PEDOT:PSS/Fe_(3)O_(4)复合薄膜的制备及其超电容性能研究

以价格低廉的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒为填料,聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)为基材制备复合材料,并采用高氯酸(HClO4)对其进行后处理,获得PEDOT:PSS/Fe_(3)O_(4)柔性自支撑薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、X射线电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)对复合薄膜进行形貌和结构表征,并采用循环伏安(CV)和恒电流充放电(GCD)对其进行电化学性能分析。结果表明:经酸处理的PEDOT:PSS/Fe_(3)O_(4)复合薄膜表面粗糙,电化学性能得到较大提升,且倍率性能较好。在1 A/g时,放电比电容可达106 F/g,远远超出PEDOT:PSS原始膜和未处理的PEDOT:PSS/Fe_(3)O_(4)复合薄膜;在10 A/g时,放电比电容能够保持在81 F/g。

WO_(3)/CuWO_(4)复合薄膜的制备及光电化学性能

本工作以两步水热法成功制备了三维立体结构的WO_(3)/CuWO_(4)复合薄膜,通过调整CuWO_(4)的水热时间得到了复合薄膜的最佳制备条件,并对WO_(3)/CuWO_(4)复合薄膜进行吸收光谱测试、光电流测试、光电催化测试和电化学阻抗测试。结果表明,所制备的WO_(3)/CuWO_(4)-5 h复合薄膜的带隙介于CuWO_(4)和WO_(3)之间,为2.44 eV,具有更宽的光谱响应范围;在1.5 V的偏压下,WO_(3)/CuWO_(4)-5 h复合薄膜表现出2.11 mA/cm 2的高光电流密度;WO_(3)/CuWO_(4)-5 h复合薄膜对亚甲基蓝溶液的光电催化降解效率为58.5%,高于WO_(3)薄膜(降解效率为41.4%);电化学阻抗谱表明,WO_(3)/CuWO_(4)薄膜电荷转移电阻比单一WO_(3)薄膜小,对应更好的光电化学性能。

原位加热电镜技术研究WO_(3)-BiVO_(4)非晶复合薄膜退火相变过程

本文利用原位加热电镜技术和高分辨透射电镜研究了WO_(3)-BiVO_(4)非晶复合薄膜原位退火相变过程。退火过程中,薄膜中的Bi元素逐渐挥发,由于电镜中的高真空缺氧环境,加热到600℃时,形成的结晶相大部分为立方W相,少量的WO_(x)(0<x≤3)、VO_(x)(0<x≤25)和BixVOy(0<x≤1,0<y≤4)氧化物晶相,完全不同于利用脉冲激光沉积方法在充足氧气气氛和600℃条件下生长退火后形成的WO_(3)纳米柱嵌入BiVO_(4)基质中的垂直异质外延结晶复合薄膜。因此,退火气氛和样品的受热方式对薄膜的结晶相变过程有很大影响。

WO_(3)/NiWO_(4)复合薄膜的制备及其光电化学性能

采用两步水热法在导电玻璃(FTO)上制备了WO_(3)/NiWO_(4)复合薄膜。通过XRD,SEM表征了WO_(3)/NiWO_(4)复合薄膜的组成结构及微观形貌,利用UV-Vis、光电流测试、光电催化测试和交流阻抗测试分析了WO_(3)/NiWO_(4)复合薄膜的光电性能。结果表明:WO_(3)/NiWO_(4)复合薄膜相较于WO_(3)薄膜具有更好的光吸收特性、光电流密度和光电催化活性,其中水热反应3 h的WO_(3)/NiWO_(4)复合薄膜的光电化学性能最佳。WO_(3)/NiWO_(4)-3 h在1.4 V(vs.Ag/AgCl)时的光电流密度为1.94 mA/cm^(2),光电催化210 min对亚甲基蓝溶液的降解效率为57.1%。交流阻抗图谱表明WO_(3)/NiWO_(4)薄膜的电荷转移电阻小于WO_(3)薄膜,光电化学性能更优。

WO_(3)/SnO_(2)复合薄膜的制备及光电性能

采用水热法和电化学沉积法,成功制备了包覆有SnO_(2)纳米颗粒的WO_(3)纳米棒阵列薄膜,退火处理后形成WO_(3)/SnO_(2)异质结复合薄膜。通过改变SnO_(2)的沉积时间得到了复合薄膜的最佳制备条件。采用XRD,FESEM对WO_(3)/SnO_(2)复合薄膜的物相和形貌进行了分析,通过电化学工作站对WO_(3)/SnO_(2)复合薄膜的光电性能进行了研究,结果表明,电沉积时间为120 s时,WO_(3)/SnO_(2)复合薄膜具有最小的阻抗,且在0.6 V的偏压下光电流密度为0.46 mA/cm^(2),相比于单一WO_(3)纳米棒薄膜,表现出更好的光电化学性能。

