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Enhancing potassium-ion storage of Bi_(2)S_(3) through external–internal dual synergism: Ti_(3)C_(2)T_(x) compositing and Cu^(2+) doping
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作者 Dawei Sha Yurong You +5 位作者 Rongxiang Hu Jianxiang Ding Xin Cao Yuan Zhang Long Pan ZhengMing Sun 《Carbon Energy》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第9期39-51,共13页
Potassium-ion batteries(PIBs)offer a cost-effective and resource-abundant solution for large-scale energy storage.However,the progress of PIBs is impeded by the lack of high-capacity,long-life,and fast-kinetics anode ... Potassium-ion batteries(PIBs)offer a cost-effective and resource-abundant solution for large-scale energy storage.However,the progress of PIBs is impeded by the lack of high-capacity,long-life,and fast-kinetics anode electrode materials.Here,we propose a dual synergic optimization strategy to enhance the K^(+)storage stability and reaction kinetics of Bi_(2)S_(3) through two-dimensional compositing and cation doping.Externally,Bi_(2)S_(3) nanoparticles are loaded onto the surface of three-dimensional interconnected Ti_(3)C_(2)T_(x) nanosheets to stabilize the electrode structure.Internally,Cu^(2+)doping acts as active sites to accelerate K^(+)storage kinetics.Various theoretical simulations and ex situ techniques are used to elucidate the external–internal dual synergism.During discharge,Ti_(3)C_(2)T_(x) and Cu^(2+)collaboratively facilitate K+intercalation.Subsequently,Cu^(2+)doping primarily promotes the fracture of Bi2S3 bonds,facilitating a conversion reaction.Throughout cycling,the Ti_(3)C_(2)T_(x) composite structure and Cu^(2+)doping sustain functionality.The resulting Cu^(2+)-doped Bi2S3 anchored on Ti_(3)C_(2)T_(x)(C-BT)shows excellent rate capability(600 mAh g^(-1) at 0.1 A g^(–1);105 mAh g^(-1) at 5.0 A g^(-1))and cycling performance(91 mAh g^(-1) at 5.0 A g^(-1) after 1000 cycles)in half cells and a high energy density(179 Wh kg–1)in full cells. 展开更多
关键词 bi_(2)s_(3) cation doping potassium-ion batteries synergic mechanism Ti_(3)C_(2)T_(x)compositing
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Enhanced Electrical Properties of Bi_(2−x)Sb_(x)Te_(3) Nanoflake Thin Films Through Interface Engineering
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作者 Xudong Wu Junjie Ding +8 位作者 Wenjun Cui Weixiao Lin Zefan Xue Zhi Yang Jiahui Liu Xiaolei Nie Wanting Zhu Gustaaf Van Tendeloo Xiahan Sang 《Energy & Environmental Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第6期359-366,共8页
