三维柱阵列型纳米多孔硫化亚锡负极的电化学合成与储锂性能研究

本研究在铜箔基底上通过无模板恒流电沉积技术成功制备出三维柱阵列型纳米多孔铜镍集流体。采用恒压电沉积方式在该集流体表层沉积SnS纳米颗粒,形成了具有三维柱状结构的纳米多孔硫化亚锡电极。利用恒流充放电测试与XRD、SEM、EDS技术,综合评估了该负极的电化学特性、微观结构、化学元素分布及其物相成分。结果表明,所制备的纳米柱表面存在孔隙,阵列间隙均匀。在0.1 mA/cm^(2)电流密度下,该电极首次放/充电过程中分别提供了0.77/0.48 mAh/cm^(2)的面积比容量,首次库仑效率为62%。经过50周循环后,电极可逆比容量仍达0.30 mAh/cm^(2),容量保持率为62.5%。

硫化亚锡微米花在锂离子电池负极的性能研究

金属硫化物等转化合金型阳极材料因其在锂离子电池中具有相当大的理论容量而备受关注.然而,在充电/放电过程中,材料的导电性差、体积变化严重,以及有害的聚集导致电化学性能差.本文采用盐酸多巴胺包覆高温碳化策略,将硫化亚锡纳米片粒子封装在碳壳之中,碳壳适应充放电循环中硫化亚锡的体积变化和聚集,而碳壳的连通覆盖使得硫化亚锡纳米粒子导电性能大大改善.结果表明,SnS在锂离子电池中表现出相当大的容量、优异的循环稳定性和倍率性能.

溶胶-凝胶法制备硫化亚锡薄膜及其光电性能

以二水合氯化亚锡和硫脲为反应物,2-甲氧基乙醇为溶剂,单乙醇胺为稳定剂,采取溶胶-凝胶法,以玻璃片为基片制备了硫化亚锡薄膜.采用X射线衍射、霍尔效应测试、紫外光透过测试等技术表征了硫化亚锡薄膜的性质.结果表明:最后的退火温度对薄膜中硫化亚锡的含量和电子迁移率有较大的影响,退火温度越高,硫化亚锡的含量也就越多,薄膜中电子迁移率也升高;硫化锡对紫外光有很好的透过率,但随着硫化亚锡含量的增加,薄膜对紫外光的透过率逐渐降低.此外,在硫与锡的物质量之比为1.25时,硫化亚锡半导体的类型均为n型;硫化锡的导电性能差,而硫化亚锡有很好的半导体性能.

硫化亚锡有序纳米孔道阵列薄膜的制备与表征

以阳极氧化铝为模板,采用两步复型技术首次制备了一种SnS有序纳米孔道阵列薄膜.SEM和TEM测试结果显示此SnS有序多孔薄膜具有几乎均一的、紧密堆积的、直形的纳米孔道阵列结构,孔道直径约200nm,长度约1μm.EDS,XPS和XRD分析结果表明此SnS有序多孔薄膜的SnS骨架具有正交SnS的晶体结构,薄膜中锡与硫的原子比接近化学计量比1:1.

硫化亚锡敏化纳晶TiO_2膜的制备及光电性能研究

采用简单的离子交换沉积法制备了SnS敏化的纳晶TiO2光阳极。通过SEM、XRD、UV-Vis等手段对光阳极的表面形貌,晶态结构,紫外-可见吸收和散射性能进行表征。并分别以聚苯胺和铂为催化剂制备对电极,以含碘氧化还原电对和硫氧化还原电对溶液为电解质,组装SnS敏化太阳能电池,对其光电性能进行研究。通过比较不同光阳极、电解质和对电极的组合,发现用光阳极为离子交换沉积9次SnS的纳晶TiO2膜,对电极为聚苯胺不锈钢网压片膜,电解质为含硫氧化还原电对溶液组装的太阳能电池光电性能最佳,其短路电流、开路电压、填充因子和光电转换效率分别达到4.59 mA/cm2、0.547 V、0.505和1.27%。

钠离子电池硫化亚锡基负极材料的研究进展

钠离子电池(SIB)是新兴的低成本储能技术,因其在大规模储能领域中具有较好的应用前景而受到科研工作者的广泛关注。硫化亚锡(SnS)因具有理论容量高、成本相对低、环境友好等优点,而被认为是SIB负极的潜在选择。然而,SnS负极材料的导电率较差,而且在充放电过程中伴随着巨大的体积膨胀,容易造成电极材料的结构坍塌。基于SnS材料目前存在的问题,主要从结构调控、与碳材料复合和构建异质结构这3个方面对相关研究工作进行了总结,以期为SnS负极材料的发展提供有益的认识。

分级纳米硫化亚锡的合成及形貌控制

硫化亚锡由于其理想的禁带宽度、丰富的蕴藏量及无毒无害的特点,使其在太阳能转换方面的研究倍受关注。文章首先采用溶剂热的方法合成分级纳米硫化亚锡,然后通过改变硫源、反应温度、配位剂及含量、表面活性剂等实验条件合成了不同形貌的Sn S。最后以硫脲为硫源,以5m L三乙醇胺为配合剂,反应温度为200℃合成的Sn S进行了光催化性能研究,结果表明,由于其具有较大的比表面积和较小的表面缺陷,表现出较好的吸附性能和光催化性能。

