ZnO纳米线阵列膜的自组装生长及其金属接触特性

以磁控溅射制备的ZnO纳米晶薄膜作为籽晶层,用水热法在80℃氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)玻璃衬底上,实现了大面积ZnO纳米线阵列膜的取向生长,制备了3种金属-半导体-金属(metal-semiconductor-metal,MSM)结构的ZnO半导体纳米线阵列膜样品,测试了薄膜样品的光学特性和I-V特性。结果表明:在相同的生长液浓度下,籽晶层对所生长的纳米线尺度分布有显著影响。所制备的纳米线薄膜在室温下具有显著的紫外带边发射特性。ZnO纳米线/Ag和ZnO纳米线/Al的金属-半导体接触均具有明显的Schottky接触特性,而ZnO纳米线/Au的金属-半导体接触具有明显Ohmic接触特性。     

铜-二氧化硅凝胶薄膜的电化学制备及其光学性能

以CuCl_2·2H_2O和正硅酸乙酯(TEOS)作为前驱体,配制了透明稳定的Cu~(2+)–SiO_2复合溶胶。采用循环伏安法研究了Cu~(2+)在该溶胶中的电化学性质,以恒电位法在氧化铟锡(ITO)导电玻璃表面沉积了凝胶复合薄膜。采用扫描电镜、能谱、X射线衍射对复合薄膜进行了表征,以紫外-可见光谱测试了薄膜的线性光学性能。结果表明,控制电位在-0.24~0.2 V和负于-0.24 V(相对于饱和甘汞电极)可分别制备出Cu~+–SiO_2和Cu–SiO_2凝胶薄膜,前者的平均光学带隙宽度(Eg)为1.94 e V,略高于后者的1.92 eV。由于Cu在溶胶中是连续成核,导致了Cu–SiO_2凝胶薄膜中的Cu颗粒大小不均匀(在几十纳米至几微米之间),吸收光谱在400~500 nm出现了Cu带间迁移的吸收峰。     

新型模板法制备ZnO纳米结构薄膜及其光学性能研究

通过电化学阳极氧化-化学溶蚀技术制备了一种由无数纳米凸点和凹点所构成的新型铝基纳米点阵模板.采用直流反应磁控溅射法在这种新型模板上沉积得到氧化锌纳米结构薄膜.在室温下观察了氧化锌纳米结构薄膜的形貌,测定材料的晶体结构和光致发光(PL)性能,并讨论了不同溅射时间下制备的氧化锌纳米阵列结构以及其对氧化锌PL谱的性能影响.结果表明,采用直流反应磁控溅射-铝基纳米点阵模板可以制备ZnO纳米结构薄膜;PL谱表明溅射时间为10 min得到的氧化锌薄膜在396.5 nm和506.4 nm处分别出现紫外发射峰和蓝绿色荧光发射峰;随着溅射时间延长,氧化锌薄膜PL谱伴有红移现象且强度逐渐增强.这可能是由于改善了晶粒结构导致不能观测到ZnO薄膜的深能级发射峰所致.     

溶胶–凝胶法制备太阳光谱选择性吸收薄膜的研究进展

从太阳光谱选择性吸收薄膜的作用原理、吸收材料和膜系结构特点出发,结合实际工作,综述近年来溶胶–凝胶法制备的纳米颗粒–电介质复合材料型和尖晶石结构过渡金属氧化物型两类太阳光谱选择性吸收薄膜的研究进展,并探讨目前存在的问题及今后研究的方向。与以溅射为代表的现代气相沉积技术制备薄膜相比,溶胶–凝胶法制备的这两类薄膜具有与之相当的光学性能(吸收率α>0.90,发射率ε<0.10)和优异的湿热稳定性,同时还具有工艺简便、设备要求低以及易于大面积制膜等优点;但是溶胶–凝胶法引入了溶液中的化学反应,组分间的兼容性以及化学反应的特异性使得难以通过简单变换化学组分获得种类繁多的薄膜,因而目前溶胶–凝胶法制备的太阳光谱选择性吸收薄膜还局限在少数材料上。     

银含量对射频磁控溅射法制备Ag-TiO_2薄膜能隙和相结构的影响

采取射频磁控溅射法在硅和石英衬底上淀积Ag-TiO_2纳米薄膜,利用X射线衍射仪和紫外可见分光计分析薄膜的相结构和光学性能,研究银含量对Ag-TiO_2薄膜相结构和能隙的影响.结果表明:银含量影响Ag-TiO_2薄膜的相结构,薄膜中的银为金属Ag(Ag~0),随着银含量(0~40%,体积分数)的增加,薄膜的能隙先减后增,但是仍然小于纯TiO_2薄膜的能隙,银的添加明显地改善了TiO_2薄膜对可见光的吸收.     