The structure–property relationship at interfaces is difficult to probe for thermoelectric materials with a complex interfacial microstructure.Designing thermoelectric materials with a simple,structurally-uniform int... The structure–property relationship at interfaces is difficult to probe for thermoelectric materials with a complex interfacial microstructure.Designing thermoelectric materials with a simple,structurally-uniform interface provides a facile way to understand how these interfaces influence the transport properties.Here,we synthesized Bi_(2−x)Sb_(x)Te_(3)(x=0,0.1,0.2,0.4)nanoflakes using a hydrothermal method,and prepared Bi_(2−x)Sb_(x)Te_(3) thin films with predominantly(0001)interfaces by stacking the nanoflakes through spin coating.The influence of the annealing temperature and Sb content on the(0001)interface structure was systematically investigated at atomic scale using aberration-corrected scanning transmission electron microscopy.Annealing and Sb doping facilitate atom diffusion and migration between adjacent nanoflakes along the(0001)interface.As such it enhances interfacial connectivity and improves the electrical transport properties.Interfac reactions create new interfaces that increase the scattering and the Seebeck coefficient.Due to the simultaneous optimization of electrical conductivity and Seebeck coefficient,the maximum power factor of the Bi_(1.8)Sb_(0.2)Te_(3) nanoflake films reaches 1.72 mW m^(−1)K^(−2),which is 43%higher than that of a pure Bi_(2)Te_(3) thin film. 展开更多
关键词 bi_(2)Te_(3) nanoflakes interface engineering scanning transmission electron microscopy thermoelectric thin film
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Bi_(2)S_(3)/K-C_(3)N_(4)纳米棒复合材料对甲醛的光降解
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作者 闫刚 胡维 《辽宁化工》 CAS 2024年第8期1223-1226,共4页
通过控制复合物中Bi_(2)S_(3)与K-C_(3)N_(4)的比例,制备了不同负载比的Bi_(2)S_(3)/K-C_(3)N_(4)复合物。采用XRD、TEM、SEM和UV-Vis-DRS等技术对催化剂的晶相、形貌进行表征,并以甲醛为降解对象,评价其可见光催化活性。结果表明,在可... 通过控制复合物中Bi_(2)S_(3)与K-C_(3)N_(4)的比例,制备了不同负载比的Bi_(2)S_(3)/K-C_(3)N_(4)复合物。采用XRD、TEM、SEM和UV-Vis-DRS等技术对催化剂的晶相、形貌进行表征,并以甲醛为降解对象,评价其可见光催化活性。结果表明,在可见光照射下,Bi_(2)S_(3)/K-C_(3)N_(4)-0.07复合光催化剂在60 min内对甲醛气体的降解率达到了78%,远高于纯Bi_(2)S_(3)和K-C_(3)N_(4)。对复合物的形貌、性能进行了详细的讨论并进一步阐明了光催化降解机理。 展开更多
关键词 bi_(2)s_(3) K-C3N4 甲醛 光催化
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WO_(3)/Bi_(2)S_(3)异质结光催化剂的制备及其降解水体中四溴双酚A的研究
