SnO2(110)表面In掺杂对NO2气敏吸附性能提升的理论研究

为了阐明In的掺杂能提高SnO₂(110)表面气敏性能的反应机制,采用密度泛函理论研究了NO₂分子在In掺杂SnO₂(110)表面的吸附行为. 计算结果表明:In的掺杂可以提高材料表面的导电性,形成具有氧空位的缺陷表面,有利于发生活性氧在表面的预吸附过程. 掺杂的In_5c/SnO₂(110)表面对NO₂表现出良好的吸附性,对NO₂气体的选择性和灵敏度提高的主要原因是In掺杂后氧空位缺陷表面的形成. 此外,活性氧物种的预吸附对材料表面气敏性能的影响取决于NO₂在材料表面的具体吸附位点,其中Sn_5c位点的吸附促使电荷从表面转移到气体分子,导致表面电阻的增大以及氧空位的产生,从而表现出优异的气敏吸附性能.     

Bi5O7I-Bi2O2(OH)(NO3)纳米复合纤维的制备与光催化性能研究

采用溶剂热法制备Bi₅O₇I-Bi₂O₂(OH)(NO₃)纳米复合纤维,采用X射线衍射、微观形貌分析、紫外-可见光漫反射光谱、 N₂吸附-脱附、荧光光谱、电化学性能测试等手段对制得的复合样品进行表征,并进行光催化降解罗丹明B活性测试。结果表明：Bi₅O₇I纳米纤维表面负载有少量的Bi₂O₂(OH)(NO₃)纳米片,与Bi₅O₇I和Bi₂O₂(OH)(NO₃)相比,复合样品光催化降解罗丹明B活性明显提高,最佳复合样品的表观降解速率常数分别是纯相Bi₅O₇I和Bi₂O₂(OH)(NO₃)的1.29、 2.48倍,并且重复使用性良好;Bi...     

基于NiO纳米薄膜的NO2传感器

以四水合乙酸镍(NiC₄H₆O₄·4H₂O)、氨水(NH₃·H₂O)和乙二醇甲醚(C₃H₈O)为前驱体,采用溶胶–凝胶提拉涂膜法制备NiO纳米薄膜,考察了提拉速度与涂膜层数对NiO纳米薄膜形貌结构与NO₂气敏特性的影响.结果表明,在提拉速度为400μm/s,涂膜层数为2层的条件下可获得表面形貌均一、疏松多孔的NiO纳米薄膜,其主要由直径为20~30nm面心立方结构的NiO晶体颗粒构成.气敏检测结果表明,NiO纳米薄膜呈现p型半导体特性,在工作温度150℃条件下对NO₂表现出良好的响应-恢复特性与可逆性,并对其气敏机理进行了探讨.     

磁控溅射法制备Er2O3薄膜及其力学性能研究

金属表面纳米化可以明显改善材料表面力学性能,并能对原子的热扩散起到促进作用,本文尝试采用材料表面纳米化技术改善316L不锈钢金属基底与Er₂O₃薄膜相结合的力学性能.对316L不锈钢采用超音速微粒轰击法处理使得基体表面纳米化,之后采用磁控溅射法在表面纳米化和粗晶粒的316L不锈钢基体上沉积Er₂O₃薄膜并进行500℃和700℃的退火.发现薄膜在500℃退火时相结构基本保持稳定,在700℃退火时Er₂O₃薄膜发生明显的单斜相向立方相的转变.利用采用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（SEM）和纳米划痕测试对薄膜和基底的结合性能评价.结果表明,700℃退火后的薄膜的要比500℃退火后的薄膜表面裂纹更少,更平整,且证得基底纳米化会使膜基结合性能得到提高.     

网状纳米结构α-Fe2O3薄膜的电喷雾制备

采用自建的电喷雾装置, 以浓度为10^-6mol/L的Fe(NO₃)₃和HAuCl₄混合溶液为前驱液, 在FTO(掺杂F的SiO₂玻璃)上沉积网状纳米结构的α-Fe₂O₃薄膜， 并分别用X射线衍射（XRD）、 Raman光谱、 扫描电子显微镜（SEM）、 能量色散X射线荧光光谱仪（EDX）、 X射线光电子能谱分析（XPS）和气敏测试对所得薄膜的组成、 结构和性能进行表征. 结果表明： 所得网状纳米结构由α-Fe₂O₃纳米粒子堆积而成； 喷雾过程中氯金酸的浓度和沉积时间对网状结构的形貌具有调控作用； 电喷雾法具有原料消耗少、 产物分散度高等优点.     

