磁控溅射SnO_(2)/ZnO复合纳米薄膜的气敏特性研究

采用射频磁控溅射方法,在溅射气压为2.5 Pa时,在p-Si衬底上沉积氧化锡(SnO_(2))/氧化锌(ZnO)复合纳米薄膜。沉积过程中,SnO_(2)薄膜的沉积厚度固定为40 nm,通过改变ZnO薄膜的沉积厚度来改变SnO_(2)/ZnO的膜厚比。详细分析了工作温度和膜厚比变化对复合纳米薄膜气敏特性的影响。结果表明,SnO_(2)/ZnO复合纳米薄膜的最佳工作温度为350℃,与ZnO和SnO_(2)单层薄膜相比,复合纳米薄膜的气敏性能显著提升。当SnO_(2)与ZnO的膜厚比为4︰3时,其气敏性能最佳,在350℃下,对于5×10^(-6)乙醇气体的灵敏度最高可达4。该SnO_(2)/ZnO复合纳米薄膜气敏性能的提升归因于ZnO与SnO_(2)之间形成的n-n异质结。

叠层式TiO_2/SnO_2复合纳米薄膜制备及其光电性能研究

采用溶胶-凝胶法在不同基体表面制备了叠层式TiO2/SnO2复合纳米薄膜。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对复合薄膜表面形貌和晶体结构进行表征。采用紫外-可见吸收光谱法和电化学方法来研究复合薄膜光学与光电化学性能特征。结果表明,所制备的叠层式TiO2/SnO2复合纳米薄膜表面连续、均匀、致密;XRD分析表明纳米TiO2为锐钛矿型结构,SnO2为金红石型结构;紫外-可见吸收光谱测试表明叠层式TiO2/SnO2复合纳米薄膜较纯TiO2薄膜的吸收范围拓宽;稳定电位随时间变化曲线(OCP-t)结果表明,叠层式TiO2/SnO2复合纳米薄膜光照下其光电化学性能高于纯TiO2薄膜;同时,光照后叠层式TiO2/SnO2复合纳米薄膜能有效储存TiO2光生电荷,延续对不锈钢基体的光生阴极保护性能。经比较,叠加3层SnO2的TiO2/3SnO2复合纳米薄膜改善光电性能最佳。

玻璃基TiO2-Fe2O3-CeO2复合纳米薄膜的光催化性能研究

摘要：在溶胶-凝胶法制备的TiO2胶膜表面涂覆金属离子，通过焙烧制备TiO2-Fe2O3-CeO2复合纳米薄膜。以甲基橙为目标降解物，讨论过渡金属离子Fe3＋和稀土金属离子Ce2＋的掺杂对TiO2薄膜光催化活性的影响。采用SEM、XRD、EDS等表征手段对复合氧化物薄膜进行表征。结果表明：所制备的薄膜具有纳米结构；Fe3＋、Ce3＋单掺和Fe3＋/Ce3＋共掺均可提高TiO2薄膜的光催化性能，但相同条件下共掺离子的光催化活性更高。

环境因素对TiO_2/SiO_2复合纳米薄膜表面色度的影响

色度值是评价薄膜材料表面形貌的一个重要因素指标。目前开展的有关各种环境因素对薄膜材料表面色度影响的研究工作还很少,大部分比较侧重单一因素。本文用CM-2600d分光测色计测试TiO2/SiO2复合纳米薄膜在综合、酸浸泡、碱浸泡、紫外、湿热、浸烘六种腐蚀老化环境中表面色度变化,同时考察了环境对样品色度单一值L、a、b的影响。结果表明几种环境对材料色度影响从小到大依次为:湿热老化<紫外老化<综合老化<酸浸泡老化<碱浸泡老化<浸烘老化。

