二维光子晶体微腔的制备及其对硅光学材料的光量子放大

光子晶体(PC)可以增加光物质相互作用和光发射效率,在微纳光子学、量子光学及信息光学等领域中都有着广泛的应用。近年来,二维硅基光子晶体微腔的发光增强效应研究取得了较为重大的突破。本文针对现有二维光子晶体及微腔的制备方法与发光性能的调控展开论述,详细介绍了二维光子晶体微腔的制备进程与温度、泵浦能量、微腔结构对微腔Q因子以及发光性能的影响,并进一步展望了二维光子晶体在硅材料光量子放大领域未来研究所面临的问题及应用前景。

聚酰亚胺/二氧化硅气凝胶复合材料研究进展

二氧化硅(SiO_(2))气凝胶是一种纳米多孔固体材料,具有比表面积和孔隙率较大、热导率较低等特点,但其力学性能较差。引入力学性能优良、耐高低温、热稳定性好的聚酰亚胺(PI)与SiO_(2)气凝胶复合,可制备出兼具二者优势的复合材料。综述了PI/SiO_(2)气凝胶复合材料的研究进展,介绍了该复合材料的类型及其性能,归纳了该复合材料在隔热、阻燃、防水等方面的应用,并对其发展前景进行了展望。

红磷基光催化材料领域的研究进展及展望

红磷(Red Phosphorus,RP)由于具有较窄的带隙,可响应可见光,又因其具有廉价易得的优点,近年来在光催化领域受到了广泛的关注.文章综述了RP及其同素异形体的性质、RP的光催化机理、RP基光催化剂、RP及其异质结构以及RP及其复合材料光催化剂的研究进展,对今后RP光催化剂的研究做了展望,提出RP在光催化中的应用的重要意义、开发RP制备新方法、在CO_(2)转化及其污水治理中的实际应用前景.

镧掺杂纳米二氧化钛光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土La离子掺杂的纳米TiO2光催化剂(La-TiO2),通过XRD、PL、UV-Vis对La-TiO2样品进行了表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,研究了不同热处理温度及不同La掺杂浓度的(La-TiO2)样品对MB的光催化降解效果。结果表明,所制备样品的晶型均为锐钛矿相和金红石相的混晶相,La离子的掺入拓展了TiO2对可见光的吸收范围,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合,提高了TiO2的光催化性能。La的掺杂量为n(La)∶n(TiO2)=1∶200,热处理温度为600℃条件下制备的样品对亚甲基蓝的降解率为96.6%,显著高于Degussa P25(58.62%)。

CdS/FeP复合光催化材料界面结构与性质的理论研究（英文）

构建同质异相或异质结构是提高光催化材料性能的有效途径之一,尤其是对于CdS这类具有光腐蚀的材料,这种方法还能起到提高光催化材料稳定性的作用。因此目前制备CdS基复合光催化材料得到了广泛的研究,但是目前对其中的一些基本问题和关键因素仍需要进一步探讨和解释。本文采用第一性原理方法对CdS/FeP复合光催化材料中异质结构的界面微观结构和性质进行深入研究。计算结果表明,由于在界面上部分悬挂键被饱和,界面模型呈现出与体相或表面模型不同的电子结构特征,并且有界面态的存在。在CdS/FeP异质结构的界面处,CdS和FeP的能带都相对向下移动,而且FeP的能带(费米能级)插入到CdS的导带下方;同时在界面达到平衡态之后,异质结构的内建电场由FeP层指向CdS层,因而能够实现光生电子-空穴对在CdS/FeP界面处的空间有效分离,这对于光催化性能的增强极其有利。此外,构建CdS/FeP异质结构也能够进一步增强CdS在可见光区的光吸收。本文研究结果为构建具有异质结构的高效复合光催化材料提供了机理解释和理论支持。

SOFC电解质薄膜制备技术研究进展

针对固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质薄膜制备技术与电池性能研究进展进行了综述。SOFC是高效率的电源装置,但其效率严重依赖于电解质层的薄膜化。对比分析了目前电解质薄膜制备中使用的干压法、流延法、丝网印刷、浸涂法、溶胶凝胶法、电泳沉积、物理气相沉积、化学气相沉积、等离子喷涂等技术的优劣之处,并探讨了不同制备技术对电池综合性能的影响。

