一、溶胶-凝胶法制备纳米薄膜的研究进展(论文文献综述)
翟晓娜[1](2020)在《SnxSy薄膜的溶胶-凝胶法制备与性能研究》文中提出SnxSy化合物属于IV-VI族半导体化合物材料,种类繁多,应用广泛,具有优异的半导体性能。同时SnxSy化合物的组成元素在地球上储量丰富,价格较低,具有良好的环境兼容性。本论文主要从降低SnxSy薄膜的生产成本,优化制备工艺,寻找一种适合于工业化生产的制备方法入手,并对薄膜的可控制备进行了技术研究及性能表征,主要工作如下:(1)通过对SnxSy薄膜的溶胶-凝胶的初步工艺探索,包括对溶胶-凝胶法制备过程中Sn源、S源、溶剂、稳定剂的选择、水浴温度、时间的控制,Sn2+的浓度、S/Sn、热解、退火温度的尝试,初步确定使用溶胶-凝胶法制备SnxSy薄膜的制备方案。(2)以Sn Cl2?2H2O为Sn源,CH4N2S为S源。S/Sn=1,采用溶胶-凝胶法制备了Sn2S3薄膜并系统地研究了退火温度对所制备Sn2S3薄膜物理性能的影响。结果表明:退火温度主要影响薄膜的物相进而影响薄膜的其他物理性能。(3)以Sn Cl2?2H2O为Sn源,CH4N2S为S源。S/Sn=1.4,采用溶胶-凝胶法制备了SnS薄膜并系统地研究了退火气氛对所制备SnS薄膜物理性能的影响。结果表明:所有薄膜的主要物相均为SnS相。当退火气氛由Ar气氛转变为H2气氛时,SnS相的择优取向由(040)转变为了(101)。而随着择优取向的不同,薄膜表面的片状形貌有所不同。此外,通过分析发现所制备的薄膜禁带宽度最窄为1.10 e V。而所制备的SnS薄膜对近红外区有一定的反射作用。(4)以Sn Cl4?5H2O为Sn源,CH4N2S为S源。S/Sn=2,采用溶胶-凝胶法制备了SnS2薄膜并系统地研究了热解温度、退火温度对所制备SnS2薄膜物理性能的影响。结果表明:所有制备出的薄膜物相都具有六角晶系结构的SnS2单相。所制备SnS2薄膜都是疏松多孔形貌,并且热解温度对形貌的影响较大,热解温度越低,孔洞越大。此外,热解温度对光电性能也产生了比较大的影响。而退火温度对溶胶-凝胶法制备出的SnS2薄膜物理性能影响不大。本文采用溶胶-凝胶法制备出了质量良好的SnS、SnS2薄膜样品,并探索了以上薄膜制备的最佳工艺参数。为基于溶胶凝-胶法制备高质量SnxSy薄膜的相关研究及应用奠定了基础。
包璐瑀[2](2020)在《脉冲紫外激光协同TiO2处理有机污染物的研究》文中进行了进一步梳理近年来,生活污水和工业废水的过量排放已导致水质严重恶化,极度破坏生态环境。许多技术,如吸附、生物降解和光催化用于处理这些废水。其中,光催化技术作为一种高效、低能耗和无二次污染的处理技术,被认为是处理废水中难降解有机物的最有前途的方法。二氧化钛(Ti O2)由于其低成本、无毒、高稳定性和易调节的带隙成为广泛用于光催化工艺的半导体。然而,较窄的可见光响应范围和较高的电子-空穴对复合率,使Ti O2的光催化效率受到限制。磁性纳米洋葱碳(Magnetic Carbon Nano Onions,MCNOs)具有良好的电子传导特性、饱和磁化强度和紫外线吸收性能等特点,同时,激光因为具有高单色性,高强度及低射束发散性等优点而在光催化分解水等领域受到了广泛学者的关注,因此,在脉冲紫外激光的作用下,将MCNOs与Ti O2结合做成薄膜可促进辐射时产生的电子-空穴对的分离,并且Ti-O-C键的存在减小了带隙,从而延长了吸收波长。最终,也实现了催化剂的回收再利用。因此,本文的研究内容和结果如下:1.