纳米多孔金属：一种新型能源纳米材料

利用脱合金制备的纳米多孔金属是近十年发展起来的一类新型功能纳米材料,它具有高表面积、低密度、高通透性、高导电导热性、结构灵活可调等特点,有望在催化、分离、能源等领域得到广泛的应用。本文围绕纳米多孔金属的制备、结构和界面特性概述了该领域的最新进展,重点阐述它们在新能源技术相关领域的潜在应用价值。     

纳米多孔TiO2薄膜制备工艺对其光学性能的影响

目的制备高效光催化薄膜,研究制备工艺对甲基橙水溶液光催化活性的影响。方法利用溶胶-凝胶技术在钠钙玻璃表面制备多孔纳米TiO2薄膜,用TEM,XRD,UV-VIS,AFM等技术对薄膜微结构进行表征。结果TiO2薄膜表面均匀,连续性好,颗粒粒径大约为17nm左右,孔洞平均大小为25nm左右,膜表面的粗糙度(RMS)大约为2~3nm左右。450℃退火处理的样品出现锐钛矿和金红石的混晶结构,锐钛矿的含量为66%,晶粒尺寸为28.8nm。随着退火时间的加长,紫外吸收峰“蓝移,”TiO2薄膜材料的带隙宽度变窄,扩大了光吸收范围。结论用工艺1制取的TiO2薄膜的光催化活性优于工艺2;450℃是合适的退火处理温度。     

不同去合金化法对制备纳米多孔合金微观结构的影响

采用电弧熔炼与真空甩带制备出前驱体合金,通过化学和电化学2种去合金化方法制备出纳米多孔合金,用XRD,SEM等方法分析合金的相组成和微观结构.研究去合金化过程中,不同腐蚀方法、腐蚀电位、腐蚀时间对纳米多孔合金结构的影响.结果表明:Cu25Ni5Al70合金化学去合金化可得到均匀的纳米多孔合金,其平均孔径尺寸约125nm,孔骨架尺寸约150nm,但剩余相中有少量Al相,难以完全去合金化;而在w(NaOH)=20%的溶液中电化学去合金化可得到均匀的、双连续的三维网状纳米多孔合金,孔径尺寸约为100nm.     

钼钨纳米合金膜的制备及其微结构研究

利用羰基金属气相沉积方法，在Al2O3陶瓷基片上，以Mo(CO)6 W(CO)6为源，制备了Mo-W纳米合金晶膜.采用XRD和SEM技术，并与相同条件制备的Mo膜比较，研究了Mo-W合金晶膜的微结构．结果表明：该法制备的薄膜是以纳米粒子状态存在、具有超微结构的多晶膜材料．     

阳极氧化法制备多孔氧化铝膜的研究

阳极化多孔氧化铝是典型的自组织的纳米结构材料,我们用认阳极氧化法制备了多孔氧化铝膜,从得到的ＡＦＭ图象及ＦＦＴ变换,证明了在适当的电解条件下,多孔氧化铝膜具有序的六角分布的纳米孔道。     

纳米多孔铜带的制备及表征

以Cu15Al85合金薄带为前驱体,采用去合金化法,制备孔结构单一、均匀且三维贯通的纳米多孔铜（NPC）,研究不同去合金腐蚀液和退火处理条件对样品微观形貌的影响。经场发射扫描电镜（FE-SEM）、X-射线衍射（XRD）和能谱仪（EDS）对 NPC 检测,结果表明：与在 w（HCl）=5%的酸性腐蚀液中自由腐蚀去合金化得到的 NPC 相比,经 w（NaOH）=5% 的碱性腐蚀形成的 NPC 的多孔结构更加完整,孔径由150 nm 减小到100 nm,孔壁由40 nm 减小到10 nm;对前躯体合金薄带进行退火处理后,去合金化形成的 NPC 多孔形貌更加完整均一,孔径尺寸由 150 nm 减小到 100 nm。     

适用于微传感器的纳米多孔铝膜的制备研究

在单晶硅表面溅射铝,采用两步阳极氧化法制备纳米多孔铝膜.研究了电解液种类、阳极氧化时间、扩孔时间对孔的结构与形貌的影响.结果表明,与硫酸和磷酸相比,草酸是制备纳米孔阵列的相对方便与可靠的电解液;第二步阳极氧化时间对孔的均匀性及孔深度影响较大,对平均孔径的影响较小;扩孔时间的长短对孔径大小及孔的均匀性均影响显著.     