WO3气敏传感材料及器件的研究进展

随着人类的发展与社会的进步,人们对身边的环境问题越来越重视,尤其是对有毒有害气体的检测,而金属氧化物气敏传感器就可以解决这一问题。金属氧化物半导体气体传感器由于小巧、成本低廉、使用便捷、响应迅速等特点而被广泛的研究与应用。三氧化钨(WO3)作为一种典型的n型半导体气敏材料,因其独特的气敏性能在检测各种有毒有害气体方面引起了广泛关注。传感材料的结构与形貌、暴露晶面、氧化物和贵金属的引入对改善材料的气敏性能起着关键性的作用。总结了近几年对一维,二维和三维WO3材料的合成、界面的调控和对其改性方法、气敏性能的研究及相关机理的分析,提出了目前基于WO3的气敏传感器研究过程中存在的问题,并对其未来发展趋势进行了展望。

单原子材料的制备、表征及其在气敏传感器中的应用进展

气敏传感器技术的发展对于人类社会发展具有积极的作用。近年来的研究显示,原子级分散的材料具有超高的活性、独特的电子结构和量子尺寸效应等,故将某些单原子负载在一定的气敏材料上,将会显著提高气敏材料的气敏性能。本文综述了近些年来国内外单原子材料的制备和表征技术及其在气敏传感器中的研究进展,分析了单原子材料的性能优势、单原子负载策略、分析方法、气敏性能、气敏机理等,同时探讨了存在的问题以及单原子材料气敏传感器在未来的发展趋势,最后对单原子材料在气敏传感器中的应用发展提出了相关的一些看法。

生物质碳材料及其研究进展

重点介绍了生物质碳材料各种维度的碳结构,综述了生物质碳材料的制备方法及其优缺点,对生物质碳材料在超级电容器和离子电池两个方向的应用与开发现状进行了归纳,分析了原子掺杂对生物质碳材料结构与性能的改良,并就原子掺杂的种类进行了总结.最后,对生物质碳材料的发展方向与应用前景进行了展望.

氨气传感材料及器件的研究进展

氨气是一种有毒气体,对人体健康具有危害作用,故实时监测其在空气中的浓度非常重要。近年来,出现了众多类型的氨气气敏材料,氨气传感器得到了迅速发展。综述了柔性与非柔性两类不同材料的氨气传感器,并探讨了氨气传感器下一步发展趋势。

苯系物(BTEX)检测气敏材料研究进展

金属氧化物半导体传感器因具有体积小、成本低廉、使用方便等优点,越来越受到研究者的关注并被用于有毒有害气体的监测。传感材料是气敏传感器的核心,本文综述了近年来氧化物半导体BTEX气敏传感材料的研究进展,对传感材料的微结构、负载/掺杂改性、气敏性能、气敏机理及存在的问题进行了分析,并探讨了其下一步发展趋势。

纳米TiO_2光催化去除水华藻类的研究进展

由水体富营养化而引起的蓝藻水华是目前全球面临的重大水环境问题,严重威胁水生生态环境以及人类的健康。综述了近年来以TiO_2为代表的纳米材料光催化技术在蓝藻水华治理方面的研究现状,其中光催化负载体技术与可见光响应下高效光催化性能的研究广泛;归纳并总结了TiO_2抑制蓝藻生长光催化机理的一般规律性以及其对蓝藻细胞作用的活性氧(ROS)破坏机制。TiO_2光催化技术未来的发展趋势具有长期可行性,但在实际应用中新型结构单元的高效光催化剂的探索,负载装置应用的完善以及对水体中有害毒素的去除仍然是研究的难题。

Ag-15Cu-10Au-2Ni合金的显微组织与性能

通过高真空感应熔炼制备Ag-15Cu-10Au-2Ni合金,对其塑性变形以及热处理后的显微组织、力学、电学性能进行了研究。研究结果表明,该合金由富银相和富铜相组成,Ni元素主要固溶在富铜相中;合金的加工强化效果明显,95%变形量合金的硬度达到201 Hv(铸态为90 Hv),抗拉强度达到744 MPa;650℃退火1 h后合金延伸率达到31.8%,硬度与铸态的相近;随退火温度增加合金电阻率先降低后增加,350℃退火1 h后合金的电阻率为最小(3.98μΩ·cm),这是合金低温区退火出现有序相变所致。

动力学Monte Carlo方法对量子点生长微观机理模拟的研究进展

为深入理解生长因素及应变对量子点形成的影响,科研工作者采用动力学蒙特卡罗方法对量子点的生长进行了大量研究。简要概括了采用动力学蒙特卡罗法(kinetic monte carlo,KMC)模拟量子点生长的研究进展。主要从模型结构和原子间相互作用势的差异来介绍量子点二维层状生长向三维岛状生长过渡、成核位置、量子点尺寸分布以及量子点形貌转变等内容。此外还简单介绍了图形衬底上有序量子点生长的模拟研究进展,为量子点生长及应用奠定了坚实的基础。