改性纳米硅溶胶–丙烯酸树脂复合乳液的制备及性能研究

以丙烯酸及丙烯酸酯类单体为原料,在预聚过程中加入自制的改性纳米硅溶胶,采用溶液聚合法制备了改性纳米硅溶胶–丙烯酸树脂复合乳液,研究了反应时间、m(引发剂)/m(单体)和m(SiO_2)/m(单体)对复合乳液稳定性及其漆膜性能的影响。结果表明,反应时间为4 h、m(引发剂)/m(单体)为3%、m(SiO_2)/m(单体)为5%时,复合乳液的综合性能最优。与市售产品相比,所制备的改性纳米硅溶胶–丙烯酸树脂复合乳液涂膜性能更优,其硬度为4H,附着力0级,冲击强度50 kg·cm,柔韧性2 mm。     

聚酰胺酰亚胺/二氧化硅复合材料的制备及性能

将二氧化硅(SiO_2)纳米颗粒用阳离子表面活性剂——十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰后,加入到含有L–丙氨酸的新型光学活性聚酰胺酰亚胺(PAI)中,采用新型超声波空化技术,制备出一种功能性的PAI/SiO_2复合材料。研究了SiO_2纳米颗粒含量对复合材料的复合情况和耐热性能的影响。利用傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热重分析仪等对复合材料的结构、表面形貌和热稳定性进行表征。结果表明,SiO_2纳米颗粒与PAI成功复合;当SiO_2纳米颗粒含量为10%时,复合材料的表面形貌最佳,SiO_2纳米颗粒均匀分散在PAI基体中;复合材料失重10%时,热分解温度可达410℃,800℃下的残炭率为45.0%,极限氧指数为35.5%,热稳定性有了一定的提升。     

溶胶–凝胶合成Zn_(1–x)Cd_xO薄膜的结构形貌和光学性能

采用溶胶–凝胶法在玻璃基底上制备镉掺杂氧化锌(Zn_(1–x)Cd_xO)薄膜。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、紫外–可见分光光度计研究了镉掺杂量、预处理温度对薄膜结构及其光学性能的影响。结果表明:当预处理温度为150℃,且x0.3时,Zn_(1–x)Cd_xO薄膜为六角纤锌矿结构;当x≥0.3时,Zn_(1–x)Cd_xO薄膜出现立方岩盐矿结构。制备的薄膜表面的晶粒分布均匀且致密,平均晶粒尺寸随掺杂量的增加先减小后增大。Zn_(1–x)Cd_xO薄膜在可见光范围内透过率均高于80%;随着镉掺杂量增大,薄膜的吸收边红移,其禁带宽度逐渐由3.3 e V(x=0)减小至2.2 e V(x=1.0)。     

核-壳型SiO_2@TiO_2的制备与退火时间对其光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法工艺在二氧化硅(SiO_2)纳米颗粒微球表面包覆二氧化钛(TiO_2),制备合成核-壳型SiO_2@TiO_2复合纳米颗粒。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征样品的样貌情况、表面化学成分和分散性。使用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)测定200℃度下不同退火时间下SiO_2@TiO_2复合纳米颗粒对亚甲基蓝的光催化降解后的吸光度从而分析SiO_2@TiO_2复合纳米颗粒的光催化性能。实验结果表明,SiO_2@TiO_2纳米复合粒子形貌均匀,分散性好,退火时间在48h~72h光催化活最佳。     