硫化亚锡-碳球复合物的制备及其在亚硝酸盐检测中的应用

采用水热法制备异质结构的硫化亚锡-碳球(SnS-CSs)复合物,并使用扫描电镜和X射线衍射对其进行表征.利用循环伏安法研究SnS-CSs修饰玻碳电极对亚硝酸盐的电催化氧化性能.结果表明:SnS-CSs的电化学活性优于SnS和CSs;在最佳实验条件下, SnS-CSs/GCE电极的氧化峰电流与亚硝酸盐浓度在0.5~1 200.0μmol·L-1范围内呈线性关系,检测限为0.32μmol·L-1.该修饰电极具有良好的重现性、稳定性和抗干扰性,是一种具有广阔应用前景的亚硝酸盐电化学传感器.

硫化亚锡薄膜的可控制备及其光伏特性

由于具有较大的光学吸收系数与低廉的材料成本,硫化亚锡(SnS)在新型薄膜太阳能电池中展现出巨大的应用前景。为了实现SnS薄膜的可控制备,进而研究其光伏特性,首先,利用脉冲电沉积法在不同工艺条件下制备了一系列SnS薄膜;然后,通过X射线衍射(XRD)技术与扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的晶体结构与表面形貌进行表征,结合紫外-可见-近红外吸收光谱测试结果,研究两种不同开启脉冲电压对SnS薄膜禁带宽度的影响。同时,采用莫特-肖特基方程定量计算了SnS薄膜的导电类型与掺杂浓度。在此基础上,设计了基于Au/SnS/CdS/ITO异质结的原型光伏器件。在AM1.5标准太阳光照射下,原型器件开路电压为111 mV,短路电流密度为20.81μA/cm^2。为未来低成本、高性能的薄膜太阳能电池吸收层材料研究提供了理论基础和实验依据。

硫化亚锡应用研究进展

硫化亚锡是地球上含量十分丰富的资源,其无毒环保,应用十分广泛。简要介绍了硫化亚锡的应用情况,并对其进行了展望。

硫化亚锡合成方法的研究进展

硫化亚锡是地球上含量十分丰富的资源,具有无毒、环保的特性,应用十分广泛,合成方法也众多。就硫化亚锡的合成方法进行了简要介绍。

二氧化钛包覆硫化亚锡(TiO2@SnS)复合材料的制备及其储锂性能研究

硫化亚锡的理论容量约为1022 mAh/g,是发展高比容量锂离子电池负极材料的主要候选材料之一。但是,其导电性差,充放电过程中存在较大体积变化,降低了SnS的可逆比容量和循环寿命。本文针对SnS材料导电性差和体积变化的问题,提出二氧化钛(TiO2)包覆改性的手段,显著提高了SnS材料的循环寿命。制备的TiO2@SnS复合材料在0.1 A/g的电流密度下循环50圈后,可逆容量为285 mAh/g。

衬底温度对SnS薄膜性能的影响

采用真空蒸发法在玻璃衬底上沉积硫化亚锡(SnS)薄膜,并对不同衬底温度沉积的薄膜性能进行了探讨。对薄膜的结构、表面形貌、成份、电学特性和光学特性进行了表征。实验发现,最佳的衬底温度为150℃;制备的SnS薄膜为多晶的斜方晶系,晶粒大小约为0.5μm,Sn和S元素的化学计量比接近1,导电类型为P型,暗电导率、光电导率分别为0.01Ω-1.cm-1和0.08Ω-1.cm-1,禁带宽度为1.402eV。

气-固反应法原位制备硫锡化合物及其结构和形貌表征

利用氩气载入的二硫化碳(CS2)蒸汽作为硫源,SnO2粉末作为锡源,通过调控反应温度,分别原位制备了三种不同的硫锡化合物:SnS2、Sn2 S3和SnS.用金属Sn粉代替SnO2作为锡源,可在更低的反应温度下获得了SnS产物.利用X射线衍射(XRD)仪和扫描电子显微镜(SEM)分别对反应产物进行了显微结构的表征.本文所提出的这种利用气相与固体材料反应原位制备硫锡化合物的方法有望用于基于硫锡化合物的器件制备中,简化制备工艺.