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作者 徐彬 李敏杰 +1 位作者 张碧红 郭良宏 《中国计量大学学报》 2024年第3期470-479,共10页
目的:研究WO_(3)/Bi_(2)S_(3)异质结光催化剂在低光照强度下(100 W)对水体中四溴双酚A(TBBPA)的降解性能。方法:通过溶剂热法制备一系列不同摩尔比的WO_(3)/Bi_(2)S_(3)异质结光催化剂;采用SEM、TEM、XRD、XPS等方法对合成的材料进行表... 目的:研究WO_(3)/Bi_(2)S_(3)异质结光催化剂在低光照强度下(100 W)对水体中四溴双酚A(TBBPA)的降解性能。方法:通过溶剂热法制备一系列不同摩尔比的WO_(3)/Bi_(2)S_(3)异质结光催化剂;采用SEM、TEM、XRD、XPS等方法对合成的材料进行表征。探究WO_(3)/Bi_(2)S_(3)在低光照强度下对TBBPA的降解效率。通过自由基淬灭实验和电子自旋光谱解析WO_(3)/Bi_(2)S_(3)光催化体系对TBBPA降解机制。结果:在100 W光照强度下,摩尔比为1∶6的WO_(3)/Bi_(2)S_(3)光催化剂在用量为60 mg以及pH为8时具有最佳的降解效率,在150 min内对5.4 mg/L TBBPA的降解率约为76.3%。此外,TBBPA的降解主要通过空穴氧化实现。结论:WO_(3)/Bi_(2)S_(3)异质结光催化剂可在低光照强度下有效降解水体中的TBBPA。 展开更多
关键词 四溴双酚A 光催化 降解 三氧化钨 硫化铋 异质结
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Bi_(2)S_(3)/g-C_(3)N_(4)复合异质结的制备及催化性能
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作者 丁浩源 肖龙飞 +1 位作者 林琳 陈义军 《应用技术学报》 2024年第3期259-265,共7页
g-C_(3)N_(4)是一种典型的聚合物半导体,具有优异的热稳定性、化学稳定性,颇具催化应用前景。采用水热法制备了Bi_(2)S_(3)/g-C_(3)N_(4)异质结复合材料,通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis、FS等手段对样品的组成、形貌、结构和性能进行了表征... g-C_(3)N_(4)是一种典型的聚合物半导体,具有优异的热稳定性、化学稳定性,颇具催化应用前景。采用水热法制备了Bi_(2)S_(3)/g-C_(3)N_(4)异质结复合材料,通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis、FS等手段对样品的组成、形貌、结构和性能进行了表征分析,并模拟了可见光条件下,以甲基橙为降解对象时复合材料的催化性能。结果表明,复合催化剂的异质结结构显著提高了g-C_(3)N_(4)的光催化性能:光照3 h时,Bi_(2)S_(3)/g-C_(3)N_(4)复合材料(Bi_(2)S_(3)质量分数达到50%)对甲基橙的降解率达到了97.4%,远超Bi_(2)S_(3)的8.9%与g-C_(3)N_(4)的38.6%。对Bi_(2)S_(3)/g-C_(3)N_(4)催化机理进行了研究:Bi_(2)S_(3)的加入拓宽了g-C_(3)N_(4)的光吸收范围,与g-C_(3)N_(4)的异质结结构使光生电子-空穴对的分离效率得到了进一步提高,并延长了光生载流子的寿命,进而提高了g-C_(3)N_(4)的光催化性能。 展开更多
关键词 复合催化剂 水热 石墨相氮化碳 bi_(2)s_(3) 甲基橙 降解
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具有n-n型异质结的复合材料Bi_(2)S_(3)/MIL-125(Ti)光电性能研究
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作者 兰博洋 祁婉欣 +1 位作者 李东 韩凤兰 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第1期139-148,共10页
以硫代硫酸钠·五水合物(Na_(2)S_(2)O_(3)·5H_(2)O)、硝酸铋·五水合物(BiN_(3)O_(9)·5H_(2)O)为硫源和铋源,尿素(CON2H4)为结构导向剂,制备了纳米棒状结构的硫化铋(Bi_(2)S_(3)),使其原位生长在MIL-125(Ti)的笼状... 以硫代硫酸钠·五水合物(Na_(2)S_(2)O_(3)·5H_(2)O)、硝酸铋·五水合物(BiN_(3)O_(9)·5H_(2)O)为硫源和铋源,尿素(CON2H4)为结构导向剂,制备了纳米棒状结构的硫化铋(Bi_(2)S_(3)),使其原位生长在MIL-125(Ti)的笼状结构表面。PEC性能测试显示,在0.5 mol·L^(-1)的硫酸钠电解液(pH=6.0)中,Bi_(2)S_(3)/MIL-125(Ti)_(0.07)(MIL-125(Ti)加入量为0.07 g)的复合材料表现出最高的光电性能。光电性能的显著增强主要取决于Bi_(2)S_(3)/MIL-125复合材料的带隙重整效应,对紫外光以及可见光的吸收能力显著提高。但由于Bi_(2)S_(3)/MIL-125光电极与电解液界面之间的电子转移缓慢,为了改善Bi_(2)S_(3)/MIL-125光电极的界面电荷转移动力学性能,利用热还原法引入Ag NPs对Bi_(2)S_(3)/MIL-125光电极进行修饰,制备出的Ag-Bi_(2)S_(3)/MIL-125光电极加快了界面间的电子转移。在-0.5~-0.8 V(versus Ag/AgCl),Bi_(2)S_(3)/MIL-125(Ti)_(0.07)的最大饱和光电流(-0.90 mA·cm^(-2))是未修饰的Bi_(2)S_(3)(-0.61 mA·cm^(-2))的1.5倍;Ag-Bi_(2)S_(3)/MIL-125(Ti)_(0.07)的最大饱和光电流(-1.87 mA·cm^(-2))是未修饰的Bi_(2)S_(3)(-0.61 mA·cm^(-2))的3.1倍。 展开更多