纳米Black TiO_2的研究进展

利用太阳能从水中产生氢和去除环境中有机污染物的半导体光催化技术被认为是极具发展潜力的技术之一,其中TiO_2纳米材料被视为主要的光催化剂受到了重点研究,但高的光生载流子复合率和较宽的带隙导致其实际应用受到严重制约,通过制备在表面产生Ti 3+和氧空位缺陷的Black TiO_2有望解决这一问题。综述了Black TiO_2光催化材料的研究进展,并对其应用和发展前景进行了展望。

钙钛矿太阳能电池中电子传输层研究进展

近年来钙钛矿太阳能电池发展迅速,电子传输层在传输电子和阻挡空穴等方面起着重要作用,是钙钛矿太阳能电池效率提高的保障.文章从电子传输层的工作机理出发,介绍了目前常见的金属氧化物和有机分子材料作为电子传输材料的相关研究进展,综述了针对电子传输层的离子掺杂、界面修饰、纳米结构调整等方面的研究工作,对电子传输层今后的研究趋势进行展望.

WO_(3)基的气敏传感器的研究现状及气敏性能提升的机理分析

随着市场对有机挥发性气体检测技术要求的日益提高,金属半导体气敏传感器由于其工作温度较低、循环稳定性好、响应和恢复时间短等特点而受到广泛关注.三氧化钨(WO_(3))作为一种典型的n型金属半导体气敏材料,由于其特殊的气敏特性而在探测各类有毒有害物质的领域中受到了人们普遍重视.传感材料的结构和形貌、暴露晶面、金属氧化物和贵金属离子的引入,对改善材料的气敏性能起着关键性的作用.文章介绍了WO_(3)气敏传感器材料对各种气体的应用,提出基于WO_(3)的气敏传感器研究过程中所面临的难题,并对其未来发展方向进行了展望.

Yb,N共掺杂TiO_2光催化剂的制备及可见光下降解亚甲基蓝的研究

采用微波辅助溶胶-凝胶法制备了Yb,N共掺杂的纳米(Yb,N)-TiO2光催化剂,通过XRD、XPS、UV-Vis-DRS、PL等对(Yb,N)-TiO2样品进行了表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同Yb掺杂浓度的(Yb,N)-TiO2对MB的光催化降解效果。结果表明,Yb和N的掺入减小了TiO2的禁带宽度,降低了光生电子-空穴对的复合,使其吸收光谱的阈值波长红移至可见光区,提高了TiO2的光催化活性。当p H值=1.5、m(H2NCONH2)=10 g、热处理温度为650℃、n(Yb)∶n(Ti)=0.005时,(Yb,N)-TiO2粉体在普通日光灯下对亚甲基蓝在5 h内的光催化降解效率达93.55%,明显高于同等条件下P25的降解率45.72%。

Sm-TiO2光催化剂的制备及可见光下降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土钐掺杂的纳米TiO_2光催化剂(Sm-TiO_2),通过XRD、XPS、UV-Vis-DRS、PL、Nano-sizer纳米粒度分析仪等对Sm-TiO_2样品进行表征和分析,以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同掺杂浓度样品对MB的光催化降解效果。结果表明,Sm的替代掺杂引起的晶格畸变促进了金红石相的形成,但晶界及表面的Sm物种抑制了TiO_2从锐钛矿相向金红石相转变,细化了晶粒。适量的Sm掺杂使TiO_2的吸收光谱阈值红移,有效降低了光生电子-空穴对复合率,提高了TiO_2光催化活性。当pH值=2、掺杂量n(Sm)∶n(Ti)=0.006、热处理温度为500℃时,Sm-TiO_2样品在普通日光灯下光催化降解MB的活性最高,其一级表观速率常数较相同条件下纯TiO_2提高了约4倍。

碳掺杂TiO_2光催化剂的制备与性能研究

以葡萄糖和钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了C-TiO2光催化剂粉体。利用XRD、XPS、Raman、PL、UV-Vis等对样品进行表征分析,研究了不同制备条件对样品性能的影响,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,研究了其光催化性能。结果表明,碳掺入到TiO2晶格中,促进了样品由锐钛矿相向金红石相的转变,拓展了TiO2在可见光区的光谱响应范围,降低了光生电子和空穴的复合几率。当n(C)∶n(Ti)=0.30,400℃条件下焙烧4h制备的样品催化性能最好,在普通日光灯下3h内对MB的降解率达90.17%,显著高于同等实验条件下的Degussa P25(49.71%)。