锡掺杂与类石墨氮化碳共改性赤铁矿用于304SS光生阴极保护

光生阴极保护技术是一种将阴极保护机理和半导体光电特性相结合的新型环保防腐策略.赤铁矿(α-Fe_(2)O_(3))是很有前途的光阳极材料,但是纯α-Fe_(2)O_(3)光阳极的空穴扩散长度短和光生e^(-)-h^(+)对的复合率较高等问题限制了其在光电化学领域的应用.文中使用锡(Sn)掺杂和类石墨氮化碳(C_(3)N_(4))共同对赤铁矿进行改性.结果表明,复合光阳极FTO/CCNS/Sn-Fe_(2)O_(3)与304不锈钢(304SS)耦合后,在模拟光照下开路电位(OCP)进一步下降至-575 mV,电化学阻抗明显减小.该策略促进了载流子的传输,抑制了光生载流子的复合,可以为赤铁矿用于304SS光生阴极保护提供参考.

锡掺杂氧化镓薄膜紫外探测器的制备与特性

采用磁控溅射技术制备了金属-半导体-金属(Metal-Semiconductor-Metal,MSM)结构的锡(Sn)掺杂的氧化镓(Ga_(2)O_(3))薄膜紫外探测器,借助扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪、X射线光电子能谱仪和紫外-可见分光光度计等测试设备表征了Ga_(2)O_(3)薄膜的表面形貌、晶体结构、元素组成、透过率以及紫外探测性能。实验结果表明,制备的Ga_(2)O_(3)薄膜表面光滑平整,由微小的纳米颗粒组成,Sn元素主要以Sn^(4+)离子形式,形成替位式杂质;掺杂Sn后的Ga_(2)O_(3)薄膜表面粗糙度增大,晶体质量下降,能有效地增强薄膜在紫外线光区的吸收能力;相比未掺杂Sn的Ga_(2)O_(3)紫外探测器,Sn掺杂能够有效地提升器件的光响应度和光暗电流比,且重复性和稳定性好。

锡掺杂Bi_2O_3可见光响应光催化剂的制备及性能

以硝酸铋和四氯化锡为原料,采用浸渍法制备了纯Bi2O3和Sn掺杂Bi2O3光催化剂。利用X射线光电子能谱、X射线荧光光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见吸收光谱和光致发光光谱对样品进行了表征。在可见光下,利用2,4-二氯苯酚水溶液的光催化降解作为探针反应,考察了样品的可见光催化活性。结果表明,浸渍法能较好地实现Sn的掺杂,催化剂中掺杂剂Sn的价态为+4价,以锡的氧化物形式存在于Bi2O3晶格间隙或晶粒表面。并且掺杂适量的Sn,可有效抑制Bi2O3晶相由四方相向单斜相的转变,拓宽了Bi2O3的可见光响应范围,有效阻止了光生电子和空穴的复合,从而提高了Bi2O3的可见光催化活性。当Sn的掺杂量为2%时(物质的量的分数),Bi2O3具有最好的可见光催化活性。

锡掺杂二氧化钛相变过程和微结构分析

本文采用溶胶凝胶法制备了锡掺杂纳米二氧化钛,通过高分辨透射电镜法(HRTEM),X-射线衍射法(XRD)等分析手段对样品的相变过程进行了表征。XRD和HRTEM测试表明纯二氧化钛在烧结温度高于500℃时出现金红石相,而25mol%Sn2+掺杂二氧化钛凝胶在300℃烧结2 h后少量锐钛矿相析出的同时结晶出金红石相。实验结果表明Sn2+掺杂抑制了锐钛矿和金红石相的晶粒长大;Sn2+掺杂明显地促进了锐钛矿向金红石的转变。Sn2+氧化后形成Sn4+,Sn4+置换Ti4+而引起二氧化钛晶格膨胀的同时晶格畸变应力增加。

水热法制备锡掺杂钨基催化剂及其催化合成己二酸

采用水热法制备了锡掺杂钨基催化剂SnO2/WO3,用于催化双氧水氧化环己酮合成己二酸,考察了催化剂用量、30%H2O2用量、反应时间、酸性配体及催化剂重复使用性等因素对己二酸收率的影响。结果表明,催化剂制备条件为n(W)∶n(Sn)=1.8∶1,500℃焙烧4 h。当反应条件为:100 mmol环己酮,1.0 g催化剂SnO2/WO3,50 mL 30%H2O2,反应5 h,己二酸收率78.4%。SnO2/WO3催化H2O2氧化环己酮合成己二酸,反应时间短,操作方便,具有较为理想的催化活性及重复使用性。