关键词 MIL-125(Ti) bi_(2)s_(3)纳米棒 溶剂热法 异质结 光电性能 光电极
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Bi_(2)S_(3)/BaTiO_(3)复合光催化剂的制备及其光催化性能的研究 被引量:2
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作者 董玮 林莉 +4 位作者 李向阳 顾怀章 王雷 梁春华 付定梅 《化学试剂》 CAS 北大核心 2023年第1期99-107,共9页
由于BaTiO_(3)(BTO)面临着太阳能利用率低、光生载流子快速重组和稳定性差的问题,严重限制其在可见光下降解有机污染物。以BaTiO_(3)为基体采用简单的水热法在其周围制备了不同物质的量比的Bi_(2)S_(3)/BTO p-n异质结,以改善BaTiO_(3)... 由于BaTiO_(3)(BTO)面临着太阳能利用率低、光生载流子快速重组和稳定性差的问题,严重限制其在可见光下降解有机污染物。以BaTiO_(3)为基体采用简单的水热法在其周围制备了不同物质的量比的Bi_(2)S_(3)/BTO p-n异质结,以改善BaTiO_(3)的光催化性能。分别采用XRD、SEM、EDS、TEM、XPS、PL、UV-Vis DR、EIS、瞬态光电流响应等表征手段对样品的结构、形貌、表面价态以及光电性能进行分析。以RhB为模拟污染物,测试了复合材料的光催化活性和稳定性。结果表明,与单组分催化剂相比,Bi_(2)S_(3)/BTO复合材料的催化性能得到了显著提升。在可见光下照射150 min后,对RhB的降解率高达98.7%;经5个循环,降解率仍为86%。通过对光催化剂的机理研究表明羟基自由基、超氧自由基、光生空穴均在光催化反应中起作用,并提出了一种可能的p-n异质结光催化机理。 展开更多
关键词 bi_(2)s_(3) BaTiO_(3) p-n异质结 复合光催化剂 光催化机理
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Bi_(2)S_(3)/TiO_(2)纳米锥光阳极的制备及其光电催化降解土霉素
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作者 张会霞 周立山 +3 位作者 张程蕾 钱光磊 谢陈鑫 朱令之 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期5548-5557,共10页
使用两步水热法成功制备了棒状Bi_(2)S_(3)修饰的TiO2纳米锥(TNCs)光阳极材料,通过调节硫元素的含量探索最佳负载,并用于模拟可见光下降解土霉素。对Bi_(2)S_(3)/TNCs光阳极的晶型、元素价态、表面形貌和光电、电化学性能进行了详细的... 使用两步水热法成功制备了棒状Bi_(2)S_(3)修饰的TiO2纳米锥(TNCs)光阳极材料,通过调节硫元素的含量探索最佳负载,并用于模拟可见光下降解土霉素。对Bi_(2)S_(3)/TNCs光阳极的晶型、元素价态、表面形貌和光电、电化学性能进行了详细的表征。结果表明,Bi_(2)S_(3)/TNCs光阳极显著提高了光电催化性能,表现出更低的电荷转移电阻,光电流密度是TNCs的3倍左右。紫外-可见分光光度计在355nm处测试结果表明,Bi_(2)S_(3)/TNCs光阳极在90min内成功降解了80.3%的土霉素,5次循环后仍保持良好的稳定性。此外,还对带隙能、价带谱、莫特-肖特基曲线和自由基捕获实验进行分析,提出了一种可能的光电催化降解机理。这些结果表明,Bi_(2)S_(3)/TNCs光阳极对降解抗生素具有很大的潜力。 展开更多
关键词 bi_(2)s_(3)/TiO_(2)纳米锥 光电催化 土霉素 可见光
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室温脉冲激光原位沉积技术制备Cu_(2)(Zn_(1-x)Fe_(x))SnS_(4)/Bi_(2)S_(3)异质结及其光电性能
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作者 贾瑞彬 田静如 +3 位作者 沙震宗 夏丰金 马帅 于立岩 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2023年第3期30-37,共8页
采用具有磁性的Fe取代Cu_(2)ZnSnS_(4)(CZTS)中Zn组分,制备Cu_(2)(Zn_(1-x)Fe_(x))SnS_(4)(CZFTS)薄膜。将电子传输层Bi_(2)S_(3)与CZFTS耦合,采用室温脉冲激光沉积技术(RT-PLD)制备了CZFTS/Bi_(2)S_(3)异质结构。研究了Fe掺杂对于CZFT... 采用具有磁性的Fe取代Cu_(2)ZnSnS_(4)(CZTS)中Zn组分,制备Cu_(2)(Zn_(1-x)Fe_(x))SnS_(4)(CZFTS)薄膜。将电子传输层Bi_(2)S_(3)与CZFTS耦合,采用室温脉冲激光沉积技术(RT-PLD)制备了CZFTS/Bi_(2)S_(3)异质结构。研究了Fe掺杂对于CZFTS薄膜形貌、结晶度和吸光度的影响。测试了单层薄膜和异质结构的光电响应特性,实验表明与单层CZFTS薄膜相比,CZFTS/Bi_(2)S_(3)异质结在可见光区域内的光电响应速度至少提高了一个数量级,响应时间缩短至几十ms。 展开更多