TiO_(2)缓冲层在SnS薄膜太阳能电池中的数值仿真研究

低成本、环保的硫化亚锡(SnS),因具有较高的吸收系数与合适的禁带宽度,成为薄膜太阳能电池中很有潜力的光吸收层材料。但是目前已报道的SnS薄膜太阳能电池效率仍较低。本文对二氧化钛(TiO_(2))缓冲层在SnS薄膜太阳能电池中的应用进行数值仿真研究。首先对吸收层的厚度与掺杂浓度、缓冲层的厚度与掺杂浓度进行了讨论,优化后的光电转换效率达到15.66%。然后在此基础上仿真分析了环境温度、背接触金属功函数对电池性能的影响。由仿真结果可知,该电池效率的温度系数为-0.029%/K,当背接触功函数大于5.1 eV时,电池性能较好。这为以后研发高性能的SnS薄膜太阳能电池提供了理论指导与参考。

硫渣真空蒸馏的实验探究

采用真空蒸馏方法对硫渣进行处理，热力学计算表明：在系统压力10Pa，蒸馏温度1173K时，渣中cues与sn反应的△G值为-20343J。在系统压力5～20Pa，蒸馏温度1173K及蒸馏时间10～30min实验条件下进行真空蒸馏实验，并对产物进行x射线衍射分析及化学分析，结果表明：残留物中Cu含量提高到30％左右，挥发物中主要物质为SnS，渣中的硫化亚铜（CUES）与金属锡反应，生成硫化亚锡（SnS）与金属铜，硫化亚锡在此条件下全部挥发，金属铜富集于残留物中。上述理论及实验研究表明：硫渣中锡铜的真空蒸馏分离是可行的，且铜在冶炼过程中得到开路处理，此工艺具有流程短，操作简单，无污染，符合冶金工业清洁生产的发展需要。

MoS_(2)/SnS异质结太阳能电池的模拟研究

硫化亚锡(SnS)是一种Ⅳ-Ⅵ族层状化合物半导体材料,其禁带宽度与太阳能电池最佳带隙1.5 eV非常接近,并且在可见光范围内光的吸收系数很大(α>104 cm-1),因此SnS是一种很有应用前景的材料。本文利用太阳能电池模拟软件wxAMPS模拟了MoS_(2)/SnS异质结太阳能电池,主要研究SnS吸收层的厚度、掺杂浓度和缺陷态等因素对太阳能电池性能的影响。研究发现:SnS吸收层最佳厚度为2μm,最佳掺杂浓度为1.0×10^(15) cm^(-3);同时高斯缺陷态浓度超过1.0×10^(15) cm^(-3)时,电池各项性能参数随着浓度的增加而减小,而带尾缺陷态超过1.0×10^(19) cm^(-3)·eV-1时,电池性能才开始下降;其中界面缺陷态对太阳能电池影响比较严重,界面缺陷态浓度超过1.0×10^(12) cm^(-2)时,开路电压、短路电流、填充因子和转换效率迅速下降。另外,通过模拟获得的转换效率高达24.87%,开路电压为0.88 V,短路电流为33.4 mA/cm 2。由此可知,MoS_(2)/SnS异质结太阳能电池是一种很有发展潜力的光伏器件结构。

SnS掺杂对P3HT/PCBM体系太阳能电池光电特性的影响研究

采用连续离子层吸附反应法(SILAR)在TiO_2/FTO电极上沉积Sn S,组装结构为FTO/TiO_2/Sn S/P3HT:PCBM/Ag的多层异质结太阳能电池,结果显示:Sn S掺杂能显著提高P3HT/PCBM体系太阳能电池的光电转化性能。通过SEM观察、UV-Vis光谱、J-V曲线、Raman光谱以及射频辉光放电光谱仪(GD-OES)等手段,系统研究了不同前驱体液浓度制备的Sn S对电池的影响,发现当n(Sn^(2+)):n(S^(2-))为1:1.5时,电池的光电转化效率最高,达到0.369%,其开路电压、短路电流和填充因子分别达到0.373 V、1.92 m A/cm^2和51.2%。另外,GD-OES谱图显示前驱体溶液中Sn^(2+)/S^(2-)比例对于Sn S_x层的化学组成及沉淀量具有重要影响,从而导致复合太阳能电池光电性能的显著变化。

蛇毒结合小剂量^(99m)锝治疗癌痛的初步探讨

癌痛是癌患者最常见,且最难控制的症状,其发生率约占中晚期癌患者的60％～80％。本文利用浙江蝮蛇蛇毒,结合经硫化亚锡标记的小剂量同位素99m锝,以“中空栓剂”的形式肛门给药治疗癌痛,取得了良好的止痛效果。

花状SnS@CNTs/S复合正极材料用于高性能锂硫电池

针对锂硫电池中硫的电导率低和穿梭效应严重的问题,通过简易的一步水热法构筑了花状硫化亚锡和碳纳米管(SnS@CNTs)复合材料,将其作为硫主体。通过吸附实验和电化学测试,论证了CNTs可以提供发达的导电网络,促进离子/电子的传输,并且CNTs与SnS之间的C—S键可以高效地固定和转化多硫化物,从而抑制穿梭效应。基于此,SnS@CNTs/S电极表现出优异的锂硫电池性能,在0.1 C电流密度下的首圈放电容量能达到1314.4 mA·h·g^-1,在0.5 C电流密度下循环200圈后仍能保持594.1 mA·h·g^-1的比容量。因此,SnS@CNTs/S是一类出色的高性能锂硫电池的正极材料。