锡掺杂量对In_2O_3粉体光学性能和形貌的影响

采用固相反应法在800℃烧结制备出了不同锡掺杂量的(In1-xSnx)2O3(x=0,0.01,0.02,0.05)粉体,通过X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪、傅里叶红外光谱仪(IR)、紫外吸收可见光谱(Uv-vis)分析仪以及扫描电镜(SEM)等对(In1-xSnx)2O3粉体的结构、光学性能和形貌进行了表征。结果表明:不同锡掺杂量的(In1-xSnx)2O3粉体都保持了In2O3的立方相晶胞结构;锡的掺杂改变了In2O3的紫外-可见吸收性能和红外吸收性能,抑制了In2O3粉体颗粒的长大,使其结构变得更加紧密。

锡掺杂磷酸铁锂正极材料制备和电化学性能研究

用共沉淀法合成了不同锡(Sn)掺杂量的磷酸铁锂复合正极材料(Li Fe_(1-x)Sn_xPO_4/C)。对Li Fe_(1-x)Sn_xPO_4/C进行了X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光粒度分析。使用蓝电系统和电化学工作站对Li Fe_(1-x)Sn_xPO_4/C进行了电化学性能分析。实验结果表明,Li Fe_(1-x)Sn_xPO_4/C具有与Li Fe PO_4(标准卡片83-2092)相同的单一橄榄石型晶体结构;锡的掺杂引起晶胞体积收缩,细化了粒径;3%Sn掺杂的Li Fe_(0.97)Sn_(0.03)PO_4/C样品的平均粒径为0.57μm,0.5C下放电容量为156.7 m A·h/g,50次循环后容量保持率为82.9%,这与其具有较小的电化学阻抗结果相吻合。

锡掺杂的氧化铟纳米粉体的表面修饰与改性

为了提高锡掺杂的氧化铟纳米粉体在有机单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)中的分散效果,采用球磨、辅助超声等方法,选用PEG4000、KH570、油酸和十八醇等作为分散剂,对纳米粉体进行表面修饰和改性.研究了分散剂种类、添加量及球磨时间对纳米粉体分散稳定性的影响.找出了在MMA单体中分散最好的纳米粉体改性工艺条件:以乙二醇为分散介质、锡掺杂氧化铟纳米粉体摩尔分数为0.1%的KH570和0.016%的一缩二乙二醇为分散剂,球磨10 h,辅助超声30 min,红外干燥.采用高分辨透射电镜(HRTEM)和红外光谱(FT-IR)等对其结构和包裹性能进行了表征,结果显示粉体粒径约为50 nm,表面被无定形分散剂所包裹,颗粒之间无明显团聚现象,分散性好.

α-氧化铁气敏纳米晶锡掺杂最佳含量的理论计算

应用与晶体结构和掺杂方法相关的最佳掺杂含量的理论表达式 ,对氧化铁气敏纳米晶粉体中锡掺杂最佳含量进行理论计算。定量计算的结果与实验数据相符合。

锡掺杂TiO_2气-固复相光催化活性的研究

本文采用溶胶凝胶法在超细TiO2表面掺杂Sn,制备了Sn掺杂TiO2的复合光催化剂。结果表明,Sn掺杂TiO2的光催化活性与纯TiO2相比有明显提高。同一种方法中,Sn最佳掺杂量是10％,在实验数据的基础上,可看出溶胶凝胶法是较优的合成方法。

锡掺杂氧化锌薄膜乙醇气敏性的研究

以载玻片为基片,依次采用溶胶凝胶、浸渍提拉和热处理方法制备掺杂锡的氧化锌薄膜气敏材料.分别采用红外光谱对氧化锌溶胶体系进行表征;扫描电子显微镜(SEM)观察氧化锌薄膜的表面形貌;主要利用电化学工作站测量极限电流与乙醇气体浓度的关系,研究掺杂氧化锡的氧化锌薄膜在常温下的乙醇气敏性能.结果表明:所成溶胶体系稳定;10层锡掺杂氧化锌薄膜晶型较完整,排列有序,在常温条件下乙醇气体含量为0～500μL/L时,极限电流与气体浓度呈现较好的线性关系;在乙醇气体含量为500μL/L时,灵敏度可高达82.39.

