高压辅助溶胶-凝胶法制备La掺杂TiO_(2)光催化剂及其可见光降解甲基橙研究

根据溶胶-凝胶法和水热法制备TiO_(2)的优点和不足,本工作提出了一种高压辅助溶胶-凝胶法(简称HG法)可控地制备La掺杂TiO_(2)。通过该方法,可以高效制备锐钛矿相La掺杂TiO_(2),且制得样品纯度高,分散性好。通过控制La掺杂比例(0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%,质量分数,下同),可以调控TiO_(2)禁带宽度变化(3.15~2.80 eV);其中,0.20%La掺杂TiO_(2)(0.20%La-TiO_(2))的禁带宽度可达2.80 eV。甲基橙(MO)光催化降解实验结果表明,0.20%La-TiO_(2)的光催化活性优异,其在可见光照射下160 min内对MO的降解率可达92%,是本征TiO_(2)的38.30倍;·O_(2)-是驱动0.20%La-TiO_(2)光催化降解MO的主要活性物质。本工作提出的高压辅助溶胶-凝胶法可为制备高活性TiO_(2)基光催化剂提供有益的方法及条件参考。

溶胶-凝胶SiO_(2)减反膜的制备与光学性能研究

碱催化溶胶-凝胶多孔SiO_(2)减反膜具有优异的光学性能及抗激光损伤性能,是高功率激光装置中的重要组成部分,但其与光学元件之间的结合强度低,使得膜层易发生接触破坏。本研究以“神光II”高功率激光装置溶胶-凝胶多孔SiO_(2)减反膜为基础,通过提拉法在其表层涂覆致密的SiO_(2)薄层后得到机械强度提升的双层SiO_(2)减反膜(SiO_(2)-MTES),并与常用的单层氨固化SiO_(2)减反膜(SiO_(2)-HMDS)进行相关应用性能的综合比较。结果表明,涂覆SiO_(2)-MTES的熔石英在约800 nm处的峰值透过率大于99.6%,运用1-on-1激光损伤阈值测试方法测得该双层SiO_(2)减反膜的零几率激光损伤阈值为51.9 J/cm^(2)(1064 nm,9.1 ns),与涂覆SiO_(2)-HMDS的性能相当。同时,SiO_(2)-MTES膜层与水的接触角达到117.3°,且在相对湿度大于90%的高湿环境中膜层的透过率较稳定。多次擦拭实验结果表明SiO_(2)-MTES的耐摩擦机械强度明显优于SiO_(2)-HMDS,有效提升了膜层与光学元件之间的结合强度。

溶胶-凝胶法制备SiO_(2)减反射薄膜及其耐久性

目的增加太阳光在太阳能电池玻璃盖板的透过率,以期提高太阳能电池的转换效率。方法以正硅酸乙酯为原料、乙醇为溶剂、氨水为催化剂,采用碱催化溶胶-凝胶浸渍提拉法,在玻璃表面制备了SiO_(2)减反射薄膜,研究了溶胶中正硅酸乙酯与乙醇物质的量比和提拉镀膜速度对SiO_(2)薄膜光学性质的影响,分析了减反射薄膜的耐久性。结果碱性溶胶制备的SiO_(2)为非晶相,采用浸渍提拉法在玻璃表面制备的薄膜结构疏松,且存在微裂纹。采用正硅酸乙酯与乙醇物质的量比为1∶20、提拉速度为500μm/s及正硅酸乙酯与乙醇物质的量比为1∶30、提拉速度为1000μm/s制备的SiO_(2)薄膜,折射率分别为1.35和1.33,厚度分别为101.11、102.63nm,最大透过率分别高于未镀膜玻璃6.57%和6.94%,在400~1100nm波长范围内的平均透过率分别高于未镀膜玻璃5.01%和5.34%,表明该薄膜具有优异的减反射性能。玻璃表面制备SiO_(2)薄膜后,水接触角约为5°,具有超亲水性。将未镀膜玻璃及镀膜样品在实验室放置5个月后,采用正硅酸乙酯与乙醇物质的量比为1∶20、提拉速度为500μm/s及正硅酸乙酯与乙醇物质的量比为1∶30、提拉速度为1000μm/s的制备SiO_(2)薄膜的最大透过率分别高于未镀膜玻璃7.50%和6.71%,在400~1100 nm波长范围内的平均透过率分别高于未镀膜玻璃5.94%和5.59%,表明SiO_(2)薄膜的减反射性能具有较好的耐久性。结论采用碱催化溶胶-凝胶法在玻璃上制备的SiO_(2)减反射薄膜具有超亲水性及优异的减反射耐久性,在太阳能电池玻璃盖板上具有潜在的应用价值。