关键词 Cu_(2)Znsns_(4)(CZTs) Cu_(2)(Zn_(1-x)Fe_(x))sns_(4)(CZFTs) CZFTs/bi_(2)s_(3)异质结 脉冲激光沉积 光电转换 光电探测
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TiO_(2)/Bi_(2)S_(3)纳米棒交联异质结构增效光电化学性能 被引量:1
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作者 张正阳 王世伟 韩敏敏 《山东化工》 CAS 2023年第22期1-4,9,共5页
利用光电化学分解水技术实现太阳能到氢能的直接转化是解决能源和环境问题最有希望的方法之一。通过自组装溶剂热法将Bi_(2)S_(3)纳米棒与TiO_(2)纳米棒复合,构建了Bi_(2)S_(3)/TiO_(2)纳米棒交联异质结构用作光电催化分解水的光阳极。... 利用光电化学分解水技术实现太阳能到氢能的直接转化是解决能源和环境问题最有希望的方法之一。通过自组装溶剂热法将Bi_(2)S_(3)纳米棒与TiO_(2)纳米棒复合,构建了Bi_(2)S_(3)/TiO_(2)纳米棒交联异质结构用作光电催化分解水的光阳极。研究了不同反应温度对其光电性能的影响,其中反应温度为160℃时构建的Bi_(2)S_(3)/TiO_(2)光电极的光电流密度达到0.2 mA/cm^(2),是原始TiO_(2)纳米棒光电极的20倍。 展开更多
关键词 光电化学性能 TiO_(2)/bi_(2)s_(3)纳米棒 交联异质结构
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Bi_(2)S_(3)-BiOI异质结光催化去除水中Cr(Ⅵ)的研究
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作者 龙泽清 宋慧 +2 位作者 仙光 陈超 王彩云 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期109-116,共8页
近年来,利用光催化剂还原Cr(Ⅵ)的研究受到广泛关注。利用水热法制备了Bi_(2)S_(3)-BiOI异质结光催化剂,对比分析了Bi_(2)S_(3)、BiOI及Bi_(2)S_(3)-BiOI异质结在可见光下去除Cr(Ⅵ)的效果。研究发现,Bi_(2)S_(3)和BiOI结合为异质结后,... 近年来,利用光催化剂还原Cr(Ⅵ)的研究受到广泛关注。利用水热法制备了Bi_(2)S_(3)-BiOI异质结光催化剂,对比分析了Bi_(2)S_(3)、BiOI及Bi_(2)S_(3)-BiOI异质结在可见光下去除Cr(Ⅵ)的效果。研究发现,Bi_(2)S_(3)和BiOI结合为异质结后,光催化还原Cr(Ⅵ)的效率得到大幅提升,在最佳条件(制备pH为8,Na_(2)S_(2)O_(3)·5H_(2)O添加量为2 mmol,污染物pH为3,催化剂投加量为0.5 g/L)下,Bi_(2)S_(3)-BiOI异质结可在12 min内实现100%的Cr(Ⅵ)去除率,光还原Cr(Ⅵ)的一级反应速率常数分别为Bi_(2)S_(3)和BiOI的40.3倍和116.6倍。通过一系列表征分析,揭示了Bi_(2)S_(3)-BiOI异质结的形成过程和光电性能,并提出了Bi_(2)S_(3)-BiOI异质结光催化还原Cr(Ⅵ)的机理。Bi_(2)S_(3)-BiOI异质结具有良好的稳定性和重复利用性,重复利用5次后仍能有效去除Cr(Ⅵ)。本研究合成的新型Bi_(2)S_(3)-BiOI异质结光催化剂为高效去除水中Cr(Ⅵ)提供了一个新思路。 展开更多
关键词 bi_(2)s_(3) biOI 异质结 光催化 含铬废水
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Bi_(2)S_(3)对有机溶剂中碘的吸附性能研究
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作者 刘媛媛 张晶晶 邝敏 《化学研究与应用》 CAS 北大核心 2023年第1期195-200,共6页
含铋材料相比于含银碘吸附剂具有制备成本低、碘吸附容量高,吸附速率快等优点,在含碘废物的处理领域具有潜在的应用价值。本文以二甲亚砜和水作溶剂,五水硝酸铋和硫粉为原料制备Bi_(2)S_(3)。并以它作为碘吸附剂,研究其对环己烷中I_(2)... 含铋材料相比于含银碘吸附剂具有制备成本低、碘吸附容量高,吸附速率快等优点,在含碘废物的处理领域具有潜在的应用价值。本文以二甲亚砜和水作溶剂,五水硝酸铋和硫粉为原料制备Bi_(2)S_(3)。并以它作为碘吸附剂,研究其对环己烷中I_(2)的吸附性能。吸附动力学拟合数据表明,Bi_(2)S_(3)对I_(2)的吸附服从准二级动力学方程,主要为化学吸附。Bi_(2)S_(3)对I_(2)的最大吸附容量可达2234 mg/g。由扫描电子显微镜和X-射线衍射光谱分析结果可知,I_(2)被Bi_(2)S_(3)成功吸附,所吸附的I_(2)主要以BiI_(3)和BiOI的形式存在。此工作表明含铋材料在含碘废物的处理领域具有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 分光光度法 bi_(2)s_(3) 吸附动力学 吸附等温线