多孔氧化铝膜的制备

采用阳极氧化法在硫酸、草酸、磷酸等电解液中,在高纯度(99.9%)铝片上制备多孔氧化铝膜.结果表明:电解液的类型将影响氧化铝膜上孔洞的孔径大小;而电解液浓度的大小(硫酸取0.38 M～3.80 M,磷酸取1.75 M～5.20 M,草酸取0.11 M～0.56 M)、氧化电压的高低(硫酸电解液电压10～30 V,磷酸电解液电压30～80 V,草酸电解液电压20～100 V)和氧化时间的长短都会影响氧化铝孔膜的形态.     

多孔硅的制备与微结构分析

本文通过电化学阳极氧化方法制备了多孔硅,并对它的微观形貌和红外吸收光谱进行分析,结果表明多孔硅的微观结构与电流密度、腐蚀流配比有关。随着电流密度的升高,氢氟酸浓度的增大,多孔硅的微观结构将从“海绵”状转变成“树枝”状,随腐蚀时间延长,Ｓｉ－Ｈ键和Ｓｉ－Ｏ键明显地增强,这有利于改善发光。     

连续片状纳米TiO2薄膜的制备和表征

采用溶胶-凝胶法，通过在制备过程中加入丙烯酸对纳米TiO2胶体颗粒进行表面修饰以及加入引发剂偶氮双异丁腈(AIBN)引发丙烯酸聚合，利用提拉法在载玻片表面制备了纳米TiO2薄膜；采用热分析仪考察了纳米TiO2胶体颗粒中有机物的热解行为，并用X射线衍射仪测定了经不同温度下焙烧后的纳米TiO2粉体的晶体结构；采用原子力显微镜和透射电子显微镜观察分析了薄膜的微观结构；在对不同制备条件下制备的纳米。TiO2干胶进行红外光谱分析的基础上，初步考察了薄膜成膜机理，结果表明，所制备的TiO2薄膜经400℃烧结处理后形成连续、片状、由粒径为6-8nm的纳米TiO2组成的薄膜材料。     

距离调控纳米多孔金表面增强荧光特性

通过调控纳米多孔金(NPG)基底与荧光分子之间的距离,系统研究了其表面增强荧光特性.利用物理气相沉积方法在NPG表面沉积二氧化硅薄膜,通过调整二氧化硅的厚度来控制NPG与荧光分子之间的距离,系统研究了NPG孔径尺寸以及与荧光分子之间距离对其表面增强荧光(SEF)特性的影响.由于多孔金具有纳米级多孔结构,其表面等离子体能够通过分子附近局域电场的增强使分子的激发光场得到增强,从而提高分子的激发强度和效率;当荧光分子与多孔金表面存在一定距离时,通过与光子之间的共振耦合作用,表面等离子体能够增强多孔金周围电磁场,实现荧光增强.通过研究发现,NPG孔径为36nm、表面二氧化硅厚度为20nm时,表面组装的罗丹明6G荧光分子的荧光强度得到最大增强.     

硫化镉/Ru(Ⅱ)配合物复合敏化ZnO纳米晶多孔膜电极的光电化学

用光电流作用谱,光电流-电势图和UV-Vis吸收光谱研究了CdS和RuL2(NCS)2(L=2, 2'-bipyriclyl-4-4'-dicarboxylic acid)复合敏化ZnO纳米晶电极的光电化学行为。实验证实采用复合敏化比分别用CdS或Ru(Ⅱ)配合物单独敏化ZnO纳米晶电极效果好,通过复合敏化可防止导带上由光注入产生的电子的反向转移而避免了电子的损失。复合敏化电极使可见光光吸收增加,光电流起始波长红移至大于600nm,光电转换效率明显提高。     

PVA偏光膜的制备新工艺及性能

研究了一种新的偏光膜制备工艺，采用了乙烯醇为主体材料，内混有碘化钾，用过氧化氢氧化制备ＰＶＡ偏光膜，实验结果表明：ＰＶＡ基膜中含ＫＩ的量为１ｍｍｏｌ／ｇ，用ｗ（Ｈ２Ｏ２）为１０％的溶液氧化３０ｓ以上，经拉伸干燥后，可制备出有９９％，以上偏光度的ＰＶＡ偏光Ｅ     

简单体系合成Silicalite-1沸石空心微囊

利用介孔氧化硅小球（MSSs）作为模板，在简单的NaOH体系中，采用低温水热法，合成出silicalite-1沸石空心微囊（HSMs），并对其形成机理进行了探讨．电镜照片说明样品具有良好的中空微囊结构，FT-IR谱图以及XRD谱图验证了合成出具有空心微囊的沸石特质，TGA测定出样品中聚电解质以及少量的有机结构导向剂的含量．在合成过程中，随着体系碱度提高，模板氧化硅核溶解驱动力增大，当外层的晶种交联生长与核内氧化硅溶解达到匹配时，可以形成良好的空心沸石微囊．     