溶胶-凝胶法改良人工林马尾松尺寸稳定性及其机理研究

马尾松是广西地区重要的人工林资源之一,但其尺寸稳定性较差,极大地限制了其在木材工业中的使用。本研究选用基于SiO_(2)的溶胶-凝胶法对马尾松进行改良,探讨了浸渍时间对马尾松尺寸稳定性的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)揭示了溶胶-凝胶法对马尾松的改良机理。研究结果表明:经过6 h溶胶浸渍处理的改性马尾松尺寸稳定性最好,相较于未处理的马尾松,浸渍6 h的改性马尾松的浸渍率为5%,60 h吸水质量增加率由34.7%降低至28.2%,60 h吸湿体积膨胀率由16.5%降低至11.1%,72 h抗老化性能由18.02的色差值降低为11.9。溶胶-凝胶法对马尾松尺寸稳定性的改善机理体现在两个方面:其一,通过形成玻璃层状及膨胀结构可以阻挡水分的进入;其二,通过氢键及化学键的形式与细胞壁进行结合,以起到永久的润胀作用。

Bi掺杂对溶胶-凝胶法制备Cu_(2)ZnSnS_(4)薄膜性能影响的研究

Cu_(2)ZnSnS_(4)(CZTS)薄膜太阳电池因其具有较佳带隙、组成元素丰富、理论转换效率高等优点,而被广泛研究。采用溶胶-凝胶法制备了Bi掺杂的CZTS薄膜,研究了Bi掺杂量对薄膜的微观形貌、物相结构和光电性能的影响。研究结果表明,所制备的薄膜为锌黄锡矿结构的CZTS。Bi元素的掺入对薄膜形貌影响很大,晶粒尺寸先增大后减小,薄膜更致密、更均匀。随着Bi掺杂含量增加,CZTS薄膜的光学带隙呈上升趋势,光电流响应先增大后减小。当Bi掺杂浓度为1%时,CZTS薄膜综合性能最佳。

非水解溶胶-凝胶法合成Ba_(1-x)Sr_(x)TiO_(3)粉体的研究

以乙酸钡为钡源、乙酸锶为锶源、钛酸丁酯为钛源、丙三醇为溶剂,通过非水解溶胶-凝胶法合成Ba_(1-x)Sr_(x)TiO_(3)粉体。借用XRD、SEM等测试手段,系统探讨了Ba∶Sr∶Ti比对Ba_(1-x)Sr_(x)TiO_(3)粉体合成的影响,并研究了Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_(3)粉体的烧结性能。结果表明:当Ba∶Sr∶Ti比分别为0.5∶0.5∶1.2、0.6∶0.4∶1.2、0.7∶0.3∶1.3和0.8∶0.2∶1.4时,可制得Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_(3)、Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_(3)、Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_(3)、Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_(3)的纯相粉体。随着锶含量的逐渐减少,Ba_(1-x)Sr_(x)TiO_(3)的衍射峰强度是逐渐减弱的,表明锶的取代降低了Ba_(1-x)Sr_(x)TiO_(3)的结晶度。根据XRD精修结果,发现Ba_(1-x)Sr_(x)TiO_(3)粉体中随着锶含量的增多,晶格常数和晶胞体积均减少,Ba-O键和Ti-O键键长也均减少。优选添加分散剂吐温60改善了粉体的分散性,获得了一次粒径约为50 nm,D_(50)为0.366μm的钛酸锶钡超细粉体。

溶胶-凝胶法合成钛酸锌锂负极材料

以溶胶-凝胶法制备锂离子电池Li_(2)ZnTi_(3)O_(8)(LZTO)负极材料,考察退火温度和退火时间对LZTO电化学性能的影响,得到了最佳工艺条件:退火温度为700℃,退火时间为3 h。在最佳工艺条件下制备的LZTO中添加络合剂柠檬酸进行了改性。结果表明,当金属离子与柠檬酸的物质的量比为2.00∶1.50时,制备的样品LZTO-2/1.50颗粒小、分散均匀,表现出良好的电化学性能;当电流密度为0.5 A/g时,恒流充放电300次后放电比容量为203.6 mA·h/g。

溶胶-凝胶法制备钛酸钡纳米粉体

以钛酸四丁酯和乙酸钡为原料,乙醇和乙酸为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了钛酸钡纳米粉体,并通过XRD、SEM、TG-DTA分析,确定最优工艺条件为:凝胶化温度70℃,混合溶液p H值为3.0~4.0,热处理温度800℃,可获得粒径在50 nm左右的单一钙钛矿相钛酸钡粉体。