纳米材料改性聚酰亚胺研究进展

介绍了纳米Al_2O_3、纳米SiO_2、纳米TiO_2、纳米MgO、纳米ZnO、纳米BaTiOO_3、倍半硅氧烷(POSS)、石墨烯和碳纳米管改性聚酰亚胺(PI)的研究进展,综述了各种纳米粒子的改性效果,其中纳米Al_2O_3、纳米SiO_2、纳米TiO_2、纳米MgO、纳米ZnO、纳米BaTiO_3对PI的改性研究主要集中在热性能、电学性能、力学性能等方面;石墨烯和碳纳米管改性PI具有优良的导电性;POSS使PI的抗氧化等性能有显著的改善。分析了偶联剂对改性薄膜性能的影响,并对今后纳米改性PI的发展趋势进行了展望。     

疏水性中空二氧化硅提高泡沫稳定性研究

采用硬模板法合成了中空二氧化硅(SiO_2)纳米颗粒,并对其进行了(3-氯丙基)三甲氧基硅烷改性,使其具有疏水性。用TEM、FT-IR和接触角测量仪进行了表征。改性后的疏水性中空SiO_2纳米颗粒具有良好的泡沫稳定性能,使加入纳米颗粒的泡沫性能在油/SDS溶液中提高了40.3%。同时,由于SiO_2纳米颗粒的环境友好性,使其成为一种很有前途的稳定泡沫材料,并为中空SiO_2纳米材料提供了一种新颖的应用——泡沫稳泡剂。     

Ag/SiO_2复合薄膜的表面等离子体共振吸收研究

用射频磁控溅射法制备了Ag/SiO2复合薄膜,通过改变沉积顺序和退火时间,制备不同形貌的金属颗粒复合薄膜,分析了颗粒形貌对表面等离子体共振吸收特性的影响。结果表明,当SiO2纳米颗粒镶嵌在Ag膜中,同Ag纳米颗粒镶嵌在SiO2中一样,也同样产生明显的表面等离子体共振吸收。     

银复合激光刻蚀FTO薄膜的光电性能

在掺氟二氧化锡(FTO)薄膜基底表面用激光刻蚀凹槽后以磁控溅射法复合金属Ag层,然后进行炉内退火处理,制得Ag复合激光刻蚀FTO薄膜。研究了Ag层厚度对样品表面形貌、晶体结构及光电性能的影响。结果表明,当Ag层厚度为5 nm时,大部分银纳米颗粒均匀密集地分布在凹槽内表面而不是凹槽外表面。复合银纳米颗粒及炉内退火有效地提升了FTO薄膜的光电性能。Ag层厚度为5 nm的薄膜在400～800 nm波段的透光率为78.40%,方块电阻为8.21Ω,品质因子达到1.069×10~(-2) Ω~(-1)。     

α-Fe_2O_3纳米颗粒的可控制备及其性能研究

以DBS(十二烷基磺酸钠)为形态控制试剂,在水-丁醇体系中成功合成了准立方体形貌的α-Fe2O3纳米颗粒。通过扫描电子电镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、透射电子电镜(TEM)、紫外分析光谱(UV-vis)以及振动样品磁强计(VSM)等手段等对产物进行了表征。研究表明,体系中DBS含量对α-Fe2O3的生成和形貌有着重要的影响,在DBS含量较少时主要得到α-FeOOH纳米棒,而随着DBS含量增大得到α-Fe2O3纳米准立方体,获得的准立方α-Fe2O3纳米颗粒有着优异的室温磁性能。     

可见高吸收红外高反射薄膜制备及光学特性研究

设计一种同时满足可见光波段高吸收和远红外波段高反射的特殊结构是制备红外低发射涂层的重要挑战。利用溅射镀膜法和化学合成法制备得到不同尺寸的金纳米颗粒(AuNPs),完成了AuNPs/SiO_2/Al薄膜结构设计,并结合高级数值仿真软件对其结构进行理论分析,使用可见分光光度计和傅里叶红外光谱仪测试了其可见光和远红外波段反射谱,研究了等离激元模式在纳米复合结构薄膜中的应用。结果表明,金属纳米颗粒尺寸和介质层厚度对该薄膜的反射性能都有十分重要的影响,通过制备纳米复合材料,可见光波段吸收率达到64.07%,远红外波段反射率下降不超过2.29%。     

（Ni–Mo）/TiO2纳米薄膜光电催化降解罗丹明B的性能

采用恒电流复合电沉积制备了（Ni–Mo）/TiO2薄膜,对薄膜的表面形貌、晶相结构和光谱特性进行了表征,以罗丹明B为模拟污染物对薄膜的光电催化性能进行了测定,并分析了光电催化机理。结果表明：（Ni–Mo）/TiO2薄膜是粒径为50～100 nm的TiO2纳米粒子相和纳米晶Ni–Mo固溶体相构成的复合薄膜。薄膜具有优异的...     