锡掺杂量对介孔氧化锆材料相结构的影响

采用季胺盐作为结构模板剂,在水热条件下合成了Sn掺杂的有序多孔氧化锆材料。通过XRD、FT-IR、HRTEM、UV-Vis吸收、N_2吸附等分析手段对材料性能进行了表征。结果表明:金属锡能均匀地掺杂于规则的介孔氧化锆骨架中;锡掺量小于10%(物质的量分数,下同)时,可以提高无机墙体氧化锆的缩合程度,有利于提高材料的比表面积和热稳定性;当锡掺量介于10%～30%之间时,锡也能很好的进入氧化锆骨架中,不会析出氧化锡纳米晶,但随着锡掺量增加,孔道长程有序度、比表面积、热稳定性都会降低。

锡掺杂纳米α-MnO2制备及在锌离子电池中的性能

以KMnO4和MnSO4为原料,CTAB为原位分散剂,采用水热法制备纳米α-MnO2。研究了反应温度、锡掺杂量和分散剂对α-MnO2微观结构的影响,并探讨其作为锌离子电池正极的电化学性能。结果表明:水热法可合成出纳米棒状MnO2,其反应温度对所制备MnO2的晶型、形貌都有较大影响,随温度上升,纳米棒长径比先增大后减小;分散剂和锡掺杂量对所制备二氧化锰的晶型无影响,但可改善粉体的分散性和所制备电池的性能。推荐制备工艺参数为:反应物KMnO4和MnSO4的摩尔比为2∶3,反应温度为160℃,反应时间为4 h并加入30 mg/L的分散剂CTAB,锡掺杂量摩尔比(Mn)∶(Sn)=50∶1。使用该工艺制备的正极,在优化导电剂和电解液之后制备电池,在50 mA/g的电流下首次放电比容量达到588.6 mAh/g,20次循环后的容量保持率为94.7%。

锡掺杂PHTS催化剂的制备及催化1,4-丁二醇酯化性能研究

在低酸度溶液中,以三嵌段非离子表面活性剂P123为模板剂,采用水热合成法制备锡掺杂PHTS催化剂(Sn-PHTS),采用XRD、TEM、N2吸附-脱附、NH3-TPD和FTIR等手段对其进行表征,并考察了Sn-PHTS催化1,4-丁二醇酯化的性能。结果表明,Sn-PHTS催化剂具有有序的六方晶相结构,随着锡含量的增加,其比表面积、孔容、孔径变化较小,酸性逐渐减小;在催化1,4-丁二醇和醋酸的酯化反应中,3Sn-PHTS表现出更高的催化活性,单酯收率达46.8%。

锡掺杂氧化铟纳米线的制备及场发射性能研究

由于晶格失配,使得直接在硅衬底上生长有序的锡掺杂的氧化铟(ITO)一维纳米阵列非常困难.本文使用化学气相沉积法,利用升温过程中形成的ITO颗粒为生长点,成功地在硅衬底上制备出排列有序的氧化铟锡(ITO)一维纳米结构.对生成物进行了扫描电子显微镜(SEM),X射线能量色散谱(EDS)和X射线衍射(XRD)表征;对其进行的场发射性能测试表明,ITO纳米线阵列的场增强因子大约为1 600,有望在冷阴极材料领域得到应用.

