疏水型纳米多孔SiO_2减反射膜的制备及其催化机理

采用溶胶凝胶一步法分别制备了碱一步催化和酸一步催化的纯SiO_2溶胶.通过对2组样品的透射率和耐磨性能进行测试和对比分析,给出了碱、酸催化对薄膜性能的影响规律,并对催化机理进行了研究.碱催化的单层薄膜透过率最高可达到98.781%,而酸催化的单层薄膜透过率为95.285%,说明碱催化能得到透射性能更高的薄膜.碱薄膜的机械性能较差,而酸薄膜机械性能好,给出了疏水耐磨薄膜作用机制.通过测量表面处理前后薄膜的水接触角发现,改性后碱薄膜水接触角值达126.5°,酸薄膜水接触角值为94.5°.结果表明,经过表面处理能显著提高薄膜疏水性能,是一种简易、经济、高效的得到疏水薄膜的方法.     

射频磁控溅射制备CuAlO_2薄膜及性能表征

利用Al(OH)3和Cu2O高温固相反应烧结制备的靶材,采用射频磁控溅射法,在玻璃基片上制备非晶CuAlO2薄膜.薄膜的表面均匀,颗粒大小约为50 nm,可见光范围内透射率为60%,平均折射率达2.0,直接带隙为3.86 eV.随着在紫外光源下曝光时间的增加,薄膜的接触角从96.3°减小到87.5°,薄膜仍呈现出良好的疏水性.     

Si_3N_4和Si_3N_4/SiO_2驻极体薄膜的化学表面修正

采用补偿法对六甲基二硅胺烷 (hexamethyedisilane ,HMDS)和二氯二甲基硅烷 (dichlorodimethsiliane ,DCDMS)化学表面修正恒压电晕充电硅基氮化硅 (Si3N4)薄膜驻极体及氮化硅 /二氧化硅 (Si3N4/SiO2 )薄膜驻极体的电荷储存稳定性进行了比较性的研究 .实验结果表明 ,经过化学表面修正后 ,驻极体薄膜在高湿环境中的电荷储存稳定性显著提高 ;在低于 2 0 0℃时 ,HMDS和DCDMS化学表面修正的效果相当 ;DCDMS化学表面处理具有较高的耐热性 .     

ITO薄膜微结构对其光电性质的影响

采用磁控溅射法在玻璃衬底上沉积掺锡氧化铟(ITO)薄膜,用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)技术和电导率、透射光谱测试技术,研究真空低温退火后ITO薄膜微结构、薄膜电导率、光谱透射率的变化.研究表明,真空低温退火使得晶体微结构得到改善,晶体呈(222)择优取向,晶体的结晶颗粒变大.不同价态的Sn对In3 的替代引起晶格结构和ITO薄膜的载流子浓度的变化,从而影响到薄膜的导电性和透射率,证明了真空退火下氧化铟薄膜微结构变化是影响薄膜电导率与透射率的主要原因,为研制新型光电器件的透明电极提供了参考.     

掺银ITO薄膜退火前后的性能比较

采用直流磁控溅射方法在室温下制备厚度为130nm的ITO和Ag-ITO薄膜,并在大气环境中不同温度下退火1h,测试其XRD谱和近紫外-可见光透射谱.利用(211)和(222)衍射峰求得两种薄膜的晶格常数,并分析了掺Ag和退火对ITO薄膜晶格常数、结晶度和透射率的影响.结果表明:晶格常数随退火温度的升高而减小,且掺Ag后晶格进一步收缩;两种薄膜经高温退火后在可见光段具有相近的透射率,未退火和低温退火的Ag-ITO薄膜透射率明显低于相同条件处理的ITO薄膜.     

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%。     

气相法沉积PTFE薄膜及其疏水性

分别以载玻片、陶瓷片、镀铝聚酯膜、普通白纸和Cu片为基底,聚四氟乙烯(PTFE)粉末为原料,采用电子束蒸发法沉积聚合物薄膜。对于基底载玻片和陶瓷片,采用2%H2SO4溶液刻蚀预处理后在其上沉积厚度为125nm的聚合物薄膜;Cu片用不同浓度草酸刻蚀预处理后在其上沉积厚度为62 nm的聚合物薄膜;而基底镀铝聚酯膜和白纸,直接在其上沉积不同厚度的PTFE薄膜。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、原子力显微镜(AFM)、接触角测量仪分别对薄膜的成分、表面形貌和疏水性进行表征。结果表明:经刻蚀处理后,基底表面粗糙度皆增大。载玻片由亲水性转变为疏水性,陶瓷片无明显变化,Cu片显示良好的疏水性;沉积薄膜后,载玻片表面接触角增大到138°,而陶瓷片接触角可以达到142°;在粗糙度较大的白纸表面沉积不同厚度的PTFE薄膜,膜厚对接触角具有显著影响,当膜厚为225 nm时,接触角达到151°,滞后角为8°;经0.5%草酸刻蚀的Cu片表面膜的接触角达到153°,滚动角为2°,具有良好的超疏水性。     