通过溶胶-凝胶法成功制备了可磁性回收的MCNOs/Ti O2复合材料,采用XRD、FT-IR、SEM、XPS、N2吸附-脱附等测试手段,对制备的光催化剂的物相组成和微观形貌进行了表征,以罗丹明B(Rh B)为目标污染物,评价光催化剂的降解效率。研究结果表明,MCNOs和Ti O2之间依靠化学键(Ti-O-C)稳定的结合在一起,有利于光生载流子的传输。对Rh B光催化降解实验发现,4%MCNOs/Ti O2具有最佳的光催化性和稳定性,且溶液浓度为10 mg/L时,最佳投加量为0.55g/L,光催化降解效率为98%。因而,MCNOs的高导电性和良好的紫外线吸收强度,对提高复合材料的光催化性能有很大的作用。2.利用所制备的MCNOs/Ti O2复合材料涂覆在石英表面做成薄膜,通过转相法制备固化剂-环氧树脂复合光催化剂乳液,并将研究不同光催化剂材料的添加量对固化后胶膜性能及其光降解性能的影响。通过胶膜断裂面扫描电镜(SEM)分析,水蒸气透过率测试,耐水性测试,附着强度测试,光催化协同紫外脉冲处理罗丹明b和处理VOC(挥发性有机化合物)测试等方法对所制备薄膜进行分析对比,探讨复合材料薄膜在实际中的应用。研究结果表明,5wt%MCNOs/Ti O2复合薄膜在水蒸气透过率,耐水性测试,附着力测试中表现效果最好,7wt%MCNOs/Ti O2复合薄膜协同脉冲紫外激光在处理罗丹明b光催化过程中,拥有较高的效率,其对于VOC的检测测试中,表现出良好的处理效果,其中,对于甲醛的去除率达到了89.33%,对于苯的去除率达到了92.24%。
郭彦玲[3](2020)在《宽带高透过率二氧化硅Sol-gel膜的制备及其应用性能研究》文中研究指明增透膜在透射光学元件上的运用,提升了光学系统的光学性能,拓展了光学系统的应用领域。目前,在640nm-660nm的窄波段内单层增透膜的峰值透过率已近100%,对于700nm-900nm甚至更宽波段增透膜还有待进一步探索研究。溶胶-凝胶法制备的SiO2 sol-gel膜具有透过率高、结构可调控以及耐磨性好等特点引起了人们的关注。随着应用的深入,对宽波段、高透过率SiO2 sol-gel膜的制备和使用过程中溶胶凝胶材料的稳定性、Sol-gel膜的环境稳定性以及力学特性等应用性能提出了新的要求。本论文围绕以上提出的新要求,对三种传统溶胶-凝胶方法制备SiO2 sol-gel膜的过程及其应用进行了研究,在深入理解各自催化原理的基础上,研究影响SiO2溶胶-凝胶粘度和稳定性的因素和规律;探究控制SiO2 sol-gel膜力学特性、折射率、环境稳定性的可能方法和技术途径,开展宽波段增透膜的研制和性能测试。相关的研究成果如下:(1)采用正交试验法研究影响酸催化方法获得的SiO2溶胶-凝胶粘度和折射率的因素。结果表明:酸催化法制备SiO2溶胶-凝胶的材料组分中,无水乙醇对溶胶-凝胶粘度的影响最大;且粘度大于1.303mPa.s时,溶胶-凝胶适于制膜,即所制薄膜表面平整无瑕疵。采用无水乙醇稀释、辅助超声以及加入盐酸对PH进行调节等方法可以影响碱催化法制备SiO2溶胶-凝胶的粘度,随稀释倍数的增大粘度逐渐减小;随着辅助超声时间增长粘度增大;随着盐酸的加入溶胶-凝胶PH减小粘度增大。碱催化法制备的SiO2溶胶凝胶的粘度达到~1.45mPa.s时才可适用于制备薄膜。(2)探索提高碱催化法制备的SiO2溶胶-凝胶稳定性、延长使用时间的方法以及实现工艺技术的条件。实验结果表明:无水乙醇稀释倍数的增加溶胶-凝胶的稳定期随之加长;加入盐酸改变溶胶-凝胶PH的同时,其稳定性也受到影响,PH=5时,溶胶-凝胶稳定期由48小时延长至700小时,但PH=3时,稳定时间反而降至~125小时。