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无铅钙钛矿Cs_(3)Bi_(2)I_(9)单晶的制备及光电性能研究
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作者 欧阳文锦 徐浩尧 贺振华 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第8期2968-2975,共8页
采用蒸发结晶法在低温常压条件下制备Cs_(3)Bi_(2)I_(9)单晶,温度为60~90℃,保温时间为18~30 h。研究温度和保温时间对Cs_(3)Bi_(2)I_(9)单晶晶体结构和光学性能的影响。使用机械剥离法制备基于柔性衬底的Cs_(3)Bi_(2)I_(9)单晶薄膜,研... 采用蒸发结晶法在低温常压条件下制备Cs_(3)Bi_(2)I_(9)单晶,温度为60~90℃,保温时间为18~30 h。研究温度和保温时间对Cs_(3)Bi_(2)I_(9)单晶晶体结构和光学性能的影响。使用机械剥离法制备基于柔性衬底的Cs_(3)Bi_(2)I_(9)单晶薄膜,研究薄膜的电学性能。结果表明,在结晶度最优的目标下,Cs_(3)Bi_(2)I_(9)单晶制备的优化工艺条件为温度60℃,保温时间26 h。温度和保温时间对Cs_(3)Bi_(2)I_(9)单晶的结晶度、紫外可见光吸光度和光致发光性能的影响一致。柔性Cs_(3)Bi_(2)I_(9)单晶薄膜具有显著的光电特性,且工作时具有良好的稳定性。Cs_(3)Bi_(2)I_(9)单晶薄膜的弯折耐久度良好,90°弯折100次后,仍能保持原有性能的84.4%。无铅钙钛矿Cs_(3)Bi_(2)I_(9)单晶薄膜在柔性光电传感器件上具有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 无铅钙钛矿 Cs_(3)bi_(2)I_(9) 单晶 柔性薄膜 机械剥离 结晶度
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正负磁阻共存的Fe/Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)热电磁薄膜
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作者 柯少秋 叶先峰 +6 位作者 张昊俊 聂晓蕾 陈天天 刘承姗 朱婉婷 魏平 赵文俞 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第22期257-267,共11页
具有优异电输运性能的热电薄膜是发展高效面内散热技术的关键材料,但是过低的电输运性能是制约其应用的重要难题.热电磁耦合新效应是近年来发展的一种优化综合热电性能的新方法.为了探索热电磁耦合新效应对热电薄膜电输运性能的影响机制... 具有优异电输运性能的热电薄膜是发展高效面内散热技术的关键材料,但是过低的电输运性能是制约其应用的重要难题.热电磁耦合新效应是近年来发展的一种优化综合热电性能的新方法.为了探索热电磁耦合新效应对热电薄膜电输运性能的影响机制,本研究发展了一种球磨分散-丝网印刷-热压固化一体化成型的方法,成功制备了一系列Fe纳米粒子作为第二相的xFe/BST/环氧树脂热电磁薄膜,并重点研究了其热电磁耦合作用及其对电热输运性能的影响规律.研究发现,xFe/Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)(BST)/环氧树脂热电磁薄膜中存在正、负磁阻共存的现象;BST(000l)择优取向因子与正磁阻(MR+)之间呈正比例关系并增加热电磁薄膜的电导率;源于强铁磁性Fe纳米粒子局部磁矩的自旋相关散射的负磁阻(MR-)会增加Seebeck系数.因此,室温附近Fe/BST/环氧树脂热电磁薄膜的功率因子高达2.87 mW/(K^(2)·m),与BST/环氧树脂热电薄膜相比,提高了78%.这些结果表明,热电磁薄膜中正、负磁阻的共存不仅可解耦热电材料中电导率与Seebeck系数之间的耦合关系,还可以为磁纳米粒子诱导优异热电转换性能提供新的物理机制. 展开更多
关键词 p型bi_(2)Te_(3) 基热电磁薄膜 磁各向异性 磁阻 自旋相关散射
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g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)S_(3)复合材料宽光谱光电探测器制备及其性能研究 被引量:1
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作者 方向明 容萍 +3 位作者 任帅 王兆阳 高世勇 王金忠 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期156-162,共7页