测定薄膜厚度的基片X射线衍射法

基于X射线衍射与吸收理论，建立了一种薄膜厚度测量方法，即基片多级衍射法．利用X射线衍射仪测量高速钢表面的TiN薄膜厚度，由于膜下基片的衍射强度较高及衍射峰形良好，可以确保薄膜厚度的测量精度．本法克服了非晶薄膜材料中薄膜衍射信息较差以及存在织构等不利因素所导致测量结果不可靠等问题．     

Co—Si合金膜的结构和磁光克尔效应

用射频磁控溅射在衬底温度（Ｔｓ）为 ４００℃和室温（ＲＴ）两种情形制备了Ｃｏ１－ｘＳｉｘ（０．０≤Ｘ≤０．３４）合金膜．Ｘ射线衍射结果表明在这些合金膜中出现了不同程度的ｈｃｐ（００２）取向．在室温下沉积的薄膜中，仅在ｘ＝０．０时有明显的ｈｃｐ（００２）取向．在４００℃下沉积的薄膜中，随着硅含量ｘ的增加，ｈｃｐ（００２）取向先是增强，继而在Ｘ＝０．３４时消失．相应与此的４００℃下沉积的薄膜的θｋ（Ｈ）、（Ｍ（Ｈ））回线在ｘ＝０．２３时出现了磁滞现象（Ｈｃ≈６４ｋＡ／ｍ），并且有大约２０％的比剩余克尔旋转（比剩余磁化强度）．同时，当Ｘ≤０．２３，硅的加入使得钻硅合金的克尔旋转在蓝光及近紫外区相比于纯钻来说有所加强，其值约为－０．３°～－０．４°．     

PECVD生长nc-Si:H膜的掺杂特性研究

采用常规ＰＥＣＶＤ工艺,以高Ｈ２ 稀释的ＳｉＨ４ 作为反应气体源,以ＰＨ３ 作为Ｐ原子的掺杂剂,在Ｐ型（１００） 单晶硅（ｃ－ Ｓｉ） 衬底上,成功地生长了掺Ｐ的纳米硅膜（ｎｃ－ Ｓｉ（Ｐ）：Ｈ） 膜。通过对膜层结构的Ｒａｍａｎ 谱分析和高分辨率电子显微镜（ＨＲＥＭ） 观测指出：与本征ｎｃ－ Ｓｉ：Ｈ 膜相比,ｎｃ－ Ｓｉ（Ｐ）：Ｈ 膜中的Ｓｉ 微晶粒尺寸更小（～３ ｎｍ） ,其排布更有秩序,呈现出类自组织生长的一些特点。膜层电学特性的研究证实,ｎｃ－ Ｓｉ（Ｐ）：Ｈ 膜具有比本征ｎｃ－ Ｓｉ：Ｈ 膜约高两个数量级的电导率,其σ值可高达１０－ １ ～１０１ Ω－１ｃｍ －１ 。这种高电导率来源于ｎｃ－ Ｓｉ（Ｐ）： Ｈ 膜中有效电子浓度ｎｅ 的增加、Ｓｉ 微晶粒尺寸ｄ 的减小和电导激活能ΔＥ的降低。     

彩色胶片全息存储新技术

给出了一种利用一步彩虹全息术进行彩色胶片存储的新方法,阐述了存储原理、步骤和读出方法,并给出了实验结果。     

等离子体增强化学气相沉积(PECVD)SnO_2薄膜及其性质研究

本文采用PECVD技术,在SnCl_4和氧等离子体气氛中,于250℃衬底温度,在有SiO_2表面层的硅单晶衬底片上沉积了SnO_2,薄膜。并对该膜的化学组成、表面形貌及其它性质做了研究。     

Sm─FeCo─N合金薄膜的磁性与微观结构

采用离子注入方法制备Ｓｍ－ＦｅＭ－Ｎ磁性合金薄膜，研究少量Ｃｏ部分取代Ｆｅ对薄膜磁性能的影响，探索研究Ｓｍ－ＦｅＭ－Ｎ磁性材料的新途径．实验发现：Ｃｏ＋注入使样品的饱和磁化强度明显增加，Ｓｍ－ＦｅＣｏ－Ｎ薄膜的饱和磁化强度是Ｓｍ－Ｆｅ－Ｎ薄膜的１．６倍．经ＴＥＭ分析，Ｃｏ＋没有与Ｓｍ或Ｆｅ形成化合物