(3)开展了 SiO2 sol-gel薄膜力学特性实验研究,结果显示:SiO2 sol-gel膜表现为张应力,随薄膜厚增加,残余应力增加;但相同厚度薄膜之间的应力差值随着薄膜厚度的增加逐渐减小;对相同厚度的薄膜进行低温退火处理发现,随着退火温度的增加,薄膜应力不断增大。(4)开展SiO2sol-gel薄膜折射率调控方法研究,通过采用酸碱复合催化的方式实现了薄膜折射率在1.1726-1.4136之间的调控;尝试改变对溶胶-凝胶辅助超声时间实现对SiO2 sol-gel薄膜折射率的调节和控制。(5)开展SiO2 sol-gel膜环境稳定性的提升方法和技术途径研究,探究了薄膜的环境稳定性与薄膜表面的粗糙度的对应关系;发现薄膜表面的粗糙度较小相应薄膜的环境稳定性较高。对SiO2 sol-gel膜进行改性实验发现:采用HMDS浸泡结合辅助超声方式可提高SiO2 sol-gel膜的环境稳定性。(6)在K9基底上完成了折射率为1.23、膜厚为105nm的单层宽带SiO2 sol-gel膜的制备,实现了 580nm-1000nm波段内平均透过率为97.82%、700nm-900nm波段内平均透过率为98.05%。
赵帅[4](2020)在《溶胶-凝胶旋涂法制备Zn-N共掺TiO2薄膜及其光学性能研究》文中研究说明二氧化钛(Titanium Dioxide,简称TiO2)由锐钛矿相(Anatase)、金红石相(Rutile)、板钛矿相(Brookite)组成,因其廉价、无毒、物理和化学性能稳定等诸多优点,已被广泛应用到了防晒乳液、颜料、电容器以及太阳能电池等领域。但是TiO2为宽禁带半导体,只能吸收占太阳光谱中一小部分的紫外光,在可见光下并不活跃,这极大地限制了其在太阳能等领域的应用,因此降低TiO2的光学带隙成为了科研工作者们尤为关注的热点问题。本文选择溶胶-凝胶旋涂法分别在玻璃衬底和硅基片上合成了本征TiO2薄膜、Zn单掺TiO2薄膜和Zn-N共掺杂TiO2薄膜,探究了不同煅烧温度和掺杂量对薄膜结构和光学特性方面的影响。通过查阅文献和实验探究确定了 TiO2薄膜的最佳工艺参数:酸碱度为2~3、溶胶浓度为0.5mol/L、旋涂次数为3层、预退火温度为70℃、大退火温度为600℃。研究了 Zn掺杂量对TiO2薄膜的影响。Zn的掺入使TiO2的(101)衍射峰强度增强,晶粒尺寸均减小,表面更为平整致密,吸收边有所红移,光学带隙值降低。当Zn掺杂量为2.0at%时,薄膜的结构性能相对更好,表面更加致密光滑,晶粒更为均匀,并且其吸收边的红移程度及其光响应范围更大,相应的光学带隙值更小为3.419eV。考察了不同N掺杂量对Zn-N共掺TiO2薄膜的影响。发现除掺杂量为8.0at%外,共掺后其余样品的(101)晶面衍射峰强度均有所减弱,晶面间距普遍增大。但所有样品的吸收边整体都发生了较明显的红移,禁带宽度也显着减小。当N掺杂量为8.0at%时,样品的(101)峰强度最强、峰型最为尖锐,择优取向最好,吸收光谱的红移程度最大,光学带隙值最小为3.356eV,对可见光区域的利用率最高。
张华[5](2019)在《钛酸钡铁电薄膜异质结构电光特性研究》文中指出近年来随着科学技术的迅猛发展,对具有特殊性能的材料的需求日益增加,并对其性能提出了更高的要求,研究者们也不断的努力研究,以期得到拥有更好的性能的材料。首个被人们所发现的具有氧八面体结构的钙钛矿型铁电材料——钛酸钡,由于它不仅拥有简单的结构,而且还拥有着铁电薄膜材料的铁电、介电、压电、热释电、电光和非线性光学等效应;它是重要的功能性薄膜材料之一,因此是现在科研人员研究的一个热门薄膜材料。