单分散C/ZnO/ZnS复合空心微球及其颗粒薄膜的制备与表征

以磺化聚苯乙烯(SPS)微球为模板,通过在其表面包覆ZnO壳层然后部分离子置换硫化,得到了单分散SPS/ZnO/ZnS复合空心微球,并以油-水界面自组装法制备了SPS/ZnO/ZnS复合空心微球薄膜,在氩气气氛下煅烧,分别得到了形貌规整的单分散C/ZnO/ZnS复合空心微球粉末和致密的C/ZnO/ZnS复合空心微球颗粒薄膜.以TEM,SEM,XRD,EDS,HRTEM,紫外-可见光谱等对空心微球及薄膜的形貌、组成和结构进行了表征.结果表明,无定型C、六方纤锌矿ZnO和闪锌矿ZnS在空心微球壳层均匀分布.与ZnO空心微球颗粒薄膜相比,ZnS的复合使得C/ZnO/ZnS空心微球薄膜在紫外区的吸收性能有一定提高.     

激光沉积法制备光谱选择性透过TiO2薄膜

合理利用太阳光是当今节能与环保学科的重要课题。以钛金属为靶材,在O2气氛中用准分子脉冲激光沉积法(PLD),在石英玻璃基片上制备了钛的金属氧化物薄膜。XRD和AFM研究结果表明,TiO2薄膜透明呈浅褐色,晶粒尺寸在数百nm,成膜均匀致密,光滑平整。经紫外和红外光谱发现:TiO2薄膜反射率为20.7%,是一种低反射薄膜,其在可见光区的透过率约为76%,对紫外的阻隔率大于70%,对近红外的阻隔率大于20%。TiO2薄膜吸波性能和透波性与纳米金属粒子的粒径、形状和排布密切相关。综合考虑紫外区和近红外区的阻隔作用与可见光区的透过率,TiO2在开发抗近红外/紫外的新型隔热薄膜方面具有良好的发展前景。     

SiO_2-Ag(Ag_2S)介孔纳米微球的制备与表征

以三乙醇胺为催化剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,通过硅烷四乙酯(TEOS)和3-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)共水解,成功制备了巯基功能化介孔二氧化硅纳米微球.用盐酸-乙醇混合溶液去除模板后,这种介孔纳米微球能有效吸附银离子,进一步反应得到SiO2-Ag和SiO2-Ag2S复合纳米微球.用X射线衍射、透射电子显微镜、热分析以及紫外-可见光谱表征了微球形貌、结构与性能.这种复合纳米微球平均粒径约70nm,Ag2S微粒小于10nm且担载于SiO2微球表面,而Ag量子点则包覆于介孔硅的内部,在350nm到700nm范围呈现明显的宽吸收.另外,这两种复合纳米微球作为无机抗菌剂都表现出良好的抗菌性能.     

PET表面含有聚硅氧烷微球的涂层制备及其光散射性能

将粒径为2-9μm的聚硅氧烷微球作为光散射剂均匀分散于丙烯酸树脂中,涂布于厚度为180μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜表面,挥发溶剂制得光散射薄膜。考察了聚硅氧烷微球的浓度、粒径和涂层的厚度对光散射薄膜的透光率和雾度等光学性能的影响。结果表明：聚硅氧烷微球可以在保持较高透光率的情况下,大幅度地提高光散射薄膜的雾度。当粒径为5μm的聚硅氧烷微球的添加质量百分数为25%、涂层厚度为90μm时,光散射薄膜的透光率为88%,雾度为90%,有效光散射系数可达79%,具有最佳的光散射性能。     

纳米铈-铝共掺杂氧化锌透明薄膜的光学性能研究

用溶胶-凝胶浸渍提拉法在普通玻璃片上制备了纳米Ce-Al共掺杂ZnO(Ce-AZO)透明薄膜,并研究了Ce-AZO薄膜的光学性能.结果表明:Ce-AZO薄膜在可见光区的平均透过率均在85%以上;Al和Ce掺杂摩尔分数分别为4%和2%、pH 7.1、退火温度450℃时,Ce-AZO薄膜在可见光区500～700 nm的透过率达到92%,在紫外区300～350 nm平均透过率只有2%.     

