碳量子点与半导体复合光催化材料合成及降解有机污染物的应用进展

有机污染物的危害日益严重,引起人们的广泛关注。半导体光催化降解有机污染物是公认的绿色技术,但传统的半导体光催化材料对可见光的利用率低,光生电子与空穴易复合,导致降解有机污染物的效率不高,开发高效、稳定的半导体复合光催化材料,是当前光催化领域的研究热点。碳量子点(CQDs)是新型的纳米级荧光碳材料,可作为修饰剂与半导体材料复合,能够显著提高复合材料的光催化降解效率,极大地激发了研究者的兴趣。本文介绍了碳量子点与半导体光催化剂的复合方法,总结了近几年CQDs/半导体复合光催化材料降解有机染料、抗生素、止痛药、酚类化合物等有机污染物的应用成果。

半导体复合材料在光催化水分解领域的应用研究

能源危机和环境污染是当今世界面临的两大难题,是我国持续发展战略的首要任务。为了缓解并最终解决能源的供需矛盾,改善日益严峻的环境状况,世界各国和地区正在积极开展可再生能源的研究与开发。氢能是理想的能源,利用太阳能在某种环境条件下,将水分解,持续产氢并存储利用起来,这将为人类的发展做出巨大的贡献。复合半导体材料是一种理想的光催化剂材料,详细介绍其光催化原理、种类以及其在光催化水分解工业化的研究进展,并对未来光催化领域进行了展望。

基于TiO_(2)半导体复合材料在降解废水中四环素的应用综述

目前抗生素已经成为一种新型的有机污染物。一方面难以通过环境自净作用对其进行消解而造成自然生态的严重污染;另一方面严重危害其他动植物的健康。其中四环素的使用量位居世界第二,在我国位居榜首。基于此,对TiO_(2)半导体复合催化剂在降解废水中四环素方面的应用研究进行了综述,以期为后续相关研究提供参考依据。

高密度聚乙烯/石墨半导体复合物的压阻特性

研究了聚乙烯／石墨半导体复合物（ＨＤＰＥ／ＧＰ）在轴向压力下的压阻特性。结果表明，这种复合物的导电性有较显著的压力依赖性。在低压力范围内电阻随压力增加而降低，在较高压力下则随压力增大而升高，呈现出所谓的“电阻负压力系数（ＮＰＣＲ）”和“正压力系数（ＰＰＣＲ）”效应。电阻的压力依赖性，以及在恒压力作用下表现出来的“电阻蠕变”行为，被认为与导电粒子网络在应力作用下的破坏与重组有关。

半导体复合体系光催化降解水溶性染料研究

研究了半导体复合体系ZnO—CuO—H_2O_2—air对水溶性染料活性艳红X—3B等六种有机物质的光催化降解处理,得到了较高的脱色效果和COD去除率。讨论了不同染料光解难易的原因以及脱色率和COD去除率的差异。

纳米半导体复合薄膜的非线性光学性质及其在激光器中的应用

采用射频磁控溅射技术制备了Ge掺二氧化硅(Ge-SiO2)和Ge,Al共掺二氧化硅(Ge/Al-SiO2)两种复合薄膜,并进行了热退火处理形成了纳米Ge镶嵌结构。通过紫外-可见吸收谱测量,确定了两种薄膜中纳米Ge的光学带隙,并采用皮秒激光Z-扫描技术研究了薄膜的非线性光学性质。测试结果显示,在1 064nm激发下得到的Ge-SiO2和Ge/Al-SiO2薄膜的非线性吸收系数分别为-1.23×10-7 m/V和4.35×10-8 m/W,前者为饱和吸收,而后者为双光子吸收。把两种薄膜作为可饱和吸收体均可实现1.06μm激光的被动调Q和被动锁模运转。与Ge-SiO2薄膜比较,采用Ge/Al-SiO2薄膜可以获得较窄的调Q脉冲和锁模脉冲。最后,理论分析和实验比较了两种薄膜实现被动调Q和锁模的机理。

我国科学家发现:半导体复合材料的光伏极性可以改变

在经典理论中,半导体的光伏极性一旦确定后就不能改变。但是浙江大学的科研人员在研究中发现,复合半导体材料的光伏极性是可以被光照波长改变的。

半导体复合型ZnO/SnO_2光催化剂的制备

以Zn2SO4·7H2O和SnCl4·5H2O为原料,采用共沉淀法制备ZnO/SnO2纳米复合光催化剂。通过ZnO/SnO2复合粉体对甲基橙溶液进行光催化降解实验,研究了ZnO/SnO2复合粉体的光催化性能,并用XRD对ZnO/SnO2复合粉体进行表征,初步探讨了ZnO/SnO2半导体复合的光催化机理。

