水热-烧结法制备Cr^(2+):ZnSe/ZnSe核壳结构纳米孪晶

Cr^(2+)掺杂ZnSe纳米晶是一种重要的中红外材料,核壳结构的ZnSe基半导体纳米晶表现出优异的光学、电学与催化性能。纳米晶的缺陷可以影响其性能,如具有孪晶结构的纳米晶拥有更高的强度和硬度。为了提高掺杂纳米晶的综合性能,本工作以可溶性Zn盐为Zn源,以新制NaHSe溶液为Se源,以Cr(AC)_(2)为掺杂源,通过两次水热过程制备了核壳结构Cr^(2+):ZnSe/ZnSe,在氩气保护或高真空下分别于400和800℃烧结获得了室温下化学性质稳定的纳米晶。结构和形貌表征结果显示,纳米晶尺寸主要集中在20~30 nm之间,壳体厚度约为2.6 nm,纳米晶具有层错缺陷,并由此发展成为孪晶。分析可知孪晶面为(111),相邻两晶面夹角为70.02°,误差在±0.5°以内。随着样品结晶度提高,孪晶密度增大,表明释放晶格畸变能为层错和孪晶的形成提供驱动力,孪晶的形核与长大符合位错诱导机制。XPS分析表明,Cr元素以+2价存在于纳米晶中;反射光谱测试结果分析发现,烧结的纳米晶在1775 nm附近存在吸收带,表明所制纳米孪晶具有潜在的中红外发光性能。

MoS_(2)纳米片功能化PAN锂金属电池隔膜的制备及锂枝晶抑制作用

引导锂离子流的均匀分布可以有效抑制锂枝晶的形成-生长,推动锂金属电池的产业化应用.本文采用化学插层法制备出单层或少层、结构完整的MoS_(2)纳米片,将二维MoS_(2)纳米片喷涂到静电纺聚丙烯腈(PAN)纤维膜上,制得MoS_(2)@PAN复合隔膜.MoS_(2)涂层的引入不仅提高了离子电导率(1.02 mS/cm)、Li+迁移数(0.59)和电解液亲和性,而且降低了复合隔膜的孔径,使其孔径分布均一.这些特性协同作用,调控了通过MoS_(2)@PAN复合隔膜的Li+流分布,促进了Li+在锂金属表面的均匀沉积,抑制了锂枝晶的形成-生长.因此,MoS_(2)@PAN复合隔膜组装的Li/Li电池在1 mA/cm^(2)电流密度下以14 mV的超低过电位可稳定循环长达500 h,循环后的锂金属表面没有明显的枝晶生长.此外,MoS_(2)@PAN复合隔膜组装的LiFePO_(4)/Li电池在2C倍率下循环550次后保持92%的初始容量,表现出更稳定的循环性能.通过隔膜调节Li+通量实现了锂的均匀沉积,为抑制锂枝晶的形成-生长提供了一种可行的策略.

CdBr_(2)后处理制备带隙可调的Mn∶CsPbX_(3)钙钛矿纳米晶及其发光性质

铅卤钙钛矿(APbX_(3),A=Cs、MA、FA,X=Cl、Br、I)纳米晶(NC)因其卓越的光电性质受到广泛关注,但Mn的4T1-6A1能级与带边能级不易匹配,制备高质量Mn掺杂钙钛矿晶体仍然存在困难。通过CdBr_(2)后处理技术,在室温下获得了光学带隙可调的Mn∶CsPbX_(3)(X=Cl、Br)纳米晶。通过B位金属和阴离子共掺杂法,实现稳定高效的Mn红光发射。将痕量CdBr_(2)后处理液逐滴加入Mn∶CsPbCl_(3)纳米晶原液中,可以将带边激子发光波长从405 nm调控到475 nm,Mn发光寿命呈单指数衰减,获得的纳米晶量子产率最高达97%。卤素离子交换影响了Mn周围晶体场环境,导致Mn发光寿命变短。通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)进行形貌结构分析,发现CdBr_(2)处理前后钙钛矿纳米晶立方形状没有明显变化,XRD衍射峰位保持不变,表明成功实现了金属离子和卤素离子的共交换。此外,通过变温动力学研究发现,这种发光增强源于Cd离子掺杂减少了纳米晶的非辐射缺陷态,增强了激子到Mn的能量传递。这种后处理的B位阳离子掺杂技术可能成为提高钙钛矿晶体量子产率的普适方法。

