溅射氧化钛薄膜的光学性能及热处理对其结构的影响

常温下采用反应磁控溅射法在K9双面抛光玻璃基底上沉积氧化钛薄膜,通过X射线衍射仪、光栅光谱仪和椭偏仪对氧化钛薄膜样品的光学和结构参数进行测试和分析．结果表明：溅射沉积的氧化钛纳米薄膜呈非晶态;其折射率和消光系数在可见光波段随波长的增大呈指数规律迅速变小,最终趋于一常数,氧化钛薄膜消光系数的平均值很小表明它在可见光波段是透明的;根据所得光学参数计算得到薄膜的透射率在350-800nm光波范围内,与实验测量结果吻合;沉积的氧化钛薄膜样品经过450℃保温6h的退火热处理后,由非晶态转化为晶态．     

磁控溅射氧化钛薄膜的光学性能

常温下,通过反应磁控溅射法在K9双面抛光玻璃基底上制备氧化钛薄膜．采用X线衍射（X—ray Diffraction,XRD）、光栅光谱仪和椭偏仪对氧化钛薄膜样品的结构和光学性能进行测试,并拟合分析得到薄膜的折射率和厚度等光学参数．结果表明：氧化钛纳米薄膜呈非晶态,其折射率和消光系数随波长的变化而变化,薄膜的透射率测量结果和理论计算结果在350—800nm光波范围内吻合良好．由于氧化钛薄膜的折射率高且在可见光波段吸收小、呈透明状,是用来构成一维光子晶体的理想组分,有关其光学性能的基础研究对光子晶体的结构设计及其器件的开发应用具有积极的意义．     

多孔阳极氧化钛反射光学性质的研究

利用直流磁控溅射沉积钛膜,以硫酸为电解液进行不同时间的阳极氧化,获得多孔阳极氧化钛(PATO)薄膜.用X射线衍射仪、扫描子显微镜、原子力显微镜分别表征PATO薄膜的结构和形貌特征,用分光光度计测量样品的反射光谱.结果表明,制得的氧化钛薄膜是多晶的Ti10O18;样品的表面有明显的孔洞结构,且粗糙度随着氧化时间的增加而增大.随着氧化时间从10min增加到40,60,90,120min,样品的颜色相应地由蓝色逐渐过渡到黄色、橙色、紫红色和淡紫色.氧化时间为120min的PATO薄膜的在可见光区的折射率低于2.0,孔隙率约为0.32;粗糙的表面及薄膜内部的孔洞增强了光的散射,导致其消光系数大于0.1.     

面向心血管应用的电子束蒸发氧化钛薄膜的特性——润湿性与血液相容性

用电子束蒸发的方法在钛盘上沉积氧化钛薄膜以检验其在心血管支架方面的应用.用接触角仪测定水滴在所制备氧化钛薄膜表面的接触角,随着沉积过程中氧气流量的增加,薄膜的接触角不断降低,经过热处理后薄膜的亲水性得到了增强.通过观察猪主动脉平滑肌细胞(PASMC)在样品表面的生长行为,研究薄膜的结构与细胞活性的关系.结果表明,覆有薄膜的钛盘具有更好的生物相容性,而沉积后的热处理能够进一步改善氧化钛薄膜的生物相容性.通过观察血小板的吸附行为研究薄膜的血液相容性,发现在所制备的氧化钛薄膜上吸附了极少的血小板.研究结果表明,用电子束蒸发制备的氧化钛薄膜能够用于心血管支架的表面改性.     

温度导致的TiO_2薄膜结构与性能的转变

该文基于溶胶凝胶法在衬底上制备了经不同退火温度处理的氧化钛薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis),对样品形貌、结晶和光学特性进行了表征分析。结果表明,当退火温度在200～800℃范围变化时,氧化钛薄膜由非晶态到74. 7%S相和25. 3%锐钛矿的混合态,到纯锐钛矿相,再到11. 2%锐钛矿和88. 8%金红石的混合晶态依次发生变化。随着退火温度的升高,薄膜的晶粒尺寸逐渐增加,在紫外可见光波段的透过率下降、光学带隙升高,且量子尺寸效应导致薄膜的透过率峰值发生蓝移,量子效率随退火温度的升高而增加。结果表明,具有锐钛矿、金红石混晶效应的混晶氧化钛薄膜比具有S相、锐钛矿的混合态氧化钛薄膜以及锐钛矿或者金红石单一晶相的氧化钛薄膜的光吸收性能强。该文揭示了退火温度对溶胶凝胶法制备氧化钛薄膜结构及性能的影响,所制备的氧化钛薄膜为混合晶态,具有良好的光催化应用前景。     

