太阳光TiO_2多孔纳米薄膜光催化降解有机磷农药的研究

锐钛矿型 Ti O2 多孔纳米薄膜可以从含聚乙二醇的钛醇盐溶胶前驱体中通过浸渍提拉法制备 ;涂层的形貌如孔的大小和孔的分布可以通过聚乙二醇的加入量来控制 ,当聚乙二醇的加入量为 0— 2 .0 g时 ,孔径大小在 0— 40 0 nm范围内变化。可见光透过光谱分析表明 :随着 Ti O2 薄膜中孔径增大 ,光的散射增强 ,透光率减小 ,该 Ti O2 镀膜玻璃对于紫外线具有吸收作用。有机磷农药水溶液的太阳光催化降解实验表明 :在 Ti O2 薄膜中引入气孔增强了光催化活性 ,孔的大小和薄膜厚度对光解率有显著的影响。当孔径大小为 1 0 0— 2 0 0 nm,镀膜次数为 1 0— 1 5次时 ,Ti O2 薄膜显示光催化效率高。

磁控溅射制备ZnO/p-Si多孔纳米薄膜异质结及其室温气敏特性

采用磁控溅射和二维胶体模板相结合的方法,溅射气压为2.5 Pa时,在p-Si衬底上制备了40 nm厚的ZnO多孔纳米薄膜。同时采用磁控溅射方法,在p-Si衬底上制备了同样厚度的ZnO纳米薄膜。两种薄膜均与p-Si衬底形成异质结。采用扫描电子显微镜(SEM)和转靶X射线衍射仪(XRD)对两种薄膜的微观形貌和晶体结构进行了表征。采用4200-SCS气敏测试系统分析了两种薄膜异质结的I-V特性和室温气敏特性。结果表明,ZnO多孔纳米薄膜异质结的气敏性能优于ZnO纳米薄膜,在16000 ppm的丙酮(C_(3)H_(6)O)气体中,ZnO多孔纳米薄膜异质结的灵敏度最高可达11.5。该多孔纳米薄膜异质结气敏性能的提升归因于其比表面积的提升。

Fe^(3+)/TiO_2多孔纳米薄膜的制备与光催化活性的研究

本研究采用溶胶 凝胶法制备含铁离子的二氧化钛多孔纳米薄膜,并将其作为光催化剂,光降解反应结果表明,含铁二氧化钛复合纳米薄膜的光催化活性明显提高.光电化学研究表明,铁离子可以形成电荷陷阱,促进空穴的界面传递反应,从而提高了光催化活性.

溶胶凝胶法制备TiO_2多孔纳米薄膜

用溶胶凝胶法在普通载玻片上成功地制得 Ti O2 多孔纳米薄膜。研究了 Sol- Gel工艺参数和不同烧结温度对材料结构和物相的影响。结果表明 :Ti O2 在室温至 80 0℃之间经历无定形态→锐钛矿→锐钛矿与金红石共存→金红石的相变过程 ,制备出了孔径范围 75～ 80 0 nm的 Ti O2

TiO_2纳米多孔薄膜结构与光电化学性能相关性的研究

采用二步电压氧化法制备了两组孔径及孔密度不同的TiO_2纳米多孔薄膜,利用电化学测试方法对制备出的TiO_2纳米多孔薄膜的开路电位-时间曲线、交流阻抗谱图以及计时电流曲线进行了测试,研究了多孔薄膜材料的孔径及孔密度对材料光电化学性能以及比表面积的影响。结果表明,制备出的具有不同孔径和孔密度的试片在光照情况下的电化学反应电阻均明显下降,相关电化学反应更容易发生;增大薄膜材料的比表面积有利于提高其光电性能,性能最佳的薄膜材料的孔径为103 nm,孔密度为10×10~8个/cm^2。

多孔纳米二氧化钛薄膜的制备及其光催化活性

本文采用溶胶凝胶法在普通玻璃基片上成功制备了多孔纳米二氧化钛薄膜。用扫描电镜对薄膜的表面形貌进行了表征,同时利用XRD谱图对其晶型结构进行分析,结果表明,加水量、升温速度等因素对薄膜的质量都有影响。光催化实验表明：多孔纳米二氧化钛薄膜的催化效果最好,120min内甲基橙降解率可达到98%。

三甲基氯硅烷对纳米多孔二氧化硅薄膜的修饰

以正硅酸乙酯为先驱体,采用溶胶-凝胶法,结合旋转涂胶、超临界干燥工艺在硅片上制备了纳米多孔SiO2薄膜.用三甲基氯硅烷(TMCS)对该SiO2薄膜进行了表面修饰,采用FTIR、TG-DTA、AFM和椭偏仪等方法研究了TMCS修饰前后薄膜的结构、形貌、厚度与介电常数等性能.超临界干燥后的SiO2薄膜含有Si-O-Si与Si-OR结构,呈疏水性.在空气中250℃以上热处理后SiO2薄膜因含有Si-OH而呈吸水性.TMCS修饰后的SiO2薄膜在温度不高于450℃时可保持其疏水性和多孔结构.SiO2薄膜经TMCS修饰后基本粒子和孔隙尺寸增大,孔隙率提高,介电常数可降低至2.5以下.