激光功率对2195铝锂合金光纤-半导体激光复合焊接形貌与气孔的影响

光纤-半导体激光复合焊接技术充分结合了光纤与半导体激光热源的优势,在激光加工领域拥有巨大的潜力.针对2195铝锂合金开展光纤-半导体激光复合焊接试验,并定量研究激光功率对焊接形貌与气孔的影响.结果表明,光纤激光功率显著影响焊缝熔深,半导体激光功率显著影响焊缝上熔宽.基于回归分析方法建立焊缝横截面积预测模型.此外,光纤与半导体激光均对焊缝气孔缺陷的控制起着重要的作用,较高的光纤激光功率有利于降低气孔缺陷.对于4 mm厚2195铝锂合金,采用光纤激光功率为3.0 k W、半导体激光功率为2.5~3.0 k W时,熔池温度高且光纤-半导体激光复合作用范围大,焊接接头气孔缺陷少.

重大项目“半导体复合光功能材料与器件的基础性研究”成果介绍

国家自然科学基金“九五”重大项目“半导体复合光功能材料与器件的基础性研究”日前通过验收，顺利结题。该项目的负责人为阙端麟院士，由浙江大学、山东大学和中国科学院半导体研究所等单位联合承担，并组成以阙端麟院士和蒋民华院士为首、由7名科学家组成的学术领导小组，具体指导与协……

有机半导体-纳米银复合基底的制备及其在表面增强拉曼光谱中的应用

工业染料的大规模生产和广泛应用给地球生态带来了相当大的影响,对水环境污染非常严重,而传统色谱和光谱工具难以检测到微弱的光谱和化学信息,因此开发便携快速的检测技术至关重要。表面增强拉曼光谱(SERS)是一种与纳米技术相结合的新型分析技术,可以实现单分子量级化学物质的检测,但潜力容易受到SERS基底的增强能力、稳定性等普适性问题限制。研究提出了一种简单而通用的策略,制备了一种基于疏水性有机半导体双(二氰基亚甲基)-封端-二噻吩并[2,3-d;2’,3’-d]苯并[2,1-b;3,4-b’]-二噻吩(4CN-DTmBDT)薄膜为衬底的新型SERS复合基底。首先通过旋涂法制备有机半导体衬底,该π共轭有机半导体具有分子结构可控、生物相容性、光电特性可微调、成膜形态参数可控等优势,衬底表面具有疏水性使纳米银粒子(AgNPs)在其表面形成紧密咖啡环,制备有机半导体-纳米银SERS复合基底,探究基底拉曼信号的增强效果。同时提出了一种该有机半导体与纳米银粒子的协同增强机制,并对增强能力与增强机理进行了相关研究。结果表明,紧密咖啡环的形成减小了银纳米颗粒之间的空间,检测时通过浓缩分析物,从而增强了热点效应。对以有机染料为探针分子罗丹明6G(R6G)的检测限低至1×10^(-8)mol·L^(-1),SERS增强因子(EF)达1.30×10^(6),对于疏水性更优异的PDMS与纳米银粒子复合基底检测限为1×10^(-5)mol·L^(-1),说明单独的纳米银粒子对R6G探针信号增强能力有限,同时证明研究采用的有机半导体与银纳米粒子之间通过协同效应进一步显著提升基底拉曼信号,而且灵敏度高、重复性好。该SERS复合基底对1×10^(-4)和1×10^(-8)mol·L^(-1)R6G染料检测的相对标准偏差(RSD)分别为8.3%和4.7%。实验表明该有机半导体-纳米银复合基底在废水中染料痕量分析领域具有良好的应用潜力。

复合半导体纳米材料在光催化领域应用的研究进展

概述了半导体光催化材料的作用和典型的复合半导体类型,同时对复合半导体纳米材料在有机污染物降解、光解水制氢、二氧化碳还原、抗菌以及空气净化等领域的应用进行了综述,对开发具有高效光催化性能的复合半导体光催化剂的前景和需要采取的措施进行了讨论。

