钙钛矿型YNiO_3电子能带结构的第一性原理

采用第一性原理计算了钙钛矿材料YNiO3正交相、单斜相的电子能带结构。计算结果表明:YNiO3正交相为直接带隙,带隙大小约为0.99 eV;单斜相低能导带向费米面移动进入带隙区,与费米面相交而部分填满,使其具有金属性而导电。同时发现,Ni在正交相中只存在一种组态Ni3+,而在单斜相中则存在Ni2+和Ni4+两种不同的组态,即存在电荷歧化2Ni3+→Ni2++Ni4+。     

不同物相三氧化钨的制备及其光致变色性质

采用化学沉淀法和低温水热法成功制备了单斜相与正交相三氧化钨粉体,通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)与扫描电镜(SEM)对产物进行了表征,电镜照片显示合成产物为纳米片.利用紫外可见光谱测量了合成产物的带隙,研究了不同物相三氧化钨纳米粉体在紫外光照射下的光致变色性质.结果表明,单斜相三氧化钨纳米粉体光致变色响应度比正交相三氧化钨的高.     

水溶液中相转化制备六方相三氧化钼及其电化学嵌锂性质

三氧化钼(MoO3)以三种常见的物相存在:正交相、六方相和单斜相,前者为热力学稳定相,后两者为热力学介稳相.相对于稳定的正交相MoO3,介稳的六方相MoO3较难制备.笔者采用对已商品化的正交相MoO3再次结晶的方法制得了纯六方相MoO3.通过透射电镜(TEM)观察可知产物为均匀的纳米棒.实验结果表明合成的六方相MoO3的首次放电容量比商品化的正交相MoO3高.六方相MoO3有望成为理想的锂离子电池阴极材料.     

单斜相Nb2O5纳米带的水热拓扑合成及光催化性能表征

目的 通过水热拓扑合成制备具有光催化活性并暴露特定晶面的N b2 O5纳米带.方法 以Nb2 O5和KCl为原料制备的一维KNb3 O8带状粒子为前驱体,经过酸交换、水热拓扑结构转型得到暴露特定结晶面的单斜相五氧化二铌(M-Nb2 O5).用XRD,FE-SEM,TEM,SAED和EDX等分析手段对合成产物的结构、形貌以及化学组成进行表征.结果 制备出与前躯体K N b3 O8粒子形貌相同且主要暴露面为(001)面的单斜相N b2 O5带状晶体,其长度为2～8μm,宽度约为500 nm,厚度为50～70 nm.通过模拟阳光下分解水评估了单斜相N b2 O5纳米带作为光催化剂的光电化学性能,结果显示其产生的光电流密度及产氢量分别为30.9μA·cm-2和461μmol·h-1·g-1,是对照样品正交相Nb2 O5粒子的3倍.说明单斜相N b2 O5纳米带具有良好的光电化学活性和较高的光电转换效率.结论 单斜相N b2 O 5纳米带晶在光催化剂和光伏纳米器件中具有潜在的应用价值.     

锆酸锶材料能带结构的第一性原理研究

采用广义梯度近似下的密度泛函理论的全势线性缀加平面波方法,精确计算了钙钛矿材料SrZrO3立方相、正交相的电子结构.计算结果表明,SrZrO3立方相、正交相都是直接带隙,对带隙起主要作用的是Zr的4d态和O的2p态,它们的大小分别为3.53,3.72 eV.SrZrO3由立方相到正交相时Sr—O和Zr—O之间的杂化增强,间接增强了ZrO6八面体的畸变,降低了体系的总能量,有利于正交相的稳定.     

正交相二氧化锡薄膜的制备与性能

二氧化锡(SnO₂)的一种晶体结构--正交相是高温高压相, 不易合成, 因此, 其性质探测和技术应用研究一直停滞不前. 利用脉冲激光沉积(pulsed laser deposition, PLD)技术, 在相对较低压力和较低温度下制备较纯的正交相SnO₂薄膜. 实验结果表明, 这种正交相SnO₂薄膜的透明度优于常规四方相SnO₂, 其半导体带隙大于四方相SnO₂.     