制备方法对稀土Gd掺杂SnO2/Sb电催化电极性能的影响

分别采用浸渍法、 溶胶-凝胶法, SnCl₄·5H₂O, Sb ₂O₃ Gd(NO₃)₃为 原料, 制备了稀土Gd掺杂SnO₂/Sb涂层电催化电极. 以苯酚为目标有机物, 考 察了电极的电催化氧化性能, 初步探讨了电极结构与电催化特性之间的关系. 采用SEM, XRD, XPS和EDX等手段对不同方法制备电极的表面形貌、 晶体结构、 电极表面涂层的 元素化学结合态及元素组成进行了表征与分析. 结果表明, 溶胶-凝胶法制备的电极为纳 米涂层电极, 表面裂纹较少, 晶体发育完全, 有利于SnO₂, Gd₂ O₃和 吸附氧的表面聚集, 进而提高了电催化电极的性能.     

网状纳米结构 α‐Fe 2 O3 薄膜的电喷雾制备

采用自建的电喷雾装置, 以浓度为10^-6mol/L的Fe(NO₃)₃和HAuCl₄混合溶液为前驱液, 在FTO(掺杂F的SiO₂玻璃)上沉积网状纳米结构的α-Fe₂O₃薄膜, 并分别用X射线衍射（XRD）、 Raman光谱、 扫描电子显微镜（SEM）、 能量色散X射线荧光光谱仪（EDX）、 X射线光电子能谱分析（XPS）和气敏测试对所得薄膜的组成、 结构和性能进行表征. 结果表明： 所得网状纳米结构由α-Fe₂O₃纳米粒子堆积而成; 喷雾过程中氯金酸的浓度和沉积时间对网状结构的形貌具有调控作用; 电喷雾法具有原料消耗少、 产物分散度高等优点.     

PEG/WCl6添加比例对WO3薄膜形貌及气敏特性的影响

以氯化钨(WCl₆)、无水乙醇(C₂H₅OH)和二甲基甲酰胺(C₃H₇NO)为前驱体,以聚乙二醇(PEG-1000)为造孔剂,采用非水解溶胶-凝胶法制备WO₃多孔薄膜,考察了PEG与WCl₆添加比例对薄膜形貌结构和气敏特性的影响.结果表明,在PEG与WCl₆添加比例为0.5时可获得形貌均一、孔隙率高、比表面积大的WO₃多孔薄膜.所获WO₃薄膜具有单一的单斜晶系结构,主要由直径为20~60nm的纳米颗粒所构成.气敏特性研究结果表明,WO₃多孔薄膜呈现n型半导体特性,在最佳工作温度100℃时表现出对NO₂良好的气敏性能;WO₃薄膜的成膜机理表明,造孔剂PEG-1000引导无机材料形成高孔隙率和高比表面积的三维多孔薄膜结构,该多孔结构有望作为NO₂气体的潜在气敏材料.     

水热法合成磁性纳米微球NiFe2O4及其电化学稳定性分析

采用Ni(NO₃)₂·6H₂O和FeCl₃·6H₂O混合水热法合成纳米NiFe₂O₄粉体, 通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对样品进行表征, 并对其进行充放电循环测试. 实验结果表明： 生成的纳米NiFe₂O₄粉体为准晶型, 呈球状, 结晶度高, 晶型完好, 粒径分布均匀; 第1,30,50,70次的充放电比容量分别为（997,1 019）,(726,750.2),(560.9,578.4),(514.8,528.2)(mA·h)/g, 表明NiFe₂O₄具有较好的电化学稳定性.     