n-TiO_2多晶薄膜光阳极的掺杂研究

研究了多晶薄膜 n—TiO_2光阳极通过掺杂以扩展其在可见光区的光谱响应。分别掺入的多种非稀土元素均能扩展其光谱响应,与稀土元素一同掺入可同时增加光阳极在紫外区的量子效率。对掺杂 TiO_2光阳极光电化学性能的研究表明,光谱响应的扩展与其禁带宽度的减小有关。     

pH值对硅掺杂TiO2薄膜光电化学性能的影响

以Ti-Si镶嵌靶采用直流反应磁控溅射法制备了Si掺杂TiO2薄膜(Si-TiO2).通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)及紫外-可见光吸收光谱对样品进行了表征,研究了薄膜样品在不同pH值的电解液中的光电化学性能.XPS结果表明,Si-TiO2中存在Ti-O-Si键,表明Si原子以掺杂形式进入TiO2晶格;与纯TiO2相比,Si-TiO2的表面颗粒尺寸有所增大,光学吸收带边发生红移.在pH值为1～13的电解液中,Si-TiO2薄膜相比纯TiO2薄膜的光电化学响应提高.碱性电解液尤其是pH值大于12时能够进一步提高Si-TiO2薄膜的光电化学性能,而酸性电解液则比较难以使样品的光电化学性能得到提高.     

Dawson型多金属氧酸盐-双氢氧化物超薄膜的合成

通过层接层方法制备了基于剥离的锌钛双氢氧化物单层和典型的Dawson型多金属氧酸盐阴离子α-P_2W_(18)O_(62)~(6-)(P_2W_(18))间作用的新型超薄膜.采用UV/DRS、XRD、FT-IR、ICP-AES和SEM方法对样品的结构和形貌进行了表征.结果表明,P_2W_(18)的结构在超薄膜中未发生改变,超薄膜的厚度在纳米范围,表面形貌完整有序均匀.以制备的超薄膜为光催化剂测试了对偶氮类染料刚果红(CR)的可见光催化降解活性.超薄膜表现出比纯Dawson型多金属氧酸盐阴离子高得多的催化活性,主要归因于剥离的锌钛双氢氧化物单层和金属氧酸盐阴离子的强化学作用对其可见光光响应能力的提高.     

ZnS和SnS薄膜的制备和光电性质

采用电刷镀技术在FTO导电玻璃上制备ZnS薄膜,通过XRD(X射线衍射)、UV-VIS-NIR(紫外近红外光谱仪)等技术对所制备的ZnS晶体的结构、形貌、组成和光学性质进行了表征.用同样的方法制备并表征了Sn S薄膜,在实验中通过对电解液的浓度、pH、电压、刷镀时间、干燥时间等不断进行改变和对比,用得到的最优条件能制备出均匀致密的薄膜.用XRD检测物相,用SEM观察其表面形貌,用紫外可见分光光度计测量了SnS薄膜的光吸收性能,估算了其间接带隙值.测量了SnS薄膜的光电性质,表明其具有较明显的光响应.     

表面态对TiO2纳米晶薄膜光电流的影响

研究TiO2纳米晶薄膜电极的光电化学特性.通过测定阳极光电流-时间瞬态光电流响应,分析纳米晶薄膜/溶液界面的光生电荷转移的动力学规律.光照后的慢电流响应与TiO2纳米材料的表面态有关.导带电子向深能级表面态的传递是造成慢电流响应的原因.     

