一种新型的溶液型电致变色器件的研究

通过在紫罗精溶液中加入钛离子,得到了一种新型互补塑的电致变色溶液．利用这种电致变色溶液设计成电致变色器件,通过紫外-可见分光光度计表征,这种溶液型电致变色器件透过率变化在600nm附近可由80％降低到20％;通过电致变色器件和透射光强变化的关系,测得其退色时间<2s,并且具有自擦除效果．

TiO_2纳米晶半导体电极及有机-无机电致变色器件的研究

通过丝网印刷工艺,制备了具有高的比表面积的纳米晶氧化钛薄膜,通过有机／无机复合,在氧化钛薄膜表面吸附了单层的电变色子,制备成纳米晶电极并且装配成三明治结构的电致变色器件．通过紫外可见分光光度计表征,该器件的着色态透过率为4％,退色态透过率为85％．其在智能窗、平板显示器、电子书和电子报纸等领域具有潜在的应用前景．

纳米半导体电极及有机-无机电致变色器件

对无机和有机电致变色材料及其在电致变色器件中的应用做了详尽地分析。重点介绍了近年来广泛研究的一种变色子修饰半导体电极的复合型电致变色器件。通过对这种有机-无机复合电致变色器件结构的剖析,分析了变色机理,展望了这种变色器件的发展动向。

一种新型互补溶液型电致变色器件的研究

用TiCl4作为钛离子源,发现Ti^(4+)离子和紫罗精之间具有互补效应。利用这种互补溶液,设计了一种结构简单的电致变色器件。施加不同的外加电压,可以调节电致变色器件的光强透过率以及器件的颜色。去掉外加电压,电致变色器件迅速变为透明态,具有自擦除效果。紫外-可见分光光度计表征表明,器件透过率在600nm附近可以由80%下降到20%;用自己设计的光电响应测试系统,测得电致变色器件退色时间小于2s,在智能窗、纸张型电子书等方面具有使用价值。这种互补溶液体系是将现有的纯有机溶液互补体系扩展到无机体系中,并且得到了一种新的廉价的电子D-A(Donor-Accept)对,为新型溶液型电致变色器件的实用化提供了新的技术途径。

Yb^(3+)/Nd^(3+)掺杂对Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶Cr^(3+)发光性能的影响

近红外荧光粉由于其独特的物理特性和广阔的应用前景吸引了人们极大的研究兴趣。本文通过高温固相反应法合成Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+)近红外荧光粉,使用460 nm蓝光激发样品的发射波长位于833 nm,半峰宽为117 nm。随后引入稀土离子合成Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),Yb^(3+)和Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),Nd^(3+)近红外荧光粉。相比Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),460 nm蓝光激发的Sr_(9)Ga(PO_(4))_(7)∶0.8Cr^(3+),Yb^(3+)同时出现Cr^(3+)和Yb^(3+)特征发射峰,经过光谱分析和荧光寿命变化证明Cr^(3+)-Yb^(3+)存在能量传递通道,最高使Cr^(3+)-Yb^(3+)能量传递效率达80.2%,得益于Yb^(3+)卓越的热稳定性促使整体荧光光谱热稳定性提高约3.7倍。设计合成的Sr_(9)Ga(PO_(4))_7∶0.8Cr^(3+),Nd^(3+)样品调制出833,876,1 060 nm的多峰发射,显著拓宽了近红外光谱范围。最终,讨论了荧光粉在温度传感和无损检测领域的应用,证明该系列荧光粉具有广阔的应用前景。

Sn掺杂ZIF-8衍生ZnO纳米材料的制备及其NO_(2)传感性能

具有高灵敏度、低检测限的半导体气体传感器不仅在环境监测中具有重要意义,而且在痕量气体检测中也具有潜在的应用.在本研究中,我们采用溶液法及固相烧结等方法相结合成功地合成Sn掺杂ZIF-8衍生的ZnO纳米材料,使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及傅里叶变化红外光谱分析仪(FT-IR)表征了材料的物相、形貌结构及官能团.本研究制备的ZnO:Sn传感器在180℃下对200 ppm的NO_(2)具有超高的响应(2495)、快速的响应/恢复时间(52/9 s)和低的检测限(0.5 ppb)等出色的气敏性能.ZnO:Sn传感器优异的气敏性能主要归因于ZIF-8衍生的ZnO所具有的多孔结构、大的比表面积及Sn掺杂引起的电子敏化作用.Sn掺杂能显著提高ZnO对NO_(2)的气敏性能,有望应用于低浓度NO_(2)高灵敏性的检测与传感.

层状二硫化钛纳米片的合成及光热效应

近年来,具有层状结构的二维材料由于其独特的物理、化学性质而受到广泛的关注.采用高温溶液法获得了厚度可控的层状二硫化钛纳米片.所获得的二硫化钛纳米片在厚度方向只有几个原子层厚度,是一种超薄的二维层状纳米结构.和常规具有光热效应对的银纳米颗粒相比较,二维层状二硫化钛纳米片显示出更加优异的光热性能.研究结果显示浓度为500μg/mL的TiS 2纳米片水溶液在波长为808 nm、激光功率密度为1 W/cm 2的红外激光照射下温度可升高至54.41℃,并且光热稳定性良好.通过理论计算,得到其光热转换效率为42.14%.研究表明二维层状二硫化钛纳米片是一种非常好的光热材料,对于光热治疗的应用方面具有潜在的价值.