通过热聚法制备了g-C_(3)N_(4)和Bi_(2)S_(3)纳米材料,在室温下进一步利用溶液法得到了g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)S_(3)复合结构。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对样品的表面形貌和晶体结构进行了表征,结果表明复合Bi_(2)S_(3)后并没有破坏... 通过热聚法制备了g-C_(3)N_(4)和Bi_(2)S_(3)纳米材料,在室温下进一步利用溶液法得到了g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)S_(3)复合结构。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对样品的表面形貌和晶体结构进行了表征,结果表明复合Bi_(2)S_(3)后并没有破坏g-C_(3)N_(4)本身的片层结构,且g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)S_(3)复合结构仍然具有较好的结晶质量。基于g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)S_(3)复合结构制备了紫外可见光探测器,并对其性能进行了研究。光电探测结果表明g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)S_(3)复合结构探测器对紫外光的探测性能显著提高,其最大光电流约为g-C_(3)N_(4)纳米片探测器的12倍。此外,g-C_(3)N_(4)/Bi_(2)S_(3)复合结构探测器在可见光区也表现出了较好的光响应特性和稳定性,具有宽光谱响应特性。 展开更多
关键词 复合结构 紫外探测 可见光探测 g-C_(3)N_(4) bi_(2)s_(3)
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Bi_(2)O_(3)/Bi_(2)S_(3)二元异质结光催化剂的合成与制备 被引量:1
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作者 马玲 《化工时刊》 CAS 2022年第7期1-5,共5页
半导体光催化技术是解决能源危机和环境污染的有效手段。本文采用水热法制备了Bi_(2)O_(3)、Bi_(2)S_(3)及Bi_(2)O_(3)/Bi_(2)S_(3)复合物。以SEM、XRD等表征方法对样品进行分析,以染料为目标污染物考察了催化剂的光催化性能,并以染料... 半导体光催化技术是解决能源危机和环境污染的有效手段。本文采用水热法制备了Bi_(2)O_(3)、Bi_(2)S_(3)及Bi_(2)O_(3)/Bi_(2)S_(3)复合物。以SEM、XRD等表征方法对样品进行分析,以染料为目标污染物考察了催化剂的光催化性能,并以染料的pH值和催化剂的用量以及催化剂的配比三个因素进行光催化实验,通过实验可知在催化剂对染料MB降解时,染料溶液pH值为3、催化剂为10 mg时为最优的降解效果,最大降解率可以达到96%,并提出了复合催化剂在光催化反应中的可能机理。 展开更多
关键词 bi_(2)O_(3) bi_(2)s_(3) bi_(2)O_(3)/bi_(2)s_(3) 光催化
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Mg_(3)Bi_(2)/Mg_(2)Sn纳米复合膜的微结构及热电性能
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作者 杨爽 宋贵宏 +4 位作者 陈雨 冉丽阳 胡方 吴玉胜 尤俊华 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第3期467-475,484,共10页
利用高真空磁控溅射技术,通过高纯Mg靶和自制Mg-Bi-Sn合金靶的顺序溅射沉积,制备了Mg_(3)Bi_(2)/Mg_(2)Sn纳米复合薄膜。沉积薄膜的晶体结构和相组成由X射线衍射(XRD)图谱确定,表面形貌和化学成分用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能谱仪... 利用高真空磁控溅射技术,通过高纯Mg靶和自制Mg-Bi-Sn合金靶的顺序溅射沉积,制备了Mg_(3)Bi_(2)/Mg_(2)Sn纳米复合薄膜。沉积薄膜的晶体结构和相组成由X射线衍射(XRD)图谱确定,表面形貌和化学成分用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能谱仪(EDS)进行观察、测量和分析。沉积薄膜的载流子浓度和迁移率通过霍尔实验获得,电导率和Seebeck系数由Seebeck/电阻测试分析系统进行测量。结果表明,沉积薄膜由Mg_(3)Bi_(2)和Mg_(2)Sn两相组成,随着薄膜中Mg_(2)Sn含量的增加,沉积薄膜的室温载流子浓度增加而迁移率下降。在整个测试温度范围内,随薄膜中Mg_(2)Sn含量的增加,薄膜Seebeck系数不断升高而电导率下降。Mg_(2)Sn相原子含量为28.22%的沉积薄膜在155℃获得最高功率因子为1.2 mW·m^(-1)·K^(-2)。在Mg_(3)Bi_(2)薄膜中加入适量的Mg_(2)Sn第二相,可明显提升Mg_(3)Bi_(2)薄膜材料的功率因子。 展开更多
关键词 热电材料 Mg_(3)bi_(2)/Mg_(2)sn纳米复合膜 sEEBECK系数 相界面 载流子浓度 迁移率 电导率
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退火工艺对Bi_(2)Te_(3)薄膜近红外光响应性能影响的研究
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作者 吴尉 赵晨晨 +3 位作者 张殷泽 毕杨豪 王东博 王金忠 《当代化工研究》 CAS 2023年第11期1-6,共6页