VB_2/SiO_2/PVDF复合材料压电薄膜的性能研究

介绍了维生素B_2/二氧化硅/聚偏氟乙烯(VB_2/SiO_2/PVDF)复合材料薄膜的制备工艺和压电性能。研究发现,在PVDF溶液中添加VB_2粉末和纳米SiO_2颗粒,通过蒸发结晶制备成膜,采用高倍率单轴拉伸和高压极化的方法可增加复合材料中β相的含量,从而提高复合材料的压电性能。研究中分别使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)等方法对VB_2/SiO_2/PVDF薄膜进行测试,并基于悬臂梁振动平台对压电复合薄膜的性能进行了测试,分析了VB_2和SiO_2不同含量组合和悬臂梁振幅对开路电压的影响。结果表明,VB_2和SiO_2的含量同时为1%和1%时,复合材料薄膜的压电性能最优,其在1 000μ应变下可产生1.52 V的峰-峰值电压。     

两亲二氧化硅纳米颗粒的制备及性能研究

通过Pickering乳液模板法对硅烷化的SiO_2纳米颗粒的部分表面进行氟化改性,制备出两亲SiO_2纳米颗粒,并研究其在气/液表面上的自组装行为和泡沫性能。采用粒径分析仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、表面张力仪、扫描电镜(SEM)和动态泡沫分析仪对两亲SiO_2纳米颗粒的粒径分布、化学组成、界面活性、石蜡乳滴的表面形貌和泡沫性能进行分析表征。结果表明:采用Stber方法合成的SiO_2纳米颗粒的平均粒径为104 nm;氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)处理后的SiO_2纳米颗粒在石蜡乳滴上排列的更加紧密有序,提高了改性效率;当两亲SiO_2纳米颗粒浓度达到0.6%时,两亲SiO_2纳米颗粒在界面上的吸附达到饱和,此时表面张力平衡值下降到32.7 m N/m,展现出良好的界面活性;泡沫性能测试结果表明,两亲颗粒有效地抑制了气泡合并、歧化作用和液膜排液,制备的泡沫具有良好的稳定性。     

化学镀Ni–Sn–P和磁控溅射TiN对Mn–Cu合金耐腐蚀性能和阻尼性能的影响

分别对Mn–Cu阻尼合金表面化学镀1 h和磁控溅射2 h,获得了5.42μm厚的Ni–Sn–P合金层和1.43μm厚的TiN层。对比了Mn–Cu合金及其表面化学镀Ni–Sn–P合金和磁控溅射TiN后的微观形貌、元素组成、结构、耐蚀性和阻尼性能。结果表明,化学镀和磁控溅射都能提高Mn–Cu合金的耐蚀性,Ni–Sn–P合金镀层的耐蚀性最好。化学镀Ni–Sn–P合金能够在一定程度上改善Mn–Cu合金的阻尼性能,而磁控溅射TiN会使基体的阻尼性能轻微下降。     

纳米晶TiO2半导体薄膜的制备和性能

以钛酸丁酯为前驱液，聚乙二醇2000为模板剂，采用溶胶．凝胶模板法在温和的条件下合成了纳米晶TiO2薄膜，并对其晶相、颗粒大小和表面形貌等进行了表征。结果表明，所制备的TiO2薄膜表面完整，无明显的裂纹，颗粒分布均匀，粒径和膜厚度保持在纳米级。电学性能测试表明，纳米晶TiO2薄膜在350℃具有p-型半导体特性，p-型TiO2半导体纳晶薄膜在新型气体传感器开发领域有着潜在的应用前景。