无色透明聚酰亚胺-二氧化硅纳米复合薄膜的制备与性能

采用1S,2R,4S,5R-氢化均苯四甲酸二酐(H-PMDA)与含氟芳香族二胺2,2′-双(三氟甲基)联苯二胺(TFMB)通过一步高温溶液缩聚法制备了TFCPI半脂环族聚酰亚胺树脂及相应的无色透明聚酰亚胺薄膜TFCPI-0。采用TFCPI树脂基体,通过机械共混法与胶体纳米二氧化硅(SiO_(2))/N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)分散液进行复合,制备了一系列不同SiO_(2)含量的无色透明聚酰亚胺复合薄膜。结果表明:当纳米SiO_(2)在复合薄膜中的质量分数为25%时,制备的TFCPI-25复合薄膜在450 nm波长处的透光率(T_(450))与黄度指数(b^(*))分别为87.8%与1.56,较TFCPI-0薄膜仅略有下降(T_(450)=88.5%,b^(*)=0.91)。TFCPI-25复合薄膜在氮气中的5%失重温度(T_(5%))和玻璃化转变温度(Tg)与TFCPI-0薄膜处于同一水平。但TFCPI-25复合薄膜在50℃时的储能模量(E′)以及50~250℃范围内的线性热膨胀系数(CTE)分别为4.86GPa与30.9×10^(-6)K^(-1),显著优于TFCPI-0薄膜(E′=3.02 GPa,CTE=39.6×10^(-6)K^(-1))。

PBO/PIPD纳米纤维复合薄膜的制备及性能研究

通过在聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纳米纤维基体中引入聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑)(PIPD)纤维制备了PBO/PIPD纳米纤维复合薄膜,并利用Cu^(2+)的络合作用协同增强PBO/PIPD纳米纤维复合薄膜的交联结构。对所制备的PBO/PIPD纳米纤维复合薄膜进行了微观结构的表征以证实其3D网状交联结构,并对PBO/PIPD纳米纤维复合薄膜的结构与组成进行了研究。研究了不同金属离子和不同质量分数PIPD纤维对PBO/PIPD纳米纤维复合薄膜力学性能的影响。结果表明,相比于原始PBO纳米纤维薄膜,本文所制备的PBO/PIPD纳米纤维复合薄膜具有优异的力学性能。其拉伸强度提高了2.4倍达到100.99 MPa,断裂伸长率提高了8.5倍达到10.5%。

CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜的制备与红外特性研究

过渡金属硫属化合物(TMCs)由于具有优异的光学、电学及光电等特性,被广泛应用于光催化、太阳电池、激光器等领域。作为一类典型的TMCs材料,硫化钴量子点(CoS QDs)因禁带宽度较窄而具有优异的近红外吸收特性,有望用于红外技术领域。文中采用液相超声剥离法制备了CoS QDs,再用共混法制备得到CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜,并对它们的光学性质进行了研究,结果表明:CoS QDs的平均尺寸约为5 nm,大小均匀,呈球形;CoS QDs与CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜在红外波段均存在明显的吸收和发光特性,且复合薄膜的红外吸收特性优于CoS QDs薄膜;随着激发光波长的增加,纳米复合薄膜的光致发光(PL)峰出现了红移,表现出明显的Stokes位移效应和激发波长依赖性。CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜优异的红外吸收和发光特性,表明其在红外探测、荧光成像、纳米光子器件等研究领域中具有重要的潜在应用价值,有望成为一种新型红外探测材料。

载流下MoS_(2)/Ag纳米复合薄膜摩擦学性能

MoS_(2)基纳米复合薄膜具有良好的摩擦学性能,但较差的导电性能限制了其在载流条件下作为润滑材料的应用。为提高MoS_(2)基纳米复合薄膜的导电性能,采用非平衡磁控溅射系统沉积2种不同Ag含量的MoS_(2)/Ag纳米复合薄膜,并在不同的电流条件下研究MoS_(2)/Ag纳米复合薄膜与GCr15钢球对摩时的摩擦学性能。结果表明:在载流下2种MoS_(2)/Ag纳米复合薄膜表现出相似的摩擦性能,而低掺杂MoS_(2)/Ag薄膜具有更佳的耐磨性能,这归因于低掺杂MoS_(2)/Ag薄膜具有较好的力学性能;无载流时,MoS_(2)/Ag纳米复合薄膜在摩擦过程中生成的氧化物颗粒增加了磨损、降低了润滑性,磨损机制主要为磨粒磨损;电流小于0.5 A时,电流促进了转移膜形成,使得摩擦因数降低,但磨损率增加,磨损机制主要为黏着磨损;当电流大于0.5 A时,由于电弧烧蚀加速了薄膜的磨损,磨损机制主要为磨粒磨损、黏着磨损和电弧腐蚀磨损。