聚对二甲苯防潮薄膜的研究

采用原子力显微镜、红外光谱、X射线光电子能谱、紫外-可见-近红外分光光度计的测试方法,对聚对二甲苯薄膜的表面形貌、组成和光学性能进行研究.实验结果表明:真空气相沉积工艺制备的聚对二甲苯薄膜表面光滑均匀.薄膜主要由含氯取代基的苯环和亚甲基组成,表面有微量的C—O键生成.薄膜在可见-近红外波段的光透过率超过80%.聚对二甲苯薄膜包覆的变色硅胶浸入水中的防潮变色时间可达150 d,防潮性能明显优于传统的环氧树脂、聚氨酯等材料.薄膜的激光损伤阈值为4 J.cm-2(1 064 nm,1 ns).     

压强对直流磁控溅射TiN薄膜光学性能的影响

使用直流磁控溅射设备,不同压强下在玻璃衬底上制备了系列TiN薄膜.采用紫外-可见光分光光度仪测试了样品的光学性能,采用四探针法测量了样品的方块电阻.研究了溅射沉积过程中压强对TiN薄膜光学性能的影响.结果表明,随着反应压强的增大,TiN薄膜在可见光区透射率增强,反射率降低;薄膜厚度减小,方块电阻增大,中远红外光区的反射率降低.     

ATO隔热透明原位复合薄膜的制备与性能

通过原位复合方法制备出氧化锡锑/氧化石墨烯/聚酰亚胺(ATO/GO/PI)复合薄膜,并分析薄膜组成对其光学性质的影响.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见(UV-Vis)和红外反射光谱仪探究薄膜的微观形貌、紫外可见透过率及红外反射率.结果表明:当ATO、GO含量分别为0.6%、0.016%时,ATO/GO/PI复合薄膜结构为无定形态,此时ATO、GO纳米颗粒均匀分散在PI基体中,此类复合薄膜的红外反射率达86%,400~800nm波段透过率达97%,300~350nm紫外光透过率为0%.     

溶胶-凝胶法制备TiO_2薄膜及其光学特性

采用溶胶 -凝胶方法在二氧化硅玻璃基片上制备了TiO2 薄膜 ,通过测量薄膜在紫外 -可见光波段的透射率和反射率光谱 ,对其光学特性和吸收边缘进行了研究 .实验结果表明 ,吸收边缘大约在 35 0nm附近 ,并且随热处理温度的升高 ,吸收边缘向长波方向移动 ,锐钛矿相的禁带宽度比金红石相的禁带宽度高 0 .15eV     

复合空心TiO2@SiO2纳米微球光催化性能研究

通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)功能化的聚苯乙烯(PS)粒子在SiO2包覆的同时被乙醇/氨水介质溶解,得到了单分散空心SiO2纳米微球,经溶胶-凝胶法与纳米TiO2复合制备得到了TiO2@SiO2纳米球.利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备的TiO2@SiO2纳米球进行了物理特性及光化学性质的初步表征,探讨了SiO2纳米微球的复合对TiO2粒径大小、比表面积、形貌、晶型转变以及光催化活性的影响.在可见光照射下,利用有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的光催化降解为探针反应,研究了TiO2@SiO2纳米球的光催化活性及适应的pH范围.结果表明,SiO2纳米球的复合能明显提高光催化剂的比表面积及其对RhB的吸附量.同时能明显提高TiO2在可见光下的光催化活性,可见光下照射120min后RhB完全褪色,同时16h后的矿化率达到60%.TiO2@SiO2纳米球在pH 3～9范围内均表现出较高的催化性能.     

Au-SiO2微球复合粒子的自组装制备及表征

使用原硅酸四乙酯作为硅源,使用聚乙二醇作为软模板,并使用浓氨作为催化剂.选择沉淀法制备了二氧化硅空心微球,并用硅烷偶联剂APS对其进行表面改性,形成胺化微球.通过氯金酸作为金源的还原方法制备金溶胶.采用溶胶-凝胶法合成得到复合纳米Au-Si O2,并对其进行了表征.最终结果表明,二氧化硅微球的粒径分布均匀,粒径约为8μm,APS成功改性.制备的金纳米粒子通过静电吸附单分散并吸附在二氧化硅微球的表面上,平均粒径为约12 nm.     