TiO_2对V_2O_5离子储存电极薄膜性能的影响

采用溶胶-凝胶技术制备出(TiO2)x-V2O5复合离子存储电极薄膜,主要研究了有机、无机Ti源,TiO2掺杂量(x为0、0.05、0.1、0.2、0.3mol)等对V2O5薄膜结构与性能的影响。通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、循环伏安测试(CV)、紫外-可见光谱等手段研究了薄膜的表面形貌、电化学性能和光学性能。结果表明,TiO2掺杂降低了V2O5薄膜离子储存容量,采用无机Ti源四氯化钛较有机Ti源钛酸丁酯掺杂的复合薄膜具有更高的可见光透过率以及离子储存容量,与V2O5薄膜相比,透射率增大了20%。随着无机Ti源掺量增多,薄膜离子储存容量降低,但在循环过程中降低趋势减缓并逐渐保持稳定,50次循环后纯V2O5薄膜储存容量降低了25%,掺杂TiO2后平均降低16%,V2O5薄膜循环稳定性有所提高。TiO2掺杂显著降低了V2O5阴极的着色效应,随着TiO2掺量的增加,复合薄膜光透过性增强。     

Sb掺杂对ATO薄膜光电性能的影响

以无水SnCl4和SbCl3为原料,采用溶胶-凝胶浸渍提拉镀膜法制备锑掺杂二氧化锡(ATO)导电薄膜,并采用XRD、SEM、霍尔效应(Halleffect)、四探针法、UV-Vis等测试手段表征不同Sb掺杂量对ATO薄膜结构及其光电性能的影响。结果表明,Sb的掺杂提高了ATO薄膜的导电性能和光学性能;Sb掺杂量为8%时ATO薄膜的电阻率低达0.048Ω.cm,平均光透射率高达84%,薄膜的综合性能达到最佳。     

AZO薄膜的光学性质研究

采用直流反应磁控溅射法,用Zn(99.99%)掺Al(1.5%)靶制备出高质量的Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜,用紫外可见、红外分光光度计等测试手段对沉积的薄膜进行了表征和分析,并对AZO薄膜的折射率和厚度进行了理论分析。薄膜的光谱分析结果表明:薄膜样品的可见光透射率平均值均在80%以上。AZO薄膜在紫外有很强的吸收峰,在红外区域,其反射率可达70%。通过理论计算得出了AZO薄膜样品的厚度为101 nm,与台阶仪测量的结果基本相符。     

TiO2/SiO2/GQDs双层增透膜的制备及其在太阳能板中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了SiO₂ 和TiO₂ 纳米溶胶,采用水热法制备了石墨烯量子点（graphene quantum dots,GQDs）。为进一步提高光伏太阳能板的透光率,设计了一种TiO₂/SiO₂/GQDs双层增透膜结构。探究了薄膜的结构、自清洁性能和增透性能,并进一步讨论了GQDs在增透性中的作用。结果表明,SiO₂-TiO₂/TiO₂-GQDs结构的双层薄膜厚度为120 nm时,太阳能板上的光透过率由未涂敷的85%增加至95%。接触角实验和室外耐环境性能实验测试表明,复合膜层接触角为10°,并具有良好的亲水性和耐环境性能。此外,户外实验结果表明,涂覆该薄膜的太阳能电板发电效率提高6%。由此说明双层增透膜可有效地提高太阳能电池板的光能利用率和使用寿命,可高效地利用太阳能。     

QK3玻璃基底上可见光区宽带增透膜研究

以QK3为基底设计了一种宽带可见光区增透膜（增透波长0．4-0．8μm）,工艺实现采用了电子束蒸发物理气相沉积的方法,薄膜材料仅含有TiO2和SiO2,并分别作为高低折射率材料。利用Edinburgh光谱仪对双面镀制该膜系样品的透过率进行测量,结果表明平均透过率达97．73％。环境测试表明,薄膜具有良好的稳定性和牢固度。该增透膜可以应用于可靠性要求较高的环境中。     

超疏水性织物的制备及其在油品回收领域的潜能

 超疏水性材料因其广阔的应用前景而备受瞩目。本研究采用一种简单可行、成本低廉的方式,同时赋予织物超疏水性能、热稳定性能及抗紫外线性能。结果表明,处理后的织物表面与水的接触角可达（151.5±2）°,紫外光透过率低于2%。经热重分析仪分析发现,该织物的热稳定性能亦得到明显提升。值得注意的是,该织物在油品回收领域展现了十分突出的潜能,可以有效地从水油污物中回收油品。     