采用物理气相传输法(PVT)在p-Si衬底上制备了n-Bi_(2)Te_(3)薄膜。在不同温度下对薄膜样品进行退火处理,利用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜以及光致发光光谱对退火处理前后的薄膜形貌与微观结构进行表征。研究了退火温度对Bi_(2)... 采用物理气相传输法(PVT)在p-Si衬底上制备了n-Bi_(2)Te_(3)薄膜。在不同温度下对薄膜样品进行退火处理,利用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜以及光致发光光谱对退火处理前后的薄膜形貌与微观结构进行表征。研究了退火温度对Bi_(2)Te_(3)薄膜形貌结构以及红外光响应能力的影响。结果表明在200~400℃的温度区间内,退火温度为250℃时可有效提高薄膜结晶度,细化晶粒,减少薄膜缺陷,降低缺陷能级对Bi_(2)Te_(3)薄膜红外光响应性能的影响,使得在250℃获得的高结晶质量的Bi_(2)Te_(3)薄膜的红外光响应性能均优于其他的退火温度获得Bi_(2)Te_(3)薄膜和未处理的,表明采用PVT方法制备的Bi_(2)Te_(3)薄膜的最佳退火温度是250℃。 展开更多
关键词 bi_(2)Te_(3)薄膜 退火温度 响应度 光电探测 自供能
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拓扑绝缘体(Bi_(1-x)Sb_(x))_(2)Te_(3)薄膜制备及其电输运性能研究
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作者 张哲瑞 仇怀利 +3 位作者 周同 黄文宇 葛威锋 杨远俊 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第11期1580-1584,共5页
文章利用分子束外延(molecular beam epitaxy, MBE)法,在超高真空的条件下,于蓝宝石衬底上制备超薄的高质量拓扑绝缘体(Bi_(1-x)Sb_(x))_(2)Te_(3)薄膜。利用反射高能电子衍射(reflection high-energy electron diffraction, RHEED)仪、... 文章利用分子束外延(molecular beam epitaxy, MBE)法,在超高真空的条件下,于蓝宝石衬底上制备超薄的高质量拓扑绝缘体(Bi_(1-x)Sb_(x))_(2)Te_(3)薄膜。利用反射高能电子衍射(reflection high-energy electron diffraction, RHEED)仪、X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)仪、显微共焦激光拉曼光谱仪(micro confocal laser Raman spectrometer)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)仪对不同Sb掺杂量的样品进行表征,并获得最佳的制备参数。研究结果表明:衬底温度为460℃时Bi和Te的流量比为1∶16左右;在Sb温度为350、360、370、380℃时,可以制得高质量的(Bi_(1-x)Sb_(x))_(2)Te_(3)薄膜。利用霍尔效应测量系统测量样品的电阻率、霍尔系数、迁移率和载流子浓度;测量结果表明,(Bi_(1-x)Sb_(x))_(2)Te_(3)薄膜的载流子浓度和主要载流子类型随x的变化而发生相应的变化,并伴随着费米能级位置的调谐,随着x的增加,在x=0.53到x=0.68的掺杂过程中,费米能级从导带下移到带隙,最终进入价带,多数载流子类型也从自由电子转变成空穴,(Bi_(1-x)Sb_(x))_(2)Te_(3)实现了从n型到p型的转化。 展开更多
关键词 分子束外延(MBE) 拓扑绝缘体 (bi_(1-x)sb_(x))_(2)Te_(3)薄膜 霍尔系数 载流子迁移率
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Bi_(2)S_(3)/CdSe共修饰TiO_(2)纳米管膜的构建及其光电化学阴极保护效应 被引量:1
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作者 王霞 官自超 +3 位作者 时海燕 金飘 刘国坤 杜荣归 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第5期861-872,共12页
为获得良好光电化学性能的TiO_(2)半导体复合膜,采用Bi_(2)S_(3)和CdSe对TiO_(2)纳米管膜进行共修饰。以阳极氧化法在Ti表面先制备TiO_(2)纳米管膜,再通过恒电流电沉积和连续离子层吸附反应在纳米管表面依次沉积CdSe和Bi_(2)S_(3),构建... 为获得良好光电化学性能的TiO_(2)半导体复合膜,采用Bi_(2)S_(3)和CdSe对TiO_(2)纳米管膜进行共修饰。以阳极氧化法在Ti表面先制备TiO_(2)纳米管膜,再通过恒电流电沉积和连续离子层吸附反应在纳米管表面依次沉积CdSe和Bi_(2)S_(3),构建了具有级联能带结构的Bi_(2)S_(3)/CdSe共修饰的TiO_(2)纳米管复合膜。结果表明,Bi_(2)S_(3)/CdSe/TiO_(2)纳米管复合膜对可见光吸收显著增强,光电化学性能大幅度提高。白光照射下,复合膜的光电流密度为670μA·cm^(-2),达到了纯TiO_(2)纳米管膜的17.6倍。Bi_(2)S_(3)/CdSe/TiO_(2)复合膜作为光阳极可使0.5 mol·L^(-1) NaCl溶液中的403不锈钢的电位相对于腐蚀电位下降690 mV,显示出良好的光电化学阴极保护效应。 展开更多
关键词 TiO_(2)纳米管 bi_(2)s_(3) CDsE 光电化学阴极保护 不锈钢
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