超小晶粒锡掺杂CsPbBr_(3)蓝光量子点的合成及其光学性能研究

近年来,铅卤钙钛矿CsPbX_(3)(X=Cl,Br或I)因其具有荧光波段可调、荧光量子产率高(Photoluminescence quantum yield,PLQY)以及荧光半峰宽窄等优点而被广泛应用于光电器件领域.然而,与PLQY接近于100%的绿光和红光相比,蓝光卤素钙钛矿的PLQY仍比较低.在此,采用过饱和结晶的方法在室温下合成了粒径低于4 nm的超小晶粒锡(Sn)掺杂CsPbBr_(3)量子点,并对其结构特性和光学特性进行了研究.结果表明:随着SnBr_(2)添加量的增大,量子点晶粒的粒径略微减小,荧光发射峰发生蓝移,粒径由3.33 nm(SnBr_(2)为0.03 mmol)减小到2.23 nm(SnBr_(2)为0.06 mmol时),对应的荧光发射峰由490 nm蓝移至472 nm.当SnBr_(2)添加量为0.05 mmol时合成的超小晶粒锡掺杂CsPbBr_(3)量子点显示出最优的光学性能,其粒径约为2.91 nm,对应的XRD各晶面衍射峰强度最强,荧光发射峰位于472 nm处,PLQY最高,达到了53.4%,在空气中存放15 d后,其荧光发射峰位置不发生明显改变,荧光PLQY仍保留最初的80%,为42.7%.证明适量添加SnBr_(2)对CsPbBr_(3)进行锡掺杂可有效提高超小晶粒量子点的结晶性能和光学性能.

LiFePO4-SDBS薄膜/锡掺杂玻璃光波导传感元件的制备及其对有机挥发性气体的气敏性

以FeSO4·7H2O、LiOH·H2O、H3PO4作为原料合成LiFePO4粉末，将十二烷基苯磺酸钠（SDBS）作为分散剂，配制LiFePO4-SDBS分散溶液，利用旋转甩涂法在锡掺杂玻璃光波导表面上制备成LiFePO4-SDBS敏感薄膜,并对其气敏性进行检测。探讨了分散剂浓度，分散时间和温度对LiFePO4-SDBS薄膜/锡掺杂玻璃光波导元件气敏性的影响。研究结果表明,超声波振荡时间为2 h,分散剂浓度为1％，分散温度为35℃下制备的LiFePO4-SDBS薄膜/锡掺杂玻璃光波导元件显出良好的气敏性。

锡掺杂对氧化锌纳米柱阵列结构与光电性能的影响

选择不同的Sn浓度,以溶胶凝胶法在N型重掺杂基板上制备了系列Zn_(1-x)Sn_(x)O(x=0.01-0.07)纳米柱样品,并在不同温度下(500℃、600℃、700℃)进行了退火热处理。利用光/暗电流测试对样品的光电性能进行了表征,发现当偏压为5V时,在600℃退火1小时后,x=0.04的样品表现出最佳的光/暗电流变化比(600%)。XRD与FE-SEM结果显示该纳米柱样品具有最大的长度以及较好的结晶度,意味着样品具有较高的结晶质量;PL测试发现x=0.04时样品缺陷浓度最小,这说明在该缺陷浓度下锡对锌进行替代时产生了更多的载流子,从而导致了最优的光电性能。

掺杂锡的纳米二氧化钛光催化降解2,4-二硝基苯酚的研究

以T iC l4为原料,在CTAB/正丁醇/环己烷/水组成的微乳液体系中制备了掺杂锡的纳米T iO2粉末,采用X光衍射仪对粉体的粒径和物相进行了表征。通过粉体对2,4-二硝基苯酚的降解情况对其光催化活性进行了测试,结果表明5%Sn4+-T iO2具有良好的光催化氧化性能。

锡掺杂CsPbBr3量子点的合成及其光电性能研究

采用热注入法合成了锡掺杂CsPbBr_(3)量子点。透射电子显微镜和X射线衍射仪(XRD)的表征结果显示,少量锡掺杂可以部分替代铅,对量子点有钝化作用,减少了量子点的表面缺陷,提高了量子点的光致发光量子效率(PLQY)。当掺杂铅和锡的物质的量比为9\:1时,量子点的PLQY从未掺杂时的21.0%提高到了40.4%。随着锡掺杂量的增加,XRD谱中出现了杂相,光致发光减弱,PLQY由少量锡掺杂(铅和锡的物质的量比为9\:1)量子点的40.4%降低到CsPb_(0.6)Sn_(0.4)Br_(3)的10.4%。少量锡掺杂的CsPb_(0.9)Sn_(0.1)Br_(3)具有最强的光致发光和电致发光,其光致发光峰位为511 nm,PLQY为40.4%,电致发光峰位为512 nm,电致发光亮度为343.0 cd/m2,是未掺杂CsPbBr_(3)量子点发光二极管亮度的2.5倍。本实验证明了采用少量锡掺杂CsPbBr_(3)(CsPb_(0.9)Sn_(0.1)Br_(3))可以降低量子点的表面缺陷,提高量子点的光致发光与电致发光性能。