溶胶-凝胶法制备Zr-Si-Al陶瓷膜的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Al∶Zr∶Si=7∶2∶1的Zr-Si-Al三元溶胶,通过浸渍法镀膜制备了用于水处理的陶瓷平板膜。此外,采用热重分析、X射线衍射、电子显微结构分析等现代测试方法研究了溶胶、镀膜工艺对陶瓷平板膜结构与性能的影响规律,探讨了膜层与基体层的结合机理。确定样品的升温制度为3℃/min,125、214、282、540和754℃保温30 min,在最高温度850℃保温60 min。支撑体涂1层膜,膜厚度为3.08~12.32μm;涂2层膜,膜厚度为6.28~20.22μm;涂3层膜,膜厚度为6.69~26.64μm。陶瓷膜厚度和密度基本一致时,孔径增大使氧化铝陶瓷膜的水通量与孔隙率增大。随着孔径上升,1 bar压力下的水通量由53.4 Lm-2 h-1 bar-1逐渐上升至90.7 Lm-2 h-1 bar-1,孔隙率由46.7%上升至54.0%。

溶胶-凝胶法制备超级电容器纳米电极材料的研究进展

溶胶-凝胶法是一种常用的制备超级电容器纳米电极材料的方法。利用溶胶-凝胶法制备超级电容器纳米电极材料将为获得具有优异电化学性能的材料提供了重要的方法和基础。本文介绍了电容器的制备方法及优缺点,通过分析溶胶-凝胶法制备超级电容器纳米电极材料的工艺参数、影响因素与优化策略,通过探讨溶胶-凝胶法的发展历程和相关研究成果,希望可以为今后超级电容器纳米电极材料的研究提供参考。

溶胶-凝胶法制备太阳能光热转换膜玻璃

将光热转换材料与玻璃结合起来制作成太阳能光热转换膜玻璃,可以提高玻璃对太阳能的吸收率。用溶胶-凝胶法将纳米光热转换材料Cu7S4制备成复合涂料,在玻璃上形成一层具有光热转换功能的复合涂层。通过进行试验测试,制备得到的太阳能光热转换膜玻璃在保证透过率的前提下,涂层均匀、稳定性良好,与玻璃结合力强,具有良好的升温效果。

金属离子掺杂氧化钛的溶胶-凝胶法制备及其高效光催化染料降解应用

水污染问题一直是我们生活中的一大难题。光催化降解水中的有机污染物是一种绿色环保且节约有效的处理方法。氧化钛(TiO_(2))是最受欢迎的光催化剂之一,具有高氧化能力和优异的稳定性。为了打破宽带隙对光吸附的限制,我们通过溶胶-凝胶法合成了金属离子掺杂的TiO_(2)。掺杂的TiO_(2)在光催化降解亚甲蓝中表现出优异的催化活性与稳定性。在所制备的一系列材料中,V/TiO_(2)和Mo/TiO_(2)对亚甲基蓝的光降解性能最为优异。通过对催化机制的进一步研究,发现V/TiO_(2)和Mo/TiO_(2)的带隙减小,对可见光的响应程度增强。此外,有效光生载流子的产生有助于自由基的生成,进而实现亚甲基蓝的氧化分解。

Co与Cu掺杂ZnO磁性薄膜的溶胶-凝胶旋涂法制备

用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了Co,Cu单掺杂及(Co,Cu)共掺杂ZnO薄膜。磁性测量表明,无论是单掺还是共掺的ZnO薄膜都具有室温铁磁性,且Co掺杂和共掺杂ZnO薄膜的磁性相近,而Cu单掺ZnO薄膜磁性稍弱一点。用原子力显微镜和X射线衍射研究了Co,Cu掺杂对ZnO薄膜表面形貌和晶体结构的影响,在薄膜中没有发现第二相和磁性团簇的存在,且所有ZnO薄膜样品都存在(002)择优取向。室温光致发光测量在所有的样品中都观察到447和482nm附近的蓝光发射,认为是由于氧空位浅施主能级上的电子到价带上的跃迁所导致的。

溶胶-凝胶法制备Co,Cu共掺杂ZnO薄膜结构及光学特性

采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备了纯ZnO薄膜和高浓度Cu掺杂的Co,Cu共掺ZnO(Zn0.90CoxCu0.1-xO,x=0.01,0.03,0.05)薄膜。扫描电镜观察到无论是纯ZnO还是掺杂ZnO薄膜表面都有均匀分布的颗粒,但是在Cu含量较高时均匀性更好。X射线衍射揭示所有样品都具有纤锌矿结构,但是Cu掺杂量的增加使晶格常数略有减小,而晶粒尺寸却略有增大。XPS测试结果表明样品中Co离子的价态为+2价和+3价,Cu离子的价态为+2价和+1价共存。室温光致发光测量在所有样品中均观察到较强的紫外发光峰、蓝光双峰和较弱的绿光发光峰。