CTAB辅助下WO3/ZrO2复合纳米材料的制备及表征

在十二烷基三甲基溴化铵(CTAB)的辅助下,利用水热法制备了WO3/ZrO2复合氧化物纳米样品,利用XRD、TEM、SAED、N2吸附-脱附等方法对样品的形貌、结构、孔径进行了表征.结果表明:氧化钨被氧化锆包覆煅烧后,团聚成网状结构的纳米粒子,其BET表面积为368m2/g,平均孔径为5.29nm,孔分布不均匀,无序程度极高.     

La和Cu共掺纳米TiO_2光催化转化CO_2研究

采用溶胶-凝胶法制备了La、Cu共掺杂的纳米TiO2粉体,并用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HR-TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术表征了La/Cu/TiO2催化材料的结构和形貌.研究了不同La元素掺杂量对CO2还原产物甲醛生成量的影响.结果表明,质量分数0.1%La/0.6%Cu/TiO2材料的光催化还原CO2性能最佳,以0.2,mol/L NaOH作为还原剂、300,W高压汞灯(主波长为365,nm)为辐照光源、光催化反应6,h时,甲醛的生成量最大,可达304.49,μmol/gcat.     

锐钛矿型TiO2/SiO2复合氧化物的制备

以硅灰石为硅源、 硫酸钛为钛源, 在未添加任何表面活性剂的制备条件下得到较高比表面积的多孔锐钛矿型TiO₂/SiO₂复合氧化物.反应过程中生成微溶于水的CaSO₄, 在复合物孔隙的形成中起重要作用. 利用XRD,TEM,N₂吸附和脱附对复合物的微观结构和化学组成进行了表征.     

二氧化铅/石墨烯电极的制备及其电化学性能

采用沉淀结合法,制备二氧化铅/石墨烯(β-PbO₂/rGO)复合材料.通过X-射线粉末衍射仪(XRD)、场发射电子扫描显微镜(FESEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和比表面积分析仪研究该复合材料的结构、形貌和比表面积,利用电化学测试技术研究β-PbO₂/rGO复合电极和纯β-PbO₂电极的电化学性能.结果表明:在复合材料中,纳米β-PbO₂较均匀地分散在rGO片表面,β-PbO₂/rGO复合材料比纯β-PbO₂具有更大的比表面积;复合电极因具有更多的反应活性位点,电化学反应速度较快;在不同的电流密度下,β-PbO₂/rGO电极的质量比容量比纯β-PbO₂电极高,证明复合电极具有比纯β-PbO₂电极更好的电化学性能.     

硅源加入方式对Fe3O4/SiO2核壳结构制备的影响及磁性能研究

表面包覆惰性层是解决四氧化三铁(Fe3O4)粒子团聚、易氧化、亲水性差等问题的一种有效方法,但惰性层的引入一般会导致包覆后样品磁性能下降,从而限制了Fe3O4的应用.以正硅酸乙酯(TEOS)和氨水为原料,制备了具有良好磁响应性的Fe3O4/SiO2核壳结构.样品的结构、形貌、尺寸和表面吸附官能团采用X-ray粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和红外光谱(FTIR)等测试手段进行了表征.研究发现,TEOS加入方式影响SiO2层生长过程,从而影响包覆的均匀程度.Fe3O4/SiO2核壳结构表现出顺磁性和良好的磁响应性(52emu/g).     

Development and application of tumor-targeting magnetic nanoparticles FA-StNP@Fe2O3 for hyperthermia

Modified magnetic starch nanoparticles （FA-StNP@Fe2O3） were synthesized by conjugating folic acid （FA-PEG-NH2） onto the surface of magnetic starch nanoparticles （StNP@Fe2O3） prepared by reverse microemulsion method. The synthesized FA-StNP@Fe2O3 was investigated by transmission electron microscopy and zeta potential analysis. The average size of its well dispersed particles was 250 nm. The iron concentration of 2 mg/g was detected by phenanthroline method. Placing FA-StNP@Fe2O3 nanoparticles in the alternating magnetic field for 30 min resulted in an increase in the suspension temperature from ambient temperature （37℃） to a value between 42℃ and 43℃. Co-cultured nanoparticles and Hela cell line or normal HUEC-12 cell line, and the biological effects at the cellular level were investigated in the alternating magnetic field using MTT assay, Hochest-PI double staining and flow cytometry analysis. Experimental results showed that FA-StNP@Fe2O3 within acertain concentration range has no obvious effect on cell proliferation. When treated in the magnetic field, apoptosis rate on Hela induced by FA-StNP@Fe2O3 was 13.4%. Prussian blue staining analysis confirmed that the nanoparticles modified with folic acid had improved ability in tumor cell-targeting, and therefore, potential applications in biomedical and magnetocaloric areas. It is expected be applied in tumor targeting therapy in the near future.     