基于分等级中空微球结构Co_(3)O_(4)/WO_(3)复合材料的制备及对H_(2)S的气敏性能

通过简单的水热法合成了由纳米颗粒自组装而成的分等级中空微球结构WO_(3)和Co_(3)O_(4)/WO_(3)材料,整个实验过程中不添加任何的表面活性剂和模板剂,符合绿色化学发展理念。对样品的形貌、结构、化学成分和气敏性能进行了表征。结果表明,Co_(3)O_(4)/WO_(3)复合材料成功构筑p-n异质结并呈中空微球结构。在气敏性能测试中,Co_(3)O_(4)/WO_(3)复合材料传感器在最佳工作温度50℃下对体积分数为1×10^(-5)的H_(2)S气体的响应值为42.1,约为WO_(3)传感器的3.37倍,响应时间仅为8 s。本实验还进行了1×10^(-8)~5×10^(-5)不同体积分数的H_(2)S气体连续循环检测,检测下限低至1×10^(-8)。同时,所制备的传感器具有良好的稳定性、选择性和重现性。此外,还详细分析了Co_(3)O_(4)/WO_(3)复合材料用于H_(2)S气体检测的传感机理。

Ag_2S/Ag_3PO_4/Ni复合薄膜的制备及其光催化性能

采用电化学方法制备Ag_2S/Ag_3PO_4/Ni复合薄膜,以扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UVVis DRS)对薄膜的表面形貌、晶相结构、光谱特性及能带结构进行了表征,以罗丹明B为模拟污染物对薄膜的光催化活性和稳定性进行了测定,采用向溶液中加入活性物种捕获剂的方法对薄膜的光催化机理进行了探索。结果表明:最佳工艺制备的Ag_2S/Ag_3PO_4/Ni是由均匀的球形纳米颗粒构成的薄膜,其光催化活性明显优于纯Ag_3PO_4/Ni薄膜和纯Ag_2S/Ni薄膜,且在保持薄膜光催化活性基本不变的前提下可循环使用6次。提出了可见光下Ag_2S/Ag_3PO_4/Ni复合薄膜光催化降解罗丹明B的反应机理。

RGO/WO_(3)复合薄膜的制备及应用进展

介绍了水热法、电化学沉积法、溶胶凝胶法制备RGO/WO_(3)复合薄膜的研究进展,比较了各种方法对RGO/WO_(3)复合薄膜结构和形貌的影响.简述了RGO/WO_(3)复合薄膜在电致变色显示器、气体传感器、光催化上的应用,对RGO/WO_(3)复合薄膜的发展趋势提出展望.

电化学共沉积制备可见光高催化活性Ag_3PO_4/CNTs/Ni复合薄膜

采用电化学共沉积法制备了Ag_3PO_4/CNTs/Ni复合薄膜,运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对其进行了形貌和结构特性的分析,在可见光下分别考察了复合薄膜光催化降解罗丹明B和刚果红的性能。结果表明,最佳工艺制备的Ag_3PO_4/CNTs/Ni复合薄膜最外层为大小均匀的Ag_3PO_4球形颗粒,平均粒径为20～30 nm,而在其内层则为Ag_3PO_4和CNTs交错的网状结构。Ag_3PO_4/CNTs/Ni复合薄膜的光催化活性和稳定性均明显优于纯Ag_3PO_4/Ni薄膜,且光催化降解罗丹明B的速率常数是纯Ag_3PO_4/Ni薄膜的2.14倍。这都归因于CNTs的高导电性及其与Ag_3PO_4良好的协同效应,有效地促进了光生电子与空穴的分离。

复合靶溅射Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜的结构和相变

采用金属与金属氧化物复合靶的射频溅射法 ,在 Si基片上沉积制备 Bi4 Ti3O1 2 (BTO)铁电薄膜 ,用变温 X-射线及热分析等方法研究 BTO铁电薄膜的结构和相变 ,结果表明 ,在温度为 35 0～ 4 4 5°C之间 ,薄膜经历由烧绿石相向钙钛矿相的结构相变 ,在 6 70°C附近 ,薄膜由铁电相向顺电相转变 ,该相变是由于晶格畸变量 b/ a随温度上升连续减小 ,使得薄膜晶体对称性发生改变引起 ,在相变附近未观察到潜热的产生。

