SiO_2 Opal光子晶体结构周期数对TiO_2染料敏化太阳能电池光电性能的影响

通过在N719敏化的纳米晶二氧化钛膜上耦合SiO_2 Opal光子晶体,以此复合膜为光阳极,以敏化二氧化钛与无序SiO_2的复合膜为参比膜,考察了SiO_2 Opal光子晶体结构周期数对电池光电性能的影响。SiO_2 Opal光子晶体的结构周期数由制备光子晶体时的沉积液浓度控制。实验结果表明复合光子晶体后,电池的短路电流密度ISC和能量转化效率Eff明显提高,且光子晶体周期数越多,提高率越大,当SiO_2 Opal结构周期数增加至20层时,ISC和Eff与参比膜相比分别增加了91%和164%。IPCE分析表明光电性能提高的原因在于当光子晶体带隙与N719吸收峰重合时,利用光子带隙反射与光局域效应可提高N719对波长530nm光的吸收率。即光子晶体可有效提高吸光材料在光子带隙处的吸光率,且随着光子周期数增加,提升效果越显著。

ZnS-opal与反opal结构ZnS光子晶体的组装

以单分散SiO2微球为基元,在75%～80%湿度、30～45℃恒温密闭烘箱中垂直快速组装opal模板;以Zn(NO3)(20.035mol/L)、TAA乙醇溶液(0.05mol/L)为前体,通过溶剂热法充填形成ZnS-opal复合光子晶体;ZnS-opal复合光子晶体在2%～5%的HF溶液中浸泡4～5h后卸载模板,制得反opal结构ZnS基光子晶体;采用XRD、SEM、UV-Vis测试手段对反opal结构ZnS基光子晶体形貌、物相和光学性能进行了表征。结果表明:溶剂热法多次充填可使ZnS纳米晶在模板密堆积形成的空隙中均匀成核;经过酸处理的ZnS-opal中SiO2微球溶解、坍塌,形成蜂窝状三维有序介孔和反opal结构ZnS基光子晶体;相同粒径SiO2微球组装的opal模板、ZnS-opal以及反opal结构ZnS光子晶体均表现出光子带隙特性,但反opal结构ZnS光子晶体带隙位置相比前两者发生了蓝移。

利用二氧化硅欧泊模板合成三维多孔金属镍

Porous metallic nickel has been synthesized using SiO2 opal as template. The template was prepared by self-assembled sedimentation of monodispersed SiO2 spheres. The metallic nickel precursor was impregnated into the void of the SiO2 opal template. The precursor transferred to metallic nickel after calcination in the nitro- gen atmosphere. Then, the SiO2 opal template was removed and three-dimensional porous metallic nickel with a meso-/macroporous structure was obtained. The as-synthesized samples were characterized by XRD, FESEM and nitrogen adsorption-desorption methods.

利用SiO_2欧泊制备高比表面积三维有序大孔碳

通过自组装的方法制备了面心立方结构的S iO2欧泊,并利用其为模板,分别采用“体积模板”与“表面模板”两条途径,合成了两类不同结构的三维有序大孔碳材料,分析了填充次数对产物形貌结构的影响。通过场发射扫描电子显微镜和氮气等温吸附-脱附分析对所合成的三维有序大孔碳进行了表征。结果表明:两种结构的碳材料都保持了欧泊的三维有序性,并且具有高的比表面积与孔容。这类材料在催化、分离、吸附以及电极等领域有着广阔的应用前景。

热处理温度对蛋白石晶体的影响

采用等体积快速混合法制备了不同粒径的单分散SiO2微球，通过重力垂直沉降自组装形成了蛋白石模板，研究了热处理温度对蛋白石晶体模板形貌、结构与光学性能的影响。SEM，TG-DSC，UV—Vis等分析表明：热处理可提高组装微球的粘合性与模板的机械强度；SiO2胶体模板煅烧温度在700～800℃较为合适；热处理能够改变蛋白石晶体光子带隙的位置，随着煅烧温度的升高，带隙发生蓝移并且带隙逐渐变窄。