超声场中电沉积制备纳米晶Ni-SiO_2

于恒定功率超声场中,采用优选的电沉积工艺参数,制备出纳米晶Ni-SiO2复合层。借助显微硬度计和质量损失法测定复合层的性能。结果表明,显微硬度和耐酸性均较常规Ni-SiO2复合层提高,但受阴极电流密度影响明显。随阴极电流密度增加（2~14 A/dm2）,显微硬度近似呈线性增大趋势,最高达461.3 HV,耐酸性先改善后削弱,在10%HCl溶液中的腐蚀速度从0.008 8 mg/mm2.d减至0.007 1 mg/mm2.d后增至0.009 3 mg/mm2.d,在10%H2SO4溶液中的腐蚀速度从0.008 1 mg/mm2.d减至0.006 6 mg/mm2.d后增至0.008 2 mg/mm2.d。

混合反溶剂法制备CsCu_(2)I_(3)纳米晶薄膜及其发光器件应用

近年来,新兴的三元铜基卤化物(CsCu_(2)I_(3))材料由于具有高荧光量子产率、环保无毒、环境稳定、成本低廉等诸多优点,在环保型发光二极管(LED)中的应用备受瞩目。然而,由于难以控制的结晶动力学,制备高质量的CsCu_(2)I_(3)发光层薄膜仍是一个巨大的挑战,这限制了LED器件性能的进一步提升。本文通过使用甲苯与甲醇混合溶剂作为反溶剂来增强反溶剂的钉扎效应,增加CsCu_(2)I_(3)晶体的成核密度,降低薄膜的晶粒尺寸,进而形成了光滑、致密的CsCu_(2)I_(3)纳米晶薄膜。此外,混合反溶剂策略可以有效增强辐射复合效率,显著提高Cs-Cu_(2)I_(3)薄膜的发光性能,相比对照样品(只使用甲苯),混合反溶剂法所制备薄膜的荧光量子产率(PLQY)增加了1.5倍,激子束缚能从~201.6 meV提高至~234.5 meV。最终,相比对照器件,基于混合反溶剂策略的CsCu_(2)I_(3)基LED的最大亮度和最高外量子效率分别提高了5.5倍和1.6倍。本工作的研究结果不仅有助于加深对CsCu_(2)I_(3)薄膜制备过程中结晶规律的理解,而且有助于进一步推动基于CsCu_(2)I_(3)环境友好型LED器件性能的提升。

硫氮共掺杂的片状镶嵌立方中空TiO_(2)纳米晶的制备及其可见光催化性能

采用醇热法合成了具有不同掺杂能级的S/N共掺杂的片状镶嵌立方中空TiO_(2)纳米晶(SN-CHT),以提高其在可见光下的光催化活性.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见光漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致发光(PL)、莫特-肖特基和RhB降解实验,研究了所制备样品的形态、光学和光催化性能.结果表明:甲硫氨酸含量为0.25 g的SN-CHT样品表现出最优异的光催化活性,是纯立方中空TiO_(2)纳米晶的3.17倍.RhB的可见光降解率在90 min后可以达到99.9%,其一阶动力学常数为0.86×10^(-2) min^(-1).其可见光催化活性主要归因于引入硫和氮元素后形成的新的掺杂能级和变窄TiO_(2)的带隙促进了光生电子-空穴对的分离,这在莫特-肖特基图和Tauc图中得到了证实.故用S/N元素共同修饰立方体空心TiO_(2)纳米晶是一种能提高光催化性能的有前景的方法.