纳米二氧化钛的原位有机表面改性及性能

低温条件下通过控制TiCl4水解制备出金红石型的纳米TiO2,通过原位表面修饰的方法制备了十二烷基水杨酸(DASA)表面改性的纳米TiO2 (TiO2/DASA).分别采用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和热分析仪(TGA)对表面改性前后的纳米TiO2进行了表征.通过透射电子显微镜(TEM)和分散稳定性实验分析,DASA能有效改善纳米TiO2在有机介质中的分散性能.在丙烯酸树脂中加入DASA改性的纳米TiO2,并进行超声波分散和成膜,获得了含不同比例纳米TiO2的丙烯酸树脂复合薄膜.原子力显微镜(AFM)分析结果表明DASA表面改性的纳米TiO2在丙烯酸树脂中分散性好,且纳米微粒的引入显著改变了树脂薄膜的表面形貌.对制得的纳米复合涂膜进行紫外-可见吸收光谱分析,结果表明,随着纳米TiO2含量的增加,纳米复合涂膜对紫外光的吸收呈上升趋势,抗紫外线性能增强.     

ZnS/PbS核壳结构微球的制备和表征

用简单两步法制备ZnS/PbS核壳结构复合微球,采用SEM、EDS、TEM、XRD、FT-IR和固体紫外等测试手段对核壳结构复合微球样品进行性能表征,发现所得复合微球由ZnS核和PbS壳构成,其平均粒径约为8μm;而且具有中空结构的ZnS微球表面被很多细小的PbS颗粒包覆形成核壳结构。UV-vis表明ZnS/PbS核壳结构复合微球在紫外-可见光区都有良好的吸收,说明其在光电器件领域中将会有很好的发展前景。另外,还探讨了复合微球形成的机理。     

二氧化钛对聚酯压片光学性能的影响

借助X射线衍射(XRD)和氮吸附法(BET)对纳米二氧化钛的晶型和粒径进行了表证,再利用紫外可见近红外分光光度仪(UV-VIS-NIR)详细研究分析了压片厚度、压片中二氧化钛质量分数、二氧化钛粒径等对二氧化钛/聚酯压片在可见光区域光学性能的影响.研究结果表明:压片厚度对其表面反射率无影响,而透射率则随压片厚度的增大而下降.在所选粒径范围内,随着压片中二氧化钛质量分数和粒径的增加,聚酯压片的反射率增加,而透射率呈现下降趋势.     

反应磁控溅射制备五氧化二铌光学薄膜

利用低频反应磁控溅射制备五氧化二铌光学薄膜.薄膜的微结构、表面形貌和光学性质等分别采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜和紫外可见近红外分光光度计等观察和测量.测量发现溅射制备的光学薄膜为非晶结构,具有很好的表面平整度,厚度为515nm,光学波长为550nm处的折射率为2.264,可见光波段的消光系数小于10-3,光学带隙为3.49eV.结果表明制备的五氧化二铌膜是性能良好的光学薄膜.     

TiO2-x(V2O5)纳米复合薄膜的光吸收

采用溶胶 -凝胶技术 ,以Ti(C4H9O) 4 和V2 O5粉末为原材料制备了纳米结构的TiO2 -x(V2 O5) (x为V2 O5的质量分数 ,分别为 10 % ,2 0 % ,30 % ,10 0 % )复合薄膜 .采用原子力显微镜观察薄膜的表面形貌 ;使用UV VIS NIR分光光度计测量了复合薄膜在紫外 -可见光波段的透射率和反射率光谱 ,研究其光吸收特性 .实验结果表明 :复合薄膜具有纳米颗粒结构 ;随着V2 O5用量的增加 ,复合薄膜在紫外光区的吸收逐渐增加 ,(αhv) 1/ 2 与hv存在线性关系 ,光学带隙由纯TiO2 的 3.36eV减小为x =30 %时的 2 .83eV ,光学带隙与x满足Eg(x) =Eg(0 ) [Eg(1)-Eg(0 ) -b]x bx2 关系式 ;复合薄膜光吸收边缘红移起因于V2 O5复合后薄膜中定域态宽度的增加 .     