TiO2对磁控溅射Ti-TiO2纳米复合涂层抗菌性能的影响

为预防种植体周围炎,采用反应磁控溅射法在纯Ti片表面制备了Ti-TiO₂纳米复合涂层,改变Ti靶材与TiO₂靶材的拼接比例,研究纳米TiO₂体积分数对涂层微观结构和抗菌性能的影响。采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、原子力显微镜、接触角测量仪对样品进行微观组织的表征以及表面粗糙度和润湿性能的测量,采用CCK-8法(cell counting kit-8,CCK-8)对涂层进行细胞毒性测试,采用平板涂布计数法对涂层进行抗菌性能评价。结果表明,当Ti靶材与TiO₂靶材的拼接比例为95∶5时,Ti-TiO₂涂层含纳米TiO₂量最多,涂层的表面粗糙度以及与液相接触角达到最大值,分别为1.28 nm和100.42°,涂层无细胞毒性,符合生物安全性材料的标准,涂层的抗菌性能最佳,涂层的抑菌率达到了90.94%。     

CaCl2的水解反应对固态SiO2显微特征的影响

利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等手段,并结合热力学理论计算,研究了浸泡在1173 K温度下脱水不完全的CaCl2熔盐中的固态SiO2圆柱样显微特征变化及其原因,初步分析了CaCl2盐的水解反应对固态SiO2电解特性的影响.结果表明,未严格脱水操作的CaCl2盐很容易高温水解,生成的CaO在熔体中的活度只要不低于0.001,即可与SiO2逐级形成CaO·SiO2(CS)、3CaO·2SiO2(C3 S2)和2CaO·SiO2(C2 S)等多种硅酸盐,导致圆柱体外表面的形貌、结构发生较大变化;圆柱体内部渗透进入的熔盐中CaO含量低,形貌变化较小.外表面硅酸盐层的存在使仅内置阴极集流体的固态Si O 2圆柱体电解还原速度减慢和难度增加.     

WO3/g-C3N4复合催化剂的制备及其可见光 光催化性能分析

在盐酸质子化条件下,采用超声微波协助法成功制备了可见光型复合催化剂WO3／g-C3 N4。利用X射线多晶粉末衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、紫外可见漫反射（UV-Vis）和BET比表面测试仪对样品进行了表征,并以罗丹明B（RhB）为目标降解物对其光催化性能进行研究。结果表明：复合催化剂样品是由片状的 WO3纳米片负载在g-C3 N4表面组成的。当 WO3负载的质量分数为40％时,前驱物在500℃条件下煅烧2 h后所得样品的光催化性能明显好于同条件下制得的单一相 WO3和g-C3 N4,在可见光（波长大于420 nm）照射下,5 h 内对100 mL浓度为10－5 mol／L罗丹明B橙溶液的降解高达98％。     

GS-SSCNTs-MnNPs复合材料的制备与锂离子电池负极性能研究

在超声环境下,采用强氧化法将多壁碳纳米管(MWCNTs)切割成长径比小于5的超短碳纳米管(SSCNTs),通过简单的湿化学法将其与MnO_x纳米颗粒(Mn_xNPs)植入还原性氧化石墨烯片层中,热处理后,形成GS-SSCNTs-MnNPs纳米复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)等制备材料的形貌结构,采用循环伏安和恒流充放电研究其锂离子电池负极性能.结果表明:GS-SSCNTs-MnNPs纳米复合材料在180 mA?g^-1电流密度下具有高达1 100 mA?h?g^-1的可逆容量,且表现出优异的功率和循环稳定性能,循环100圈之后,仍具有高达837 mA?h?g^-1的可逆容量(1 440 mA?g^-1).