CdCl_(2)后处理的Mn掺杂钙钛矿纳米晶光学性能及其白光LED

Mn^(2+)离子掺杂全无机钙钛矿(Mn^(2+)∶CsPbX_(3),X=Cl,Br)纳米晶(NCs)具有宽发射带、长斯托克斯位移和高量子产率等优势,在固态照明、光电探测和成像等领域有广阔应用前景。然而,目前Mn^(2+)掺杂的钙钛矿晶体量子产率很难超过70%,如何改善发光效率,同时调控Mn离子发射中心成为构建高质量白光LED的关键。文章通过CdCl_(2)后处理技术,进行室温下阳离子交换,获得了高效发光的Cd^(2+)和Mn^(2+)共掺杂的CsPbCl_(3)纳米晶。Mn的发射波长可以从604 nm连续调控到624 nm,实现稳定的红光发射。Cd离子掺杂改善了Mn-Cl八面体的晶体场环境,使Mn衰减寿命提高到1.32 ms。此外,通过绿色CsPbBr_(3)纳米晶和蓝-橙双色Mn∶CsPb(ClBr)_(3)纳米晶构建了高显色指数的暖白光发光二极管(WLED),其流明效率达60 lm/W,显色指数超过85。

Cu_(2)O微/纳米晶可控制备及其光催化性能

常温下,以水合肼(N_(2)H_(4)·H_(2)O)为还原剂,CuSO4·5H_(2)O为铜源,采用液相还原法成功制备出了两种形态氧化亚铜(Cu_(2)O)微/纳米晶。研究结果表明,当水合肼用量为0.25-1.5mL,反应时间为10-15min时,可获得质量较高的Cu_(2)O微纳米线,其平均直径约为60nm,长度可达十几μm。当其它实验条件(Cu^(2+)浓度、NaOH浓度和水合肼用量)不变,反应时间延长至30min以内可获得Cu_(2)O八面体微晶。光催化实验结果进一步表明,Cu_(2)O微纳米线的可见光催化性能优于Cu_(2)O八面体微晶,其降解率可达98%。该制备方法操作简单、效率高,可用于宏量合成Cu_(2)O纳米材料。

808 nm/980 nm近红外光激发下CaSc_(2)O_(4):Er,Nd纳米晶的上转换发光特性

通过水热法合成了一系列CaSc_(2)O_(4):Er^(3+),Nd^(3+)纳米晶。随着Nd^(3+)浓度和激发波长的变化,详细研究了CaSc_(2)O_(4):Er^(3+),Nd^(3+)氧化物在可见光和近红外(NIR)区域的发光特性。在808 nm激发下,Er^(3+)离子的发光强度随着Nd^(3+)离子浓度的增加出现增强。相对的红色强度也有轻微的增强。在980 nm激发下,Nd^(3+)离子几乎不吸收980 nm的光子,只有Er^(3+)离子的吸收和发射被发现。相对的红色强度没有变化。此外,在近红外光谱中,只观察到Er^(3+)离子的发射,这与可见光光谱一致。详细的研究揭示了新型CaSc_(2)O_(4):Er^(3+),Nd^(3+)纳米晶在808 nm和980 nm近红外激发下的上转换发光(UCL)机制。

基于Eu/Tb/SnO_(2)纳米晶体共掺杂二氧化硅玻璃的三激活剂光致发光自参考光学温度测量

自参考光学温度计在快速响应和高精度方面显示出竞争优势,因为可以规避一些不可避免的外部因素,如浓度变化、激发波动和检测器损耗。本文报道了Eu/Tb/SnO_(2)纳米晶体共掺杂二氧化硅玻璃的三激活剂光致发光。基于Eu^(3+)(^(5)D_(0)‐7F2跃迁,620 nm)/Eu^(2+)(4f65d‐8S7/2跃迁,434 nm)和Eu^(3+)(^(5)D_(0)‐7F2跃迁,620 nm)/Tb^(3+)(5D4‐7F5跃迁,542 nm)的非热耦合能级的温度依赖性荧光强度比可用于298~773 K宽范围内的自参考温度探测。在773 K时,最大相对热灵敏度Sr可达2.3%·K^(-1),高于大多数Eu/Tb共掺杂材料。这项工作将为三重激活剂的自参考光学温度测量提供一种新的Eu/Tb共掺杂材料。