胶态二氧化锆纳米晶/聚甲基丙烯酸甲酯复合物的制备与表征

以正丁基氧锆为无机氧化锆前体,采用水解溶胶-凝胶法合成了不同掺杂量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/二氧化锆(ZrO2)复合物,并用浸渍/提拉镀膜和浇注法制备了PMMA/ZrO2复合薄膜.借助X-射线衍射、红外光谱、紫外-可见光谱、荧光光谱、热重手段研究了复合薄膜的结构和性能.结果表明,相对温和条件下制备得到PMMA与单斜晶型ZrO2纳米复合物,加入纳米氧化锆后,PMMA的热稳定性和可见光透光性能提高,尤其是发光性能明显增强.     

高透明紫外阻断ZnO凝胶膜的制备及性能表征

以醋酸锌和二乙醇胺为原料,在异丙醇体系中成功合成ZnO稳定溶胶,采用提拉法在石英基底上沉积ZnO薄膜,经450℃热处理后得到晶化ZnO薄膜。采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射谱和紫外-可见透射光谱对ZnO薄膜的结构组成和光学性能进行表征。利用Cody-Lorentz模型分析薄膜的透射光谱,获得膜层的厚度和光学常数。研究发现,ZnO薄膜在紫外光区和可见光区的平均透射率分别为2.13%和89.39%。为了评价溶胶的稳定性,同一提拉速度下每隔5 d进行一次薄膜镀制。结果表明,溶胶陈化25 d,ZnO薄膜厚度由354.2 nm增至389.0 nm,紫外线屏蔽性能逐渐增强,并能维持可见光区平均透射率高于86%。     

SiO2/PAA/Ag复合纳米粒子的制备、表征及催化性能

利用溶胶-凝胶法合成胶体二氧化硅微球,用甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MPS)对其修饰从而连接上可供聚合的双键,然后采用原位聚合方法合成二氧化硅-聚丙烯酸(SiO2/PAA)核壳型复合微球,以此为模板采用化学还原法得到SiO2/PAA/Ag复合纳米粒子.采用FT-IR、TGA、TEM、XRD和UV-Vis对复合粒子的形貌、结构进行表征.结果表明,银纳米粒子(粒径15～20 nm)均匀地分散在SiO2/PAA表面.催化性能研究结果表明,SiO2/PAA/Ag对4-硝基苯酚的硼氢化钠还原反应具有良好的催化性能,1 h内4-硝基苯酚的转化率达到96.4%.     

中频磁控溅射法制备掺氢氮化硅减反/钝化复合功能薄膜的研究

使用中频磁控溅射法制备了具有光学减反射与电学钝化的复合功能的氮化硅(SiN_x)薄膜,并对其结构和性能进行了综合研究。结果表明:在常规制绒硅片上沉积的两种不同折射率的单层SiN_x减反膜表现出优异的光学性能,其在300~1 100 nm波段的平均反射率由镀膜前的14.86%下降到镀膜后的5.50%和6.58%;若采用多层的氮化硅(m-SiN_x)+氮氧化硅(SiO_x Ny)薄膜作为减反层,则其平均反射率进一步下降到4.03%。同时,优化工艺制备得到的掺氢氮化硅(Si Nx∶H)薄膜,表现出良好的电学钝化特性。试验中分别制备了两种复合结构的薄膜,即SiN_x∶H(厚度15 nm)+m-SiN_x+SiO_xNy与SiN_x∶H(厚度30 nm)+m-SiN_x+SiO_xNy复合薄膜,其平均反射率分别为5.88%和5.43%;把这两种薄膜用于晶体硅太阳电池上,其开路电压则都达到了575 m V,表现出良好的性能。