Ag/BiOCl复合纳米薄膜的合成及光催化性能研究

研究了贵金属Ag修饰对新型半导体BiOCl薄膜材料光催化性能的影响。采用溶胶-凝胶浸渍提拉法先在ITO玻璃上制备了BiOCl薄膜。以其为基底用磁控溅射方法沉积少量的Ag制备Ag/BiOCl复合纳米薄膜。分别研究了不同沉积时间和溅射气压,以及后处理温度下获得的Ag/BiOCl薄膜对罗丹明B(Rh B)染料在紫外光下的光催化降解活性。结果发现适量的Ag修饰能够提高BiOCl薄膜的光催化活性。通过实验探索,当制备金属Ag的优化参数为溅射压强1 Pa,溅射时间1 s,后处理温度200℃,时间1 h时获得的Ag/BiOCl复合纳米薄膜具有最好的光催化性能。用XRD,SEM,UV-Vis光谱等测试方法对其结构、形貌、光谱吸收性等进行了测量分析。进一步探讨了适量贵金属沉积对BiOCl薄膜光催化活性提高的可能原因,杂质能级形成的肖特基势垒对电子有捕获陷阱作用从而增加电子-空穴对的分离,同时利于光生载流子的重新分布。

Fe^(3+)-TiO_2复合纳米薄膜的制备及光催化特性的研究

通过射频磁控溅射工艺制备了TiO2复合纳米薄膜并分析了薄膜的结构及光催化特性.退火温度在350-550℃时Fe3+-TiO2复合薄膜均为锐钛矿相,以石英玻璃为基片的掺铁TiO2复合膜在(101)面有一定的择优取向.复合膜晶粒为锥形颗粒,薄膜表面积大于同温度退火时的纯二氧化钛薄膜,晶粒结晶过程中Fe3+替位Ti4+在晶粒中形成分离的P型杂质能级,TiO2的禁带宽度受到Fe3+杂质能级的影响使TiO2复合纳米膜的光吸收阈值有明显的“红移”的现象,在模拟日光环境光催化甲基橙试验中,Fe3+-TiO2复合纳米膜的催化活性高于二氧化钛薄膜.

Si含量和基片温度对Ti-Si-N纳米复合薄膜的影响

通过多靶磁控反应溅射方法沉积了 Ti- Si- N系纳米复合薄膜 .采用电子能谱仪 (EDS)、X-射线衍射 (XRD)、透射电子显微镜 (TEM)、X-射线光电子能谱 (XPS)和显微硬度仪分析 Ti- Si- N系薄膜的微观结构和力学性能 ,以及基片温度对薄膜微结构和硬度的影响 .结果表明 ,薄膜中的 Si以非晶 Si3 N4形式抑制 Ti N晶粒的生长 ,使之形成纳米晶甚至非晶 ;薄膜硬度在 a(Si) =4.1 4 %时达到最大值 (36GPa) ,继续增加 Si的含量 ,薄膜硬度逐渐降低 .基片温度的提高减弱了 Si3 N4对Ti N晶粒长大的抑制作用 。

Ce掺杂TiO_2纳米复合薄膜的制备及光催化活性

采用溶胶-凝胶技术,以CTAB作为模板剂,提拉法镀膜制备了Ce掺杂TiO2纳米复合薄膜,利用XRD、N2吸附-脱附、UV-Vis、SEM及XPS对样品进行了表征。结果表明,铈离子以Ce4+和Ce3+两种形式存在于体系中,而CTAB有效抑制了TiO2晶粒的长大和二氧化钛晶相的转变,加入CTAB的Ce掺杂TiO2纳米复合薄膜的吸收带边较纯的TiO2发生了红移。光催化活性表明,这种处理方式明显提高了TiO2光催化活性。在紫外光照120 min下,CTAB(1.0%)/Ce(1.0%)-TiO2纳米复合薄膜的光催化活性最佳,对甲基橙降解率达到95.3%。

溅射沉积WS_2/Ag纳米复合薄膜在不同环境中的摩擦磨损性能研究

利用直流磁控溅射方法在钛合金基底上制备W S2/Ag纳米复合薄膜,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及能谱仪对复合薄膜的表面形貌和组织结构进行分析,用球-盘式摩擦磨损试验机对复合薄膜在真空和潮湿空气环境中的摩擦磨损性能进行研究.结果表明:溅射沉积制备的W S2/Ag复合薄膜为非晶态结构,弥散分布于W S2基体中的晶态纳米Ag相提高了薄膜与基底的界面结合强度;与纯W S2薄膜相比,W S2/Ag纳米复合薄膜虽然在不同环境中的摩擦系数有所增加,但其在潮湿空气中的耐磨性能(磨损寿命)具有较大幅度的提高,且摩擦状态更稳定.