MoO_3高压电输运性能研究

利用DAC原位测量技术,研究了Mo O3电阻率和高压阻抗随压力的变化规律.电阻率在10.6 GPa和20.8 GPa时出现不连续变化,对应着Mo O3由正交相到单斜相(P21/m)再到单斜相(P21/c)的结构相变.压力低于10.6 GPa时,电阻率随着压力的增大而减少;单斜相(P21/m)的电阻率随压力增加而增加;压力高于20.8GPa时,电阻率随压力增加而减小.通过拟合复阻抗谱,得到了晶粒电阻随压力的变化规律.晶粒电阻在10.6GPa出现不连续变化,对应着Mo O3由正交相到单斜相(P21/m)的结构相变.正交相晶粒电阻随着压力的增大而减少.     

K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3纳米材料的表征及其水热生长习性研究

采用水热法在一定条件下合成K0.5Na0.5NbO3(KNN)纳米材料.利用XRF、XRD、SEM、Raman散射光谱和紫外/可见吸收光谱分别对材料的组分、物相、形貌、声子振动模式和光吸收等性质进行了表征.结果显示所合成的KNN材料为正交相钙钛矿结构,能隙约2.93 eV,其室温拉曼光谱与块体相比存在一定蓝移.此外,反应时间对产物形貌影响较大,阶梯状复杂形貌可能是一种聚集生长机制.     

WO_3-Fe_2O_3异质结的制备及光催化活性

利用新型燃烧法和水热法分别制得α-Fe2O3及六方晶系无水WO3,再用溶剂分散法制得WO3-Fe2O3异质结.采用XRD,TEM,BET比表面积、紫外-可见漫反射谱 (DRS) 等技术对WO3-Fe2O3进行了表征,并以罗丹明B的光催化降解为探针反应, 评价了其光催化活性.结果表明,复合氧化物WO3-Fe2O3的粒子形态均为棒状,粒径约为80 nm,比表面积为46.91 m2/g;在可见光区有强吸收, 带隙估算为2.4 eV;对多种染料具有光催化降解活性,其中0.1 g WO3-Fe2O3(ω(Fe2O3 )=5%)在可见光作用下,100 mL 10 mg/L的罗丹明B降解率可达到97.73%, 表现出明显的可见光降解活性.通过计算半导体能带位置,讨论了光催化反应活性提高的机理.     

化学沉淀法制备玫瑰花状分等级结构钨酸铋粉体材料及其光催化性能

利用化学沉淀法制备出玫瑰花状分等级结构的钨酸铋粉体材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观测其结构和形貌特征.XRD结果表明合成的产物为单斜晶体结构;SEM和TEM结果表明,这种分等级结构的玫瑰花是由弯曲结构的花瓣状薄片构成,因而具有较大的比表面积.紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明相比于颗粒状钨酸铋,其带隙由2.6eV降为2.45eV.利用光催化降解罗丹明B(RhB)评价玫瑰花状钨酸铋的光催化性能,由于特有的分等级结构,其光催化性能明显优于颗粒状钨酸铋.     

纳米晶体三氧化钨的电变色研究

报道了一种结合泡沫形成和热处理技术制备纳米晶体三氧化钨的新方法。经X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对WO3的结构和表面形貌的表征证实,WO3呈正交结构,并形成由30~40 nm的纳米颗粒组成的晶体簇。以浸涂的方法将WO3修饰在ITO导电玻璃上制备成电极,电化学测量表明由该方法制备的WO3具有很好的电变色可逆性和很快的响应特性。     

Cu3V2O7(OH)2·2H2O纳米片的制备及光吸收性能

以普通无机盐为原料采用沉淀法制备了Cu3V2O7(OH)2·2H2O纳米片.采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的组成和表面形貌进行了表征.紫外-可见光吸收测试显示Cu3V2O7(OH)2·2H2O纳米片具有较宽的紫外-可见光吸收范围,带隙宽度为2.22 eV.     