研究者们使用各种不同方法,以期提高它的某一方面性能,然后应用于器件,制备出具有更强性能的薄膜器件。本论文使用成本低,工艺参数易控制的溶胶-凝胶法制备钛酸钡薄膜,通过对薄膜工艺参数及边界条件的控制,达到能够精准调控钛酸钡薄膜的微观结构;在不同透明基底上制备钛酸钡薄膜,测出其透过率,计算出它的光学带隙;使用优化后的工艺参数制备两种异质结构的钛酸钡铁电薄膜平板电容器,通过对薄膜晶体结构、微观形貌的表征和电学性能的测试,研究分析其构效关系。本文主要研究内容如下:(1)研究溶胶配置过程中加入去离子水比例和溶胶浓度对所制备钛酸钡薄膜的表面形貌和结晶度的影响,得出最佳的加水比例和溶胶浓度分别为1:15和0.5 mol/L,进行后续实验。(2)研究后期退火时间、退火方式、退火温度、和厚度对薄膜结晶度、表面形貌和电学性能的影响,得出最佳的后期退火工艺参数:在管式炉中进行逐层100℃干燥5 min,350℃热解5 min,700℃退火10 min,总共旋涂8层。(3)硅基片上LNO氧化物的化学溶液旋涂法制备,研究旋涂前化学溶液的配置工艺,溶胶浓度和薄膜厚度对薄膜晶体结构和表面形貌的影响。结果表明使用浓度为0.3 mol/L的LNO溶胶,在管式炉中进行逐层200℃干燥5 min,400℃热解5 min,700℃退火10 min,总共旋涂6层,制备出质量高的LNO氧化物薄膜,用于制备BTO/LNO异质结构铁电薄膜电容器器件。(4)制备了两种不同底电极异质结构的BTO薄膜电容器结构,分别为Au/BTO/LNO/Si和Au/BTO/Pt/Si;研究了Au/BTO/LNO/Si结构中,BTO薄膜在真空中退火和空中退火下晶体结构、微观形貌和电学性能,经过测试空气中退火的BTO具有更好的微观形貌和电学性能。Au/BTO/LNO/Si和Au/BTO/Pt/Si两种异质结构都制备了550、600、700、800、900和1000℃温度退火的BTO。发现两种结构都是在800℃下铁电性能和介电性能为最佳;Au/BTO/LNO/Si结构上的铁电性能略好于后者,Au/BTO/Pt/Si结构上具有更好的介电性能和铁电耐压性,更强的介电和铁电温度稳定性。(5)在透明基片上制备了晶态和非晶态的BTO薄膜,使用分光光度计测量了不同溶胶浓度制备的JGS1基晶态BTO薄膜的透过率,计算其光学带隙。发现晶态BTO薄膜的光学带隙随着溶胶浓度的增加而减小。而在JGS1上制备的非晶态的BTO薄膜的透过率要高于晶态薄膜的透过率,且光学带隙要大。测量了载玻片上不同厚度非晶态BTO薄膜的透过率,计算其光学带隙发现非晶态BTO薄膜的光学带隙随着厚度的增加而增加。
臧谷丹[6](2019)在《溶胶-凝胶旋涂法制备In-N共掺ZnO薄膜及其光学性能研究》文中研究表明在各种透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide,简称TCO)如氧化锌(ZnO),氧化铟锡(Indium Tin Oxide,简称ITO)和掺氟氧化锡(Fluorine-doped Tin Oxide,简称FTO)中,由于ZnO具有宽的带隙(3.37eV),较高的激子结合能(60meV),并且生产成本低,因此受到了广泛的关注。目前,ZnO薄膜已被用于薄膜晶体管(Thin Film Transistors,简称TFT),发光器件,光电子器件和太阳能电池等各种应用中。本论文采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了非故意掺杂的ZnO薄膜,In掺杂ZnO薄膜和In-N共掺ZnO薄膜。借助X射线衍射仪(