超低介电常数纳米多孔SiO_2薄膜制备技术进展

纳米多孔SiO_2薄膜具有超低的介电常数,作为绝缘介质在超大规模集成电路互连系统有着巨大的应用潜力。文中概述了纳米多孔SiO_2薄膜的孔隙度与介电常数的关系,指出所有模型均位于串联和并联模型之间,介电常数均随孔隙度的增加而下降。说明了多孔siO_2薄膜按孔隙度不同主要分气凝胶和干凝胶两类。介绍了从溶液前驱物中合成的原理,给出了制备纳米多孔SiO_2薄膜的一般流程。详细总结了用气凝胶/干凝胶法和模板法制备纳米多孔SiO_2薄膜的技术进展。探讨了旋转涂覆制备多孔SiO_2薄膜的弱点及改进办法,指明了超低介电常数纳米多孔SiO_2薄膜制备技术的发展方向。

多孔TiO_2纳米薄膜的制备及PEG对其表面形貌的影响

用溶胶-凝胶法制备了多孔TiO_2纳米薄膜修饰的镍基电极。用STM观察了TiO_2纳米薄膜的表面形貌。由STM知,随烧结温度升高和PEG(聚乙二醇)含量增加,TiO_2纳米薄膜表面孔穴的数量增加,孔径增大。

纳米多孔TiO_2薄膜的合成及其光电化学性能

采用溶胶-凝胶、水热合成、旋转涂覆等方法制备了纳米多孔TiO2薄膜。以扫描电镜、X射线衍射等手段,分析了不同纳米多孔TiO2薄膜的结构。通过比较不同薄膜制作的染料敏化太阳能电池性能,寻求不同方法所制备薄膜对DSC性能的影响因素。实验结果表明,旋转涂覆法所制备的染料敏化太阳能电池具有较高的光电化学性能,在50mW/cm2的模拟光照下(AM1.5)开路电压为0.696V,短路电流为6.19mA/cm2,填充因子为0.584。

纳米多孔金薄膜的表面等离子体共振传感特性

对淀积在玻璃衬底上厚度约60nm的金银合金溅射薄膜进行硝酸腐蚀脱银处理,得到纳米多孔金薄膜.利用自建的波长检测型表面等离子体共振(SPR)传感装置研究了腐蚀时间对纳米多孔金薄膜SPR特性的影响,结果发现纳米多孔金薄膜与水溶液接触后在400-900nm光谱范围内不具有SPR效应,而当薄膜置于空气中时会产生明显的传播等离子体共振吸收峰,其共振波长随腐蚀时间增加逐渐红移.纳米多孔金薄膜在空气气氛中的SPR效应使其能够用于原位监测气相分子在孔内的吸附,还可对在液相中吸附的生化分子进行离位测试.本文对L-谷胱甘肽、L-半胱氨酸、2-氨基乙硫醇三种含巯基的生化小分子在纳米多孔金薄膜内的吸附进行了离位分析,结果表明与传统的致密金薄膜SPR芯片比较,纳米多孔金薄膜对这些分子显示出更高的灵敏度和更低的检测下限,这归功于多孔金的大比表面积使其能够吸附大量的生化小分子.实验还对乙醇蒸气在纳米多孔金薄膜内的吸附进行了原位监测,发现吸附平衡所用时间较长,约为160min.

TiO_2纳米多孔薄膜漏模光波导共振传感器研究小分子的光谱灵敏度

在玻璃基片上溅射约50nm厚的金膜,在掺有P123聚合物的TiO2胶体溶液中浸渍提拉基片,经高温热处理后获得厚度约为210nm的TiO2纳米多孔薄膜。以此双层膜为漏模光波导芯片,并结合卤钨灯光源、CCD光谱仪、棱镜耦合器以及流动测试槽构建了基于Kretschmann结构的光谱测量式漏模光波导共振传感器。以非吸附型蔗糖水溶液为折射率液体,测试了传感器的折射率灵敏度。结果表明,在给定溶液折射率范围(1.3330～1.3557)内,漏模光波导共振波长随着折射率的升高而线形增大。以离子型表面活性剂和溴百里酚蓝为小分子吸附质,考察了传感器对小分子吸附的响应特性。结果表明,与只有一层金膜的SPR传感器相比,多孔薄膜漏模传感器对小分子吸附质的灵敏度大幅提高,这由于小分子在TiO2多孔薄膜导波层内的大量吸附。