Pt掺杂ZnSnO3纳米立方体对ppb级NO2的敏感强化研究

采用简易的一步水热法优化合成出不同Pt浓度掺杂的钙钛矿型ZnSnO₃纳米立方体（ZSNCs）,并利用XRD、SEM、TEM、EDS和XPS等表征手段对所制备材料的晶体结构、微观形貌、表面特性等进行了详细的分析表征。研究发现,所制备的Pt掺杂ZSNCs纳米立方体形貌均一,边长约为 400 nm,引入的Pt以PtO和PtO₂的形式均匀负载在ZSNCs纳米立方体的表面上。以所获Pt掺杂ZSNCs纳米立方体为敏感材料制备出气敏元件,并详细研究了其气敏特性。结果表明,Pt掺杂可有效提升ZSNCs纳米立方体对NO₂的敏感能力,当Pt掺杂浓度为1%（Pt/Zn摩尔比）时,ZSNCs纳米立方体对NO₂具有最佳的气敏特性。在125℃的最佳工作温度下,1% Pt掺杂ZSNCs纳米立方体对500 ppb NO₂的灵敏度为16,是未掺杂ZSNCs纳米立方体的11倍,且检测下限低于50 ppb,同时气敏元件也具有优异的稳定性和NO₂选择性。结合结构表征和气敏特性测试结果,综合电子敏化和化学敏化效应阐述了Pt掺杂对ZnSnO₃纳米立方体NO₂敏感性能的增强机理,并建立了气敏反应模型。     

纳米LaFeO_3和SrFeO_3制备、表征及光催化活性研究

该文主要采用溶胶-凝胶法合成了纳米LaFeO3和SrFeO3,并采用XRD,TEM等技术对其进行表征,并以其为光催化剂在荧光汞灯照射下对水溶性染料进行降解实验,结果表明采用溶胶-凝胶法合成的SrFeO3光催化活性高于LaFeO3。通过XPS分析认为SrFeO3的光催化活性远远高于LaFeO3,主要取决于SrFeO3中表面吸附氧的含量远远大于LaFeO3中表明吸附氧的含量。     

交联木薯淀粉微球对 Fe3的吸附研究

以木薯淀粉为原料,通过逆向悬浮聚合法合成交联木薯淀粉微球(CCSM),研究了合成的交联木薯淀粉微球对 Fe3+的吸附行为,利用红外光谱仪、X-射线衍射和热分析仪对木薯淀粉微球及其吸附产物进行了表征,研究其吸附机理.实验结果表明: CCSM 主要通过物理吸附、配位吸附方式来吸附 Fe3+;在 pH 值为4时交联木薯淀粉微球对 Fe3+吸附效果最好;在给定研究浓度范围内, CCSM 对 Fe3+的吸附等温线符合 Freundlich吸附等温方程     

电子束辐照纳米TiO2多孔薄膜及在太阳电池中的应用

用电子束辐照了纳米TiO2多孔薄膜,并将其应用于染料敏化太阳电池,结果表明,电子束辐照可以提高太阳电池的短路电流,而开路电压基本不变.运用XRD分析了电子束辐照前后纳米TiO2多孔薄膜的晶型和晶粒度,发现电子束辐照不会造成纳米TiO2由锐钛矿相向金红石相转变,其晶粒度随电子束辐照注量的增加,存在着先增大、再减小,然后再增大的趋势.运用XPS分析了电子束辐照前后纳米TiO2多孔薄膜中Ti、O的化学状态,说明电子束辐照主要是使纳米TiO2多孔薄膜中氧充足状态的O1s逐渐减少,而不是通过Ti3+来改善太阳电池的性能.     

低浓度甲醇完全氧化钙钛矿型La1-xSrxMnO3催化剂研究

采用溶胶－凝胶法制备钙钛矿型复合氧化物Ｌａ１－ｘＳｒｘＭｎＯ３,研究其对低浓度甲醇完全氧化催化性能．实验结果表明：Ｓｒ２＋取代量和样品焙烧温度对催化剂活性均有显著影响,以８７３Ｋ焙烧的Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３的催化活性为佳;催化剂的ＢＥＴ,ＸＰＳ,Ｏ２－ＴＰＤ,Ｈ２－ＴＰＲ表征研究结果证实,较大的比表面,较高的表面Ｍｎ浓度和氧吸附量都有利于催化剂活性的提高．     

电芬顿降解X3B中Fe2+/Fe3+催化循环行为

以具有高比表面积的活性炭纤维毡（ACF）为阴极,通过电芬顿反应降解艳红染料X3B,考察了X3B降解反应动力学和初始催化剂的离子形态对其降解效果的影响,并采用X射线光电子能谱（XPS）和紫外可见分光光度法（UV-Vis）测定了反应过程中电极表面和溶液中Fe2＋/Fe3＋的含量.结果表明：X3B降解符合一级动力学反应机理,初始催化剂离子形态对降解效果影响不显著,ACF表面和溶液中Fe2＋/Fe3＋的转化规律一致.     