BaSO_(4)修饰N3敏化纳米晶TiO_(2)电极的光电性能研究

采用一种简便方法制备了BaSO_(4)修饰N3敏化纳米晶TiO_(2)电极,研究了BaSO_(4)修饰层厚度对电极电化学的影响及BaSO_(4)修饰N3敏化纳米晶TiO_(2)电极的光电化学性能。用光谱电化学研究了BaSO_(4)修饰层对N3敏化纳米晶TiO_(2)电极平带电势的影响。实验结果表明,用BaSO_(4)修饰过的电极与未修饰的电极比较,Efb基本没有变化,用BaSO_(4)修饰后,电极的陷阱态浓度减小。二层BaSO_(4)修饰层的N3敏化纳米晶TiO_(2)太阳能电池在100 mW/cm 2白光照射下的光电转化效率最高(7.40%)。

晶种法制备3D-TNAs@NH2-MIL-125复合电极及其光电催化性能研究

以钛丝网为基底制备三维二氧化钛纳米管阵列电极(3D-TNAs),之后通过晶种滴加法将NH2-MIL-125与三维二氧化钛纳米管阵列复合,制备3D-TNAs@NH2-MIL-125复合电极材料。通过调节晶种时间,研究不同制备时间对复合电极表面形貌、物理化学性质及光电化学性能的影响。结果表明,通过晶种滴加法合成的3D-TNAs@NH2-MIL-125复合电极具有优异的光电化学性能,其中晶种时间为6 h的复合电极综合性能最好,在模拟太阳光及0.7 V外加偏压的条件下,反应时间为150 min时对亚甲基蓝的降解率可达97.8%。

Yb_2O_3纳米晶的制备及其若干性质的研究

用溶胶 -凝胶法制备了不同粒径的 Yb2 O3纳米晶。XRD分析表明 :所合成的 Yb2 O3纳米晶属于立方晶系 ,空间群为 Ia3。TEM分析表明 :所合成的 Yb2 O3粒子基本呈球形。计算表明 :Yb2 O3的平均晶粒度随焙烧温度的升高而增大 ,而平均晶格畸变率随焙烧温度的升高和晶粒度的增大而减小 ,表明晶粒越小 ,晶格畸变越大 ,微晶发育越不完整。溶解性试验表明 :Yb2 O3晶粒度减小 ,表面活性增加。FTIR光谱分析表明 :纳米 Yb2 O3比普通的 Yb2 O3具有更高的表面活性 ,Yb- O键的吸收强度减弱 ,有微小的蓝移。

纳米TiO_2的晶相控制及其光催化活性研究

采用sol gel法以钛酸丁酯为前驱物制备纳米TiO2 粉体 ,以TG DTA、XRD、TEM进行表征分析 ,研究了不同煅烧条件对纳米TiO2 粉体的晶相变化、微晶生长、粒径大小的影响 ,并用自制纳米TiO2 光催化降解四氟苯甲酸 ,研究了不同煅烧条件下纳米TiO2 的光催化活性。

HF-PCVD法TiO_2纳米晶的粒径与晶型控制

以TiCl4和O2为反应体系,采用高频等离子化学气相沉积(HF-PCVD)法制备了晶化完整的锐钛和金红石混晶型TiO2纳米晶,球形体的晶粒分散性良好,分布较为均匀;研究了控制粒径大小和晶相组成的关键反应条件。XPS,TEM,XRD结果显示:增加TiCl4进料量、延长停留时间均利于锐钛相向金红石相转化,但粒径有所增大;添加AlCl3使金红石相含量较未掺杂时有较大幅度提高,且粒径随掺铝量增加而减小。本实验条件下,TiO2纳米晶的粒径为25nm^60nm,金红石相含量在12.0%~53.6%间可控。