Preparation of In<Subscript>2</Subscript>S<Subscript>3</Subscript> and Cu-Doped In<Subscript>2</Subscript>S<Subscript>3</Subscript> 2D Ultrathin Nanoflakes with Tunable Absorption and Intense Photocurrent Response

We reported an effective method to synthesize In₂S₃ and Cu-doped In₂S₃ two-dimensional ultrathin nanoflakes by the hydrothermal method through tuning the Cu/In molar ratio. The transmission electron microscope images showed that the products had ultrathin flake-like shape with wrinkling and rolling. The X-ray diffraction patterns indicated the crystal phase of nanoflakes was varied from β-In₂S₃ to tetragonal-CuInS₂ as the Cu/In molar ratio was increased. The In₂S₃ nanoflakes exhibited absorption band at 450 nm, while new absorption peaks in turn appeared at 550 nm and 670 nm as the Cu/In molar ratio was increased. In addition, the two-dimensional ultrathin nanoflakes exhibited intense photocurrent response.     

YFeO3粉体的制备与可见光光催化性能

采用溶胶凝胶法制备了不同晶型的YFeO₃粉末,通过DTA-TG,XRD,BET,UV-Vis DRS等技术手段对样品进行表征分析,并且根据亚甲基蓝溶液在可见光下的分解情况研究了样品的可见光光催化性能.结果表明:在温度从973K上升到1073K的过程中,YFeO₃的晶型发生了变化,从开始的六方相向正交相转变.与正交相YFeO₃相比,六方相YFeO₃具有更大的比表面积、更大的吸收边、更窄的禁带宽度,其价带位置更负,导带位置更正,在可见光下对于亚甲基蓝溶液的降解效果也更好.     

烷氧基钨水解,热解制备WO3超细颗粒

我们利用W(OMe)6的水解及WO(OR)_4、WO_2(OR)_2的直接热分解制备了WO_3超细颗粒.对产物进行了扫描电子显微镜及红外光谱分析.实验制备的WO_3颗粒为球形或椭球形.粒径在90～400nm范围内,化学纯度高,单分散性能良好.探讨了不同因素对合成粒子性能的影响.结果表明,粒子的平均直径dv随着反应底物浓度的增加而增大;调节所加水的pH值,在水解体系中引入大分子PEG(聚乙二醇)均能降低粒子的尺寸;以无水乙醇或丙酮脱除水解产物中的水且采用减压干燥可改善粒子的团聚程度.     

室温下原位制备正六边形碘化铅纳米片

室温下,以铅片(Pb)和碘(I2)为主要反应物,通过简单的浸泡方法原位合成了具有正六边形结构的碘化铅(PbI2)纳米片.借用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所得的样品进行了表征,并研究了实验条件对产物的影响.结果表明:反应时间、碘(I2)的浓度、反应介质以及反应温度等条件对产物的形貌和尺寸有明显的影响.当I2浓度为0.026mol/L、反应时间为10min、温度为25℃时,可以得到厚度约100nm、宽度约2~3μm的正六边形PbI2纳米片.     

Ordered mesoporous tungsten oxide and titanium oxide composites and their photocatalytic degradation behavior

Highly ordered mesoporous WO3/TiO2 (MWTs) composite materials with tunable chemical compositions were obtained by a surfactant template-assisted evaporation-induced selfassembly (EISA) processes. The structure properties of the MWT materials were characterized by small angle XRD, TEM and N2 sorption. The resultant materials showed large amount of ordered mesopores and high chemical homogeneity. With increasing crystallinity degree, the order degrees of mesostructure turned worse gradually. The MWT hybrids exhibited excellent visible light response due to the addition of WO3 with narrow band gap. Photocatalytic performances of the MWT samples were determined by measuring the photo-degradation of rhodamine B dye and phenol under simulated solar light irradiation. The effect of material parameters such as surface area, crystallinity and chemical compositions in the binary heterostructured system on photocatalytic performance were discussed in details.     

氧浓度对磁控溅射Ti／WO3薄膜光学性能的影响

在不同氧浓度下,采用直流反应磁控溅射技术在玻璃基片上制备了Ti掺杂的WO3薄膜并在450℃退火。用X射线衍射（XRD）、分光光度计、台阶仪等对薄膜的结构和光学性质进行表征,分析了不同氧浓度对气敏薄膜的透光率、微结构及光学带隙的影响。结果表明,氧浓度增大,沉积速率越慢,膜厚度减小,薄膜的平均晶粒尺寸增大,晶面间距增大;透射率曲线随着氧浓度的增加逐渐向短波方向移动,表明薄膜的光学带隙宽度随氧浓度的增大而变大。