溶氧水在Fe（001）表面吸附的第一性原理研究

为了研究溶解氧含量对Fe基换热表面腐蚀行为的影响机理,根据第一性原理,对O2单分子、H2O单分子和溶氧水体系在Fe基换热表面的吸附进行了研究,采用GGA/PBE,近似计算吸附过程中的吸附能量、态密度及布居数变化。计算结果表明:含氧水溶液中溶液与Fe基表面存在表面吸附,水分子趋向于顶位吸附,氧分子趋向于Griffiths吸附;H2O分子在Fe(001)表面吸附而相互作用时,引起了界面双电层电荷分布的变化,使Fe原子失去电子带正电,导致表面电位发生变化;O2分子在Fe(001)晶面吸附时,促使Fe(001)表面原子失去电子,表面电位增加,O2分子与表面Fe原子易于发生电子转移,其中O原子的2p轨道对于O2分子在Fe(001)晶面的吸附起主要作用;随着溶氧水体系中O2分子所占比例的增大,吸附能的绝对值也随之增加,Fe基换热表面相互作用更强。研究探明了不同溶氧量对Fe基换热表面腐蚀的影响规律,为实验研究金属基体腐蚀机理提供了理论参考。     

纳米4H-SiC薄膜的光学性质研究

SiC薄膜具有结构不易控制,透明性较差的特点,采用PECVD方法淀积的纳米SiC薄膜经光学透过率测试表明,在637nm和795nm处高的光透过率,并且当薄膜的厚度增大时,仍然具有高透过率的特性,这一结果表明,PECVD技术具有制备结构均匀,透明的纳米SiC薄膜的优势,同时,在与非晶SiC薄膜进行对比中发现非晶SiC薄膜的透过率不如纳米SiC薄膜。     

Ag掺杂ZnO纳米晶的发光特性

以Zn(NO3)3.6 H2O,AgNO3为原料,明胶为模板分散剂,采用凝胶模板燃烧法制备纯ZnO和ZnO∶Ag纳米晶,利用XRD,SEM,TEM和PL谱对样品的结构和性能进行了研究.结果表明∶掺杂前后产物粒子形状均为球形,结晶良好,属六方晶系结构且无杂相;Ag占据部分Zn格位或填隙位进入ZnO晶格,掺入量约为1%(摩尔分数);纯ZnO平均粒径约为40 nm,掺杂样品的平均粒径约为45 nm,Ag掺杂轻微地影响ZnO晶粒生长.PL谱显示Ag掺杂能够调整ZnO纳米晶的能带结构?提高表面态含量,进而使得ZnO:Ag纳米晶的可见发光能力显著增强.     

Effect of La and Co-doping on microstructure and electrical properties of Bi FeO_3 thin films

Adding both La3＋and Co3＋was used to tune the microstructure and electrical properties of Bi Fe O3（BFO） thin films, and Bi1-xLaxFe0.90Co0.10O3 thin films were grown on the Sr Ru O3-buffered Pt-coated silicon substrates by a radio frequency sputtering. A polycrystalline structure with（110） orientation was shown in thin films, and their resistivity dramatically increases as the La3＋content increases. Their dielectric constant increases,and dielectric loss decreases with increasing La3＋content.In addition, their ferroelectric and fatigue properties were enhanced with rising La3＋content. The thin films with x = 0.03 have optimum electrical properties（e.g., remanent polarization 2Pr＊ 175.6 l C/cm2, coercive field2Ec＊ 699.5 k V/mm, dielectric constant er＊ 257 and tan d ＊ 0.038）, together with a good fatigue behavior. The impendence analysis of the films was conducted to identify the defects type during conductivity, and both hopping electrons and single-charged oxygen vacancies are mainly responsible for the conduction of grain and grain boundaries regardless of La3＋content. As a result, the doping with both La3＋and Co3＋benefits the improvement in the electrical properties of BFO thin films.     

纳米晶TiO_2在染料敏化太阳电池中的应用

以P25为原料,采用水热法制得以菱形为主、直径为10～15nm、比表面积达112m2/g的纳米晶TiO2.用该纳米晶TiO2制膜,并与用P25粉制成的膜进行对比,通过扫描电子显微镜、氮气吸附装置等对两种膜进行分析和表征.结果表明:纳米晶TiO2制成的膜颗粒小、分布均匀,BET比表面积是P25膜的两倍,膜厚相同时染料吸附量是P25膜的两倍多.将纳米晶TiO2膜与P25膜用于染料敏化太阳能电池上,分析染料敏化太阳能电池的光电特性,结果表明,用纳米晶TiO2组成的染料敏化太阳能电池具有高的光电流密度和转换效率.