3d过渡金属掺杂TiO_2纳米晶膜电极的光电化学研究

应用原子力显微镜和X射线粉末法对 3d过渡金属离子Cr(Ⅲ ) ,Fe(Ⅲ ) ,Mn(Ⅱ ) ,Co(Ⅱ ) ,Ni(Ⅱ ) ,Cu(Ⅱ )和Zn(Ⅱ )掺杂TiO2 纳米晶粒 (简写为M3d TiO2 )作了表征 ,并用光电化学方法研究了M3d TiO2 纳米结构多孔膜电极 .实验结果表明 ,M3d TiO2 纳米粒子的颗粒较均匀 ,粒径约为 1 5nm ,其晶型为锐钛矿和板钛矿的混晶 .在所研究的M3d TiO2 中 ,只有Zn2 + TiO2 电极的光电流大于未掺杂的TiO2 纳米结构多孔膜电极 .3d金属离子的掺杂引起各电极的光电流信号在一定波长范围内出现 p

纳米TiO_2粉晶的光学特性研究

用溶胶 凝胶方法 (Sol gel)制备了平均粒度为 2 2nm的纳米TiO2 粉晶 .用X射线衍射 (XRD)分析了粉晶的结构变化 ,并用红外光谱法 (IR)及紫外 可见光谱法 (UV VIS)对粒子的光学特性进行了分析 .结果表明 :经不同温度热处理的纳米TiO2 的光学性能随其晶型转变及粒子尺寸的变化而有着显著变化 ,与粗晶TiO2 相比 ,纳米TiO2 粒子在纳米尺度内 ,IR吸收边有明显红移和蓝移并存现象 ,而UV VIS吸收边随粒子尺寸减小发生蓝移 ,表现出量子尺寸效应 .

掺Cr纳米晶Mg_2Ni合金的气态储氢性能

纳米晶Mg2 Ni1-xCrx(x =0 ,0 .1,0 .2 ,0 .3)合金由纯Mg、Ni、Cr粉在 5 0 0℃经 3h烧结后机械球磨而成。在 2 10℃吸氢、2 5 0℃放氢的条件下 ,添加Cr后合金的最大吸放氢量明显提高 ;纳米Mg2 Ni0 .8Cr0 .2 合金的气态储氢量和吸氢动力学性能较好 ,第一次放氢量就达到 3.0 % ,并且循环稳定性良好 ,吸氢后生成Mg2 NiH4 、Mg2 NiH0 .2 4 相。纳米Mg2 Ni0 .7Cr0 .3 合金的放氢量在不经过活化的条件下便达到最大值 ,然而循环稳定性差 ,这是由于循环过程中有MgH2

β-PbO_2纳米棒及Pb_3O_4纳米晶的制备与表征

利用 Na Cl O在碱性溶液中与 Pb(Ac) 2 进行氧化反应直接合成出直径为 1 0～ 2 0 nm、长度为 40 0 nm、长径比达 2 0以上的纯相 β-Pb O2 纳米棒 .对所得 β-Pb O2 在 42 0℃下进行热解 ,得到晶粒尺寸为 2 0 nm左右的 Pb3O4 .对液相氧化反应的温度、时间、氧化剂浓度、p H等因素的影响进行了详细研究 ,获得了最佳合成反应条件 .所得产物利用粉末 X射线衍射和透射电子显微镜分析进行了表征 .

低温水热合成异形TiO_2纳米晶及其表征

70℃下在钛酸四丁酯(TBOT)水热合成TiO2过程中,加入油酸,控制TiO2颗粒的生长方向,无需热处理,直接得到针状和纺锤形锐钛矿TiO2纳米晶.应用透射电子显微镜、X射线衍射仪对TiO2纳米晶进行了形貌观察和晶体结构的测定.红外光谱分析表明,油酸分子以静电作用吸附于针状TiO2纳米晶的表面.根据UV-Vis吸收峰,计算了TiO2纳米晶的禁带宽度.纺锤形TiO2纳米晶具有较高的光催化活性,60min内催化降解了90%的罗丹明B.