蒙脱土/聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备

以均苯四甲酸二酐 (PMDA )和 4 ,4′-二氨基二苯醚 (DAPE)为主要原料合成的聚酰亚胺 (PI)为基体 ,以有机化处理蒙脱土 (MMT)为无机相 ,成功地制备了 MMT/聚酰亚胺纳米复合薄膜。用透射电镜 (TEM)、X射线衍射 (XRD)和差示扫描量热分析 (DSC)对薄膜微相形态结构进行了分析测试。结果表明 ,加入适量 MMT可制得MMT片层分散尺寸达到纳米级 (1～ 2 nm )的 MMT/PI复合薄膜。有趣的是 ,MMT/PI薄膜中显示出了一定程度的取向行为。

PCVD制备新型Ti-Si-C-N纳米复合超硬薄膜及其微观结构表征

用脉冲直流等离子体增强化学气相沉积(PCVD)方法,在高速钢试样表面沉积出一种新型Ti-Si-C-N薄膜材料.研究了不同SICl4流量对薄膜成分、微观组织形貌以及薄膜晶体结构的影响.X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明:Ti-Si-C-N薄膜是由Ti(C,N)/a-C/a-SiaN4组成的纳米复合结构,薄膜的晶粒尺寸在2-25nm范围内;当Ti-Si-C-N薄膜中N含量很少时,Ti(C,N)结构转变为TiC,薄膜的表面形貌由颗粒状转变为粗条状.

纳米复合薄膜的制备及其应用研究

纳米复合薄膜材料由于具有传统复合材料和现代纳米材料两者的优点，正成为纳米材料的重要分支而越来越引起广泛的重视和深入的研究。本文全面介绍了纳米复合薄膜的发展历史、制备方法、薄膜性能及其应用前景。提出了纳米复合薄膜材料研究的关键问题以及今后的发展方向。

Au-MgF_2复合纳米颗粒薄膜的制备和微结构

用射频磁控共溅射法制备了Au体积分数分别为 6 %、1 5 %、2 5 %、4 0 %、5 0 %和 6 0 %的Au MgF2 复合纳米颗粒薄膜。用X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱对薄膜的微结构和组分进行了测试分析 ,分析结果表明 :制备的Au MgF2 复合纳米颗粒薄膜由fcc Au晶态纳米微粒镶嵌于主要为非晶态的MgF2 陶瓷基体中构成 ,当Au体积百分含量由 1 5 %增至 6 0 %时 ,其平均晶粒尺寸由 5 1nm增大到 2 1 2nm ,晶格常数由 0 39984nm增大到 0 4 0 74 3nm ;随Au体积百分含量由 6 %增至5 0 % ,其颗粒平均粒径则由 9 8nm增至 2 1 4nm。名义组分为vol.6 0 %Au MgF2 样品中Au的体积百分含量约为 6 2 6 % ,与设计值基本一致。

聚乙烯醇/蒙脱土纳米复合薄膜的制备与性能研究

以甘油作为增塑剂,经溶液流延法加工制备出PVA/MMT纳米复合薄膜,研究了纳米蒙脱土(MMT)对聚乙烯醇(PVA)的改性作用。通过对薄膜的结构表征、力学、光学、吸水性、热稳定性等性能研究表明,DK4型号MMT与PVA分子有着很好的相容性,添加了不同比例的MMT均不同程度提高了薄膜的抗拉强度、热稳定性,降低了薄膜的断裂伸长率、吸水性、水蒸气透过系数、透光率,其中添加了1%DK4型MMT的PVA薄膜有着最好的改性效果。

仿贝壳结构的自组装纳米复合薄膜的制备、表征及摩擦学性能研究

利用超分子自组装方法在普通玻璃表面制备了仿贝壳有机 -无机复合纳米薄膜 .采用X射线衍射仪、傅立叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪及透射电子显微镜等对薄膜结构进行了表征 .用动 -静摩擦系数测定仪初步考察了其摩擦行为 .结果表明 ,这种薄膜具有机 -无机有序交替的层状纳米复合结构 ,其聚合前的层间距为 4 .2 0nm ,聚合后的层间距为 3.91nm .

TiO_2/ZnO纳米复合薄膜溶胶-凝胶法制备与表征

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片表面制备了TiO2/ZnO纳米复合薄膜并进行了SEM、XRD和EDS分析与表征。结果表明,复合薄膜微观结构和结晶化程度都强烈依赖于钛相对百分含量;随着钛含量减少,薄膜微裂纹消失,由晶化相趋向于玻璃态后又逐步趋向于结晶态。