实验条件对纳米多孔二氧化硅薄膜性能的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)为先驱体,采用酸/碱两步溶胶—凝胶法,结合旋转涂胶和超临界干燥等工艺在硅片上制备了SiO2薄膜。XRD和AFM表明该SiO2薄膜为无定形态,具有多孔网络结构,表面均匀、平整,其SiO2粒子和孔隙的直径为30～40nm。利用椭偏仪测量了薄膜的厚度和折射率,薄膜的厚度为300～1100nm,折射率为1.13～1.23,孔隙率为50%～70%,介电常数为1.9～2.4。SiO2薄膜的厚度随溶剂异丙醇(IPA)用量的减少、催化剂NH4OH用量的增加、SiO2溶胶粘度的增大和旋转涂胶速度的降低而增大;介电常数随NH4OH用量和SiO2溶胶粘度的增加而降低,IPA用量和旋转速度对SiO2薄膜的介电常数影响较小。

纳米多孔SiO_2功能薄膜制备方法的研究进展

纳米多孔SiO2薄膜的各种优异性能,使其在众多领域中占有极大的应用潜力。对一些新的制备纳米多孔SiO2薄膜的方法如自组装法、酸碱两步催化法、微波合成法进行了概括和总结,并分析了其原理、方法和特点。

掺杂TiO_2的纳米多孔SiO_2薄膜的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法、分子模板法及旋转涂覆法在硅衬底上制备掺杂TiO_2的SiO_2薄膜,并采用差热分析(DSC-TGA)、红外吸收光谱(FTIR)、X射线衍射、小角衍射(SAXS)、原子力显微镜(AFM)、台阶仪(Atomic-Profiler)以及纸擦拭法(paper-wiping method)和胶带剥离法(adhesive tpe-stripping method)对薄膜的性能进行了分析与表征,结果表明,薄膜的最佳热处理温度为400℃,所制备的掺杂TiO_2的SiO_2薄膜为多孔结构的无定形态,具有较好的机械性能,平均孔径随着膜层的增加而减小,一层膜和两层膜的平均孔径分别为87.4nm和62.8nm,厚度分别为538.7 nm和1032.3nm。

纳米多孔金薄膜显微结构分析

采用亚硫酸金钠为主盐,在阳极氧化铝模板上进行了化学镀和电镀金实验研究。通过扫描电子显微镜和X射线衍射分析测试表明:采用以上两种方法均能制备出纳米多孔金薄膜。两种方法制备的多孔金薄膜微观结构存在较大的差异。化学镀制备的多孔金薄膜微观上是枝晶状的,电镀制备的多孔金薄膜微观上由纳米线构成。

疏水型纳米多孔SiO_2薄膜的制备与性能表征

采用TMCS对超临界干燥后的纳米多孔SiO2薄膜进行疏水处理,利用FTIR、SEM、椭偏仪和LCR测量仪等对薄膜的性能进行表征。研究表明:TMCS修饰后薄膜呈疏水性;薄膜的厚度有所降低,但孔隙率无明显变化;薄膜的实测介电常数值接近理论计算值,为2.0～2.3,且随时间无显著增大。

以碳纳米管为支撑电沉积制备高电活性与电催化性能的六氰合铁酸钴纳米多孔薄膜

以碳纳米管(MWNTs)修饰的碳糊电极为基底电极,通过电沉积方法制备了六氰合铁酸钴(CoHCF)纳米多孔生物传感平台。考察了MWNTs对CoHCF沉积的影响,优化了CoHCF沉积的各种实验条件(0.5mol/L KCl,1 mmol/L CoCl2和0.9 mmol/L K3Fe(CN)6混合溶液,在循环伏安电压范围0～1.1 V内扫20圈,扫速100 mV/s),借助循环伏安法、交流阻抗法和扫描电镜法对修饰电极进行了表征。由于MWNTs的支撑作用,电沉积得到的CoHCF呈现出多孔结构和良好的电化学稳定性。具有纳米多孔结构的MWNTs-CoHCF薄膜能有效地促进生物小分子在电极上的电子交换,维生素B2在纳米多孔CoHCF/MWNTs上具有优异的氧化还原行为,其测定线性范围为1.2×10-7～2.6×10-7mol/L,检出限为8.9×10-8mol/L。

鼓膜法测定纳米多孔氧化铝薄膜的弹性模量

本文的多孔氧化铝薄膜含有直径均一、互相平行且与表面垂直的有序纳米孔阵列。它有广阔的应用前景。多孔氧化铝膜与氧化铝陶瓷材料的宏观力学性能有很大的区别。本文用鼓膜法结合实时电子散斑干涉(ESPI)技术,测量薄膜压力与离面位移的关系,再用周边固支平板小挠度模型计算出多孔氧化铝薄膜的宏观弹性模量。本实验中厚76微米的多孔氧化铝薄膜的宏观弹性模量为32.5GPa,比热压氧化铝陶瓷的弹性模量几乎小一个数量级,主要是由于晶相和细观结构不同造成的。这种方法较适合测量此类结构薄膜的力学性能。

低介电常数纳米多孔氧化硅薄膜的研究进展

纳米二氧化硅(NPS)薄膜是新型微波大功率器件和超大规模集成电路(ULSI)互连系统的最佳候选绝缘介质之一,有着广泛的应用前景。介绍了NPS薄膜的制备工艺,综述了NPS薄膜的国内外研究进展及其检测方法,并探讨了NPS薄膜材料的弱点以及今后应进一步研究的若干问题。