Li-Cu共掺杂ZnO纳米薄膜的溶胶凝胶法制备

采用溶胶-凝胶法,通过调整氯化锂和氯化铜的摩尔比在不同基片上制备了不同Li-Cu共掺杂浓度的ZnO薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见光分光光度计和伏安特性测试等表征了薄膜的结晶状况、表面形貌及光电特性。结果表明:所得Li-Cu共掺杂ZnO薄膜为六角纤锌矿多晶结构,有CuO杂质相生成。随Li和Cu摩尔比增加,共掺杂ZnO薄膜结晶度增强,晶粒长大,样品表面不平整度增加。CuO颗粒的出现,使得共掺杂ZnO薄膜透射率降低,透光性较差。Li与Cu摩尔比为1:1时,共掺杂ZnO薄膜的综合导电性最好。

掺杂CuCl钠硼硅玻璃的溶胶-凝胶方法制备及非线性光学性质

采用sol-gel方法以Na2O-B2O3-SiO2系统玻璃为基体,采用不同浓度的盐酸溶液为CuCl的先驱体溶剂,在500-600℃的温度范围内烧成了掺杂CuCl的钠硼硅玻璃,详细地研究了氯化亚铜的浓度及其先驱体溶剂对溶胶-凝胶及玻璃性质的影响,讨论了CuCl在钠硼硅干胶中的生成机制,研究了烧结条件对干胶转变成玻璃性质的影响,并研究了这种材料的光学性质,首次报道了掺杂CuCl的Na2O-B2O3-SiO2系统玻璃在1.33μm处的三阶非线性折射率,n2=3.3×10-20m2/W.

溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料研究进展

随着社会的迅速发展,能源短缺和环境恶化两大问题严重制约了全球社会文明发展以及经济发展。锂离子电池具有能量密度高、自放电率小、无记忆效应、循环性能好等诸多优点,广泛应用于各种电子设备、新能源汽车、储能系统等领域。锂离子电池的正极材料直接决定了电池的性能,研究正极材料的制备方法至关重要。综述了溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料的研究进展以及溶胶-凝胶法改性正极材料的制备,并对溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料未来的研究方向进行展望。

溶胶-凝胶法制备Ni掺杂CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的显微组织及电性能(英文)

采用溶胶凝胶法制备掺杂不同含量NiO(CaCu3NixTi4O12+x,x=0, 0.1, 0.2, 0.3)的CCTO陶瓷,通过扫描电镜和 X 射线衍射对其显微组织和相成分进行了分析,并研究了NiO掺杂对CCTO介电和压敏性能的影响。研究结果表明:Ni对CCTO陶瓷的相位成分没有影响,与用传统固相法制得的样品相比,用溶胶-凝胶法制成的样品具有更小的晶粒尺寸。从介电测量结果来看,当 x=0.2 时,样品具有最高的介电常数和最低的介电损耗。当x=0.3时,得到最低的漏电流,最小值为 0.295,同时,具有最高的阀值电压与非线性系数,最大值分别为1326V/mm和3.1。

溶胶-凝胶法制备稀土Lu掺杂TiO_(2)薄膜的附着性能及在自然光条件下的光催化性能

利用Materials Studio分析了Lu掺杂TiO_(2)的光学性质;设计正交试验采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备稀土元素Lu掺杂TiO_(2)薄膜,引入计算机图形方法分析了影响薄膜附着性能的工艺因素及规律,分析了薄膜在自然光条件下降解甲基橙的效果.结果表明:与纯TiO_(2)相比,Lu掺杂TiO_(2)的禁带宽度降低了0.18eV;pH值是影响薄膜与玻璃基体附着性能的主要工艺参数,随着pH的减小,薄膜附着性能开始增加;在650~800nm波长范围内,Lu掺杂TiO_(2)后,薄膜开始出现光的吸收现象,在400~650nm波长范围内光的吸收强度提高了40%~90%;在自然光条件下,在经过180h的自然光照后,Lu掺杂TiO_(2)薄膜对甲基橙溶液的降解率达55%.

电沉积辅助溶胶-凝胶法制备V_(2)O_(5)薄膜及其性能研究

采用电沉积辅助溶胶-凝胶法在FTO导电玻璃基片上制备了V_(2)O_(5)薄膜,研究了前驱体浓度对V_(2)O_(5)薄膜结构、形貌及光学性能的影响。XRD和XPS结果显示,制备的薄膜均为V_(2)O_(5)薄膜,XRD图谱中的衍射峰较为尖锐,薄膜具有良好的结晶性;图谱中未出现其他杂质峰,V_(2)O_(5)薄膜纯度较高。SEM形貌结果表明,V_(2)O_(5)薄膜表面均匀致密,主要由紧密排列的小颗粒组成。UV/VIS/NIR测试结果表明,前驱体浓度对薄膜透射率影响较大,前驱体浓度1∶100时V_(2)O_(5)膜透射率最佳,可达80.18%。红外光谱测试结果表明,相变前后V_(2)O_(5)薄膜的红外透过率由低温半导体态时的89.5%降至高温金属态时的20.5%。