WO_(3)/Bi_(2)WO_(6)复合薄膜的制备及其光电化学性能

以导电玻璃为基底采用水热法制备了WO_(3)纳米片薄膜,再通过溶剂热法改变不同溶剂热反应时间(6、8和10 h)在WO_(3)纳米片薄膜上生长Bi_(2)WO_(6)制备了WO_(3)/Bi_(2)WO_(6)复合薄膜。利用XRD、SEM、UV-Vis、光电流、光电催化和交流阻抗对WO_(3)/Bi_(2)WO_(6)复合薄膜的结构和光电性能进行表征与测定。结果表明,WO_(3)纳米片薄膜的光电流密度为0.74 mA/cm^(2),对质量浓度为6.0 mg/L亚甲基蓝的光电催化效率为47.9%。不同WO_(3)/Bi_(2)WO_(6)复合薄膜的光电化学性能均优于单一WO_(3)纳米薄膜,且溶剂热反应时间为8 h的WO_(3)/Bi_(2)WO_(6)复合薄膜具有最高的光电流密度(1.22 mA/cm^(2))和最优的光电催化效率(58.6%)。WO_(3)/Bi_(2)WO_(6)复合薄膜有效降低了复合薄膜内部电子阻抗,增加了有效光电化学反应位点,显著提升了光电化学性能。

g-C_(3)N_(4)-Bi_(2)WO_(6)/沸石复合光催化材料的制备及氨氮降解研究

利用高温法制备g-C3N4,通过水热法分别制备g-C_(3)N_(4)-Bi_(2)WO_(6)光催化剂及沸石分子筛,以沸石分子筛为载体,利用简单研磨共混煅烧法制备g-C_(3)N_(4)-Bi_(2)WO_(6)/沸石复合光催化剂。通过SEM、XRD、BET对复合光催化剂的结构性质及物相组成进行表征,同时以40mg/L氨氮为目标污染物,研究了复合催化剂吸附、光催化及循环稳定等性能并确定了使用的最佳投料比,最后对作用的活性物质进行分析。结果表明,对Bi_(2)WO_(6)进行掺杂及负载化改性后,比表面积及总孔容分别提高了217.1m^(2)/g、0.497cm^(2)/g,对氨氮吸附能力明显增强,达到7.92mg/g;以千分之一投料,光照10h,光催化可降解52.2%的氨氮,较改性前提高了35.8%,且在循环使用七次后,降解率仍为44%,具有良好的稳定性;降解中主要的活性物质为电子空穴(h^(+))与超氧自由基(·O2^(-))。

对丙酮高气敏选择性的Pt纳米颗粒修饰的NiWO_(4)/WO_(3)异质结构纳米管

以聚苯乙烯(PS)纳米纤维为模板,采用简单的自组装法制备异质结构NiWO_(4)/WO_(3)(Ni/W)纳米管。采用超声混合法获得Pt修饰的NiWO_(4)/WO_(3)复合纳米管(Pt@Ni/W)。结果表明,气敏性能从高到低依次为Pt@Ni/W>Ni/W>WO_(3)。2%Pt@Ni/W-5纳米管在375℃时对100×10−6丙酮具有最高的响应值(58.4),分别是WO_(3)和NiWO_(4)/WO_(3)纳米管的10.6和1.53倍。此外,相比于乙醇、甲醛、甲醇、氨气和甲苯,2%Pt@Ni/W-5纳米管对丙酮显示出极高的选择性。Pt修饰的NiWO_(4)/WO_(3)纳米管对丙酮表现出良好的响应性和稳定性,这归因于NiWO_(4)/WO_(3)异质结构的形成和Pt纳米颗粒的溢出效应。

Tb^(3+)∶KY(WO_(4))_(2)薄膜的制备及其荧光性能的研究

采用浸渍提拉法以SiO_(2)为缓冲层在石英基片上制备Tb^(3+)∶KY(WO_(4))_(2)薄膜。通过X射线衍射、扫描电镜、原子力显微镜和荧光光谱进行表征。结果表明:加入缓冲层薄膜具有垂直于c轴的择优取向,石英基片与薄膜之间的晶格失配为9.7%,薄膜的结晶度为87.9%,厚度在10~15nm之间,表面粗糙度Ra=13.346nm。激发光谱和发射光谱显示,254nm激发光可发射545nm的绿光,545nm处的荧光寿命是0.69ms。