半导体复合纳米粒子的制备,性质及在光电转换方面的应用

介绍了半导体复合纳 米粒子的制备方法，光谱性质、光电催化特性和光 电化学性质以及

半导体复合材料光催化还原CO_(2)的研究进展

光催化还原CO_(2)是实现碳循环的一种绿色的、环保的能源转化方式,该方法可以有效的将CO_(2)气体转化为可再生燃料,缓解能源危机和全球变暖问题。综述了半导体复合材料光催化还原CO为可再生碳氢燃料的研究进展,介绍了光催化还原CO_(2)的反应条件和光催化机理,并对已报道的不同类型半导体复合光催化材料进行分类,如“单一半导体型”、“金属/非金属掺杂半导体型”、“半导体复合型”和“碳材料–半导体复合型”。评述了各种半导体复合光催化材料的优缺点及其光催化性能的影响因素。在此基础上,进一步展望了半导体复合光催化材料催化还原CO_(2)的发展前景。

P-N半导体复合型光电极分解水的原理及应用

利用太阳光分解水制氢是解决能源短缺的重要途径.文章概述了光电极分解水的原理,P-N半导体复合型光电极的两种结构及其近期的科研成果.对开展全氧化物混合光电极的研究进行了简介和展望.

各向异性半导体掺杂复合材料的光学非线性增强特性

本文研究了半导体掺杂复合材料微结构的各向异性对材料的光学非线性增强的影响。利用Stroud Hui的表达式 ,我们给出了半导体掺杂复合材料的有效三阶光学非线性极化率的频率响应。结果表明 ,复合材料微结构的各向异性能够使得整体复合材料的非线性光学增强达 1～

无机半导体复合纳米级空心球及制备方法

该发明专利是一种无机半导体复合纳米级空心球材料的制备方法。其特征是通过将镉源溶液与钛源溶液直接混合并加热，可以一步大规模合成半导体复合纳米级空心球。该技术不涉及可牺牲模板和不相溶液体相，并且不需要多步骤的复杂制备过程。

CdS/MS(M=Ag,Pb,Cu,Zn)半导体纳米复合结构的制备

利用金属硫化物在水溶液中溶度积的差异和通过水热及超声波等辅助方式,利用离子置换法与共沉淀法,对CdS纳米棒上金属离子(Cd2+)的部分置换而对纳米微粒进行侵蚀或包覆,形成镶嵌式点缀结构或完全包覆层的异质核-壳结构CdS/MS(M=Ag+,Cu2+,Pb2+,Zn2+)。使用XRD和TEM对所得样品进行了表征。

复合半导体光催化剂p-CoO/n-CdS的制备、表征及光催化性能

以醋酸镉、十二硫醇、硬脂酸和醋酸钴等为原料,采用新方法制备了CdS和一系列p-CoO/n-CdS复合半导体光催化剂.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附-脱附和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对产物进行了表征.结果表明,p-CoO/n-CdS复合半导体中,CoO粒子紧密结合在CdS颗粒上,CdS的颗粒粒径在100 nm左右,为六方纤锌矿晶型,CoO的颗粒粒径在10 nm左右,颗粒粒径分布均匀.p-CoO/n-CdS的UV-Vis DRS分析结果表明,在400-550 nm范围内都有一强吸收带,属于CdS在可见光区的特征吸收.用光催化降解甲基橙测试了光催化性能,结果表明,p-CoO/n-CdS光催化活性是CdS光催化活性的2.2倍左右.光腐蚀测试结果表明,CdS的光腐蚀速率是p-CoO/n-CdS中CdS光腐蚀速率的2倍以上,说明CoO与CdS复合对CdS的光腐蚀具有明显的抑制作用.

纳米ZnO-TiO_2复合半导体的La^(3+)改性及其光催化活性

采用溶胶-凝胶法对纳米ZnO-TiO2复合半导体进行了La3+改性,用热重-差示扫描量热、扫描电镜、X射线衍射和拉曼光谱分析了La3+/ZnO-TiO2的晶化温度和微晶结构,并以活性艳红K-2BP为模型降解物,在固定催化剂投加量和通气量条件下考察了La3+掺杂量和煅烧温度对La3+/ZnO-TiO2光催化活性的影响.结果表明,La3+掺杂使ZnO-TiO2晶型转变温度提高,衍射峰蓝移且峰强度减弱,晶粒进一步减小.La3+掺杂量为0.5%,煅烧温度为500℃,40min时对活性艳红K-2BP的降解率为100%,表观反应速率常数k值达到了0.182min-1,为不掺La3+的ZnO-TiO2复合半导体的1.4倍.