的CdS纳米棒有序阵列.研究电沉积中电流脉冲参数的影响时发现:随着电流脉冲宽度增大,CdS纳米棒的尺寸增大,有序性降低;脉冲幅度增大,则纳米棒尺寸增大,覆盖度也随之增大.因此通过调节脉冲宽度和脉冲幅度,可对所制备的CdS纳米薄膜的形貌和尺寸进行调控.运用循环伏安法和计时电位法对电沉积机理进行了探究.根据实验结果我们认为Au电极自组装PATP单分子层后,PATP分子中的-NH2与溶液中Cd2+相互作用,使沉积时的电子通过表面的PATP分子链进行传递.并进一步提出纳米CdS在PATP/Au电极上电化学合成的生长机理.     

固态导电聚合物多色电致变色器件的制备

制备了基于聚3-甲基噻吩(P3MeT)和聚苯胺(PANI)的两种结构(侧面结构和垂直结构)固态导电聚合物多色电致变色器件(ECD). 采用电化学现场紫外-可见光谱法研究了侧面结构固态ECD的电致变色特性, P3MeT-ECD显示出蓝色和红色的可逆变化, PANI-ECD显示出墨绿色和黄绿色的可逆变化, 同时采用P3MeT和PANI作变色材料的P3MeT-PANI-ECD可以实现红、蓝、墨绿和草绿多色变化. 用激光雕刻微型化P3MeT-PANI变色层组装制得的侧面结构固态P3MeT-PANI-ECD控制合适电压也可多色变化. 另外, 用CeO₂-TiO₂作为P3MeT-PANI对电极的垂直结构固态P3MeT-PANI-ECD在实现红、蓝、墨绿和草绿多色变化的同时, 也可进行四色自由搭配选择.