WO_(3)/Ag_(3)PO_(4)复合物的制备及其光催化性能研究

为了提高WO_(3)的光催化性能,本文采用机械混合法制备了一系列不同Ag_(3)PO_(4)含量的WO_(3)/Ag_(3)PO_(4)复合物样品,并通过X-射线粉末衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱和X-射线光电子能谱进行了表征。在可见光(λ>400 nm)照射下,通过光催化1,4-二氢-2,6-二甲基吡啶-3,5-二羧酸二甲酯(1,4-DHP)的氧化脱氢反应考察了WO_(3)/Ag_(3)PO_(4)复合物的光催化性能。结果表明:WO_(3)/Ag_(3)PO_(4)复合物的光催化活性明显高于纯WO_(3)和Ag_(3)PO_(4);可见光照射30 min后,WO_(3)/Ag_(3)PO_(4)对1,4-DHP的氧化脱氢效率最高可达97.3%。在1,4-DHP的光催化氧化脱氢过程中,光生空穴为主要的活性物种,超氧负离子自由基起次要作用。本研究提供了一种增强光催化剂活性的简单方法。

PDMS-Fe3O4复合光学薄膜的制备及特性研究

综合研究了PDMS-Fe3O4复合光学薄膜的制备方案,并针对PDMS-Fe3O4复合光学薄膜的特性进行分析。PDMS-Fe3O4复合光学薄膜制备过程使用的试剂主要有乙酸镧、乙酸锶、乙酸锰、乙酰丙酮、去离子水、丙酮,通过制造PDMS湿膜、增加薄膜厚度、旋涂40s、退火炉升温四步完成制备。通过分析发现经过高温退火可以有效提高PDMS-Fe3O4复合光学薄膜的电容,但是过高的退火温度会导致薄膜电容急剧下降,同时也会急剧增加介电损耗,因此需要在薄膜的表面额外旋涂一层PDMS覆盖层,再进行高温退火处理。

C3N4／Mn多层复合超硬薄膜

该C3N4／Mn多层复合超硬薄膜包括Mn过渡层、C3N4／Mn主耐磨层和Mn表面减磨层，具有很高的显微硬度。

基于Co_(3)O_(4)/WO_(3)复合纳米材料的氢气泄漏传感器技术研究

为提高基于WO_(3)纳米材料的气体传感器的氢敏性能,通过物理混合、负载和掺杂的方法制备了3种基于Co_(3)O_(4)/WO_(3)复合气敏材料的氢气传感器,并对其响应机理和分散模型进行了探究。其中基于Co掺杂WO_(3)复合气敏材料的氢气传感器的性能最佳:在工作温度为230℃时,1%的氢气响应值可达50%,响应时间仅约6 s,同时具有良好的选择性,对甲烷、丁烷以及一些有机蒸气(甲醇、乙醇)响应较差。因此,基于Co掺杂WO_(3)复合气敏材料的氢气传感器十分适合检测加油加氢混合站的氢气泄漏。

LBL法制备Cu_3SbS_4薄膜

针对水溶液化学沉积法沉积过程复杂且难于控制的缺点,利用LBL(layer-by-layer)法,在玻璃基片上制备出了Cu3SbS4薄膜。即首先在玻璃基片上沉积Sb2S3薄膜,然后再在其上制备CuS薄膜,最后进行退火处理。探讨了薄膜的制备机理、生长速度、结构特性和光学特性。制备的薄膜为多晶Cu3SbS4(四方晶系)结构,厚度为344nm,直接光学带隙约为0.47eV。

CaFe_(2)O_(4)/WO_(3)异质结光催化剂的制备及对亚甲基蓝的降解

通过水热合成和热处理相结合的方法制备p-n型CaFe_(2)O_(4)/WO_(3)异质结复合材料。采用XRD、SEM、TEM、EDS、BET及UV-Vis-DRS对材料结构和性能进行表征和测试,并研究了水溶性染料亚甲基蓝(Methylene blue)的光催化降解。结果表明:相对于单相WO_(3),p-n型CaFe_(2)O_(4)/WO_(3)复合材料的响应范围明显地扩展到更高波长的可见光区,能高效地实现光催化降解有机染料亚甲基蓝。CaFe_(2)O_(4)/WO_(3)质量比为5%的CaFe_(2)O_(4)/WO_(3)复合材料比表面积为19.7 m^(2)/g,孔径分布在20~150 nm之间;在模拟可见光降解50 mg/L的亚甲基蓝实验中,其在6 h内的降解率达到了90%,重复3次的光催化降解率仍有86%,降解反应速率常数k_(a)为0.180 h^(-1),显示出优异的光催化降解能力和循环稳定性。降解机理研究表明,WO_(3)和CaFe_(2)O_(4)之间的价带和导带关系满足能级匹配条件,可形成p-n型CaFe_(2)O_(4)/WO_(3)异质结,从而提高复合材料的光催化活性。