一步法合成耐久性水基超疏水TiO2/DTMS涂层

为制备具有优异自清洁功能的耐久性水基超疏水涂层，以十二烷基三甲氧基硅烷(n-dodecyltrimethoxysilane, DTMS)为有机改性物，通过一步法在纳米TiO₂表面嫁接长链烷基官能团得到超疏水TiO₂/DTMS涂层。分析了TiO₂涂层及TiO₂/DTMS涂层的表面润湿性、形貌和化学组成，并对所得超疏水TiO₂/DTMS涂层的自清洁性能、机械及化学稳定性进行了测试。结果表明：超疏水TiO₂/DTMS涂层表面水接触角(water contact angle, WCA)达到159°；以亚甲基蓝粉末作模拟污染物，涂覆有超疏水TiO₂/DTMS涂层的玻璃具有优异的自清洁性能；经机械磨损(10 min)、酸碱液(pH=1、3、5、7、9、11、13)浸泡、高低温(−20、30、60、90、120、150 ℃)处理后超疏水TiO₂/DTMS涂层的WCA仍大于150°，表明其具有优异的机械和化学稳定性，可用于室外防污，如建筑物外墙、玻璃、太阳能电池板等。     

石墨烯掺杂环氧复合涂层的制备及防腐性能的研究

 通过简单的化学反应，将3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷接枝在氧化石墨烯上，制备成复合材料（GO-APTES与GO-GPTES）。2种表面改性剂使氧化石墨烯更易于与环氧-胺树脂产生化学键。通过微观电镜以及可见-近红外全波段透过率测试实验，发现改性剂作用后的氧化石墨烯能均匀分散在树脂体系中。相比较于纯的环氧-胺树脂涂层，GO-APTES/Resin涂层的蒸汽透过率降低30%，形成“迷宫效应”，对水蒸气具有良好的阻隔效果。通过 Bode和 Nyquist图谱研究了复合涂层的防腐机理。添加改性氧化石墨烯后的涂层对腐蚀介质的屏蔽性增强，腐蚀介质穿透涂层的能力降低，因此在涂层与金属的界面处改性氧化石墨烯分散的树脂涂层能够更好的附着，电化学腐蚀的面积更小，表现出更优秀的腐蚀防护性。中性盐雾实验表明，经过7000 h，涂层表面无起泡，无脱落。     

Preparation of superhydrophobic silver nano coatings with feather-like structures by electroless galvanic deposition

Superhydrophobic silver nanocoatings with feather-like morphology are fabricated on copper substrates by electroless galvanic deposition. The coating exhibit superhydrophobicity with a contact angle of 156.4° and glide angle of 4° without any further surface modification. Scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD) and contact angle measurements are used to investigate the morphology, crystal structure and superhydrophobicity, respectively, of the coatings. The coatings exhibit high thermal stability; their water contact angle did not change when the coatings were heated to 200°C for 2 h. The mechanism of superhydrophobicity of the silver coating is discussed based on the work of Amirfazli, Wenzel and Cassie.     

沙蒿子多糖的阳离子化改性研究

以沙蒿子多糖原粉为基料,3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(HAT)为阳离子醚化剂,异丙醇为分散剂,在碱的催化作用下,制得阳离子化沙蒿子多糖。研究了碱化、醚化温度和时间以及碱醚比和醇水比对最终产品冷水溶解性和透光率的影响。结果表明:当m(异丙醇)∶m(蒸馏水)=3.5∶1,n(氢氧化钠)∶n(阳离子醚化剂)=1.5∶1,反应工艺条件为加入碱后直接升温醚化,醚化温度为60℃,醚化时间为3.5h时,与未改性的原粉相比,产品的冷水溶解性明显提高,透光率达到80%以上。用FTIR和DSC对其结构和耐热性进行了分析。     

羧甲基罗望子胶的制备与表征

将罗望子胶(TKP)和氯乙酸钠(SMCA)在碱性异丙醇水溶液中反应,制备一系列不同取代度的羧甲基罗望子胶(CMTKP)。研究NaOH与SMCA的物质的量比、SMCA加入量、反应温度及反应时间对CMTKP取代度、反应效率及水溶液的透光率和表观黏度的影响,确定合理的工艺条件及配方,制得了取代度为0.92,反应效率为77%的CMTKP。与TKP原粉相比,CMTKP的冷水可溶性和冻融稳定性明显提高,质量分数为2%的CMTKP水溶液透光率达到97%。TGA表明了CMTKP的热稳定性下降,XRD表明了CMTKP的结晶区随着取代度的增大而减少。并用FTIR和13C NMR对其结构进行了表征。     

多层膜反射率的计算

以菲涅尔公式为基础,用递推法推导了多层膜反射率的计算公式,并用Visual Basic编程,得到了计算多层膜反射率的程序,计算了典型增透膜和高反膜的反射率.     

Design and calculation of low infrared transmittance and low emissivity coatings for heat radiative applications

The infrared transmittance and emissivity of heat-insulating coatings pigmented with various structural particles were studied using Kubelka-Munk theory and Mie theory. The primary design purpose was to obtain the low transmittance and low emissivity coatings to reduce the heat transfer by thermal radiation for high-temperature applications. In the case of silica coating layers constituted with various structural titania particles (solid, hollow, and core-shell spherical), the dependence of transmittance and emissivity of the coating layer on the particle structure and the layer thickness was investigated and optimized. The results indicate that the coating pigmented with core-shell titania particles exhibits a lower infrared transmittance and a lower emissivity value than that with other structural particles and is suitable to radiative heat-insulating applications.