Y_(2)Mo_(4)O_(15):Ho^(3+)/Yb^(3+)上转换材料的合成及其温度传感

上转换发光材料以其窄的发光谱带、发光带的可调性、优异的物理化学稳定性等特点,在生物成像和温度传感方面具有独特的优势.钼酸盐作为一种很典型的上转换发光基质,具有良好的化学稳定性、较高的量子产率以及独特的四方相结构,使其具备了作为高效上转换发光材料的条件.采用溶胶-凝胶法成功地合成了Y_(2)Mo_(4)O_(15):Ho^(3+)/Yb^(3+)纳米颗粒.以Ho^(3+)离子为激活剂,Yb^(3+)离子为敏化剂,探究了Y_(2)Mo_(4)O_(15)基质的上转换发光以及其在温度传感性能.在980 nm近红外的激发下,实现了Y_(2)Mo_(4)O_(15)基质的红色上转换发光,显示出Ho^(3+)的特征发射.Y_(2)Mo_(4)O_(15)基质在温度298~498 K范围内,其光谱发射与温度变化具有规律的响应.基于荧光强度比(FIR)技术,我们对^(5)S_(2)和^(5)F_(5)两个非热耦合能级进行理论计算,获得了在498 K时最大的相对灵敏度为2.72%K^(-1),研究结果表明Y_(2)Mo_(4)O_(15)在非接触温度传感应用方面具有极大的潜力.

新型二维TiSe2纳米片的可控合成及其生长机理

溶液法是一种反应温和、易控制且常用的合成方法。目前已报道的溶液法制备TiSe2时通常采用三辛基膦(TOP)为溶剂,但这种试剂有毒,对人体和环境都有潜在的危害。本研究通过简单的、无TOP的溶液法成功地制备了单分散的六边形TiSe2纳米片,并通过调整反应时间研究TiSe2纳米片的形貌演变规律。利用XRD、SEM、EDS和紫外-可见漫反射对其物相、形貌、元素以及光学性能进行了系统的表征;根据SEM结果对其生长过程及形貌演变规律进行了研究,并提出一种螺旋状逐层生长的机理;分析考察了TiSe2纳米片对罗丹明B(RhB)的光催化活性,发现其具有高于P25的降解能力,这表明TiSe2纳米片作为光催化材料具有广阔的应用前景。

用于白光LED稀土Eu掺杂SiAlON基荧光粉的发光性能

SiAlON基荧光粉因其优异的化学和物理稳定性,成为近年来发光领域的一个研究热点,尤其在LED等领域,受到研究者的热切关注。稀土掺杂SiAlON基荧光粉体有望成为新一代照明光源。由于缺乏青色光发射,往往会造成显色性能不足。本研究通过传统高温固相法合成了β-Si_(5)AlON_(7):Eu荧光粉,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等研究了其结构、形貌、元素和价态。通过光谱仪表征了样品的激发光谱以及发射光谱的波长范围并测试了热猝灭性能,发现激发波长覆盖紫外至蓝色光区域,并且发射光谱显示出典型的Eu^(2+)跃迁的宽谱。在300℃下,样品的发射光强度依然可达到室温强度的40%左右,热激活活化能(Ea)达到了3.7 eV,相比较商用YAG:Ce^(3+)(YAG)荧光粉,热稳定性有一定的提升。在与蓝色芯片复合后成功制备了高显色(显色指数Ra=87)的白色发光LED,对应的色温也达到了暖白光范围(CCT=4501 K)。本研究实现了SiAlON基青色发射,获得了热稳定性较为优异的荧光粉,在发光的可持续性能上也比商用YAG有明显优势。

溶液法制备层状（NH4）2V3O8微米片及其光热性能

近年来,二维层状材料因其独特结构在光热治疗癌症应用方面被广泛关注.开发出一种简单合成工艺并可获得良好光热效应的材料,已经成为一个很活跃的研究课题.本文发展了一种合成二维层状结构的(NH4)2V3O8微米片的溶液方法.将硫代乙酰胺(TAA)加入NH4VO3溶液中,通过成核以及核长大即可得到(NH4)2V3O8微米片,并利用X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱对样品进行了表征;提出了一种(NH4)2V3O8的形成机理,TAA作为还原剂,将一部分五价钒还原为四价,从而形成具有混合价态的(NH4)2V3O8;此外,还在近红外诱导下,对于(NH4)2V3O8微米片进行了光热效应研究.结果显示,浓度为2mg/mL的(NH4)2V3O8微米片,在光功率密度为1W/cm^2的红外光照射下温升可达32.11℃,且具有良好的光热稳定性;通过计算得到其光热转换效率可达55.46%.本研究提供了一种制备(NH4)2V3O8微米片的简单溶液法,并且验证(NH4)2V3O8微米片在红外诱导光热效应方面具有极大潜力.

Ho^(3+)/Yb^(3+)共掺杂ZnS上转换发光及其温度传感性能

采用高温固相法成功合成了不同摩尔比(Ho^(3+)/Yb^(3+)=1∶3、1∶6、1∶9、1∶12、1∶15、1∶19)的纯六方相ZnS基质上转换材料.X射线衍射对粉体的物相结构进行分析,扫描电子显微显示了荧光粉的形貌和尺寸,能量色散X射线能谱揭示了荧光粉中存在Zn、S、Ho和Yb元素.在980 nm激光的激发下,Ho^(3+)/Yb^(3+)共掺ZnS的荧光粉发出肉眼可见的明亮的绿光,显示出优异的绿色上转换特性.此外,在303~623 K温度范围内研究了ZnS∶Ho^(3+)/Yb^(3+)荧光粉的温度传感特性,计算出最大绝对灵敏度为1.26%K^(-1),发光颜色随温度而变化.本工作的研究结果表明稀土掺杂的ZnS基质材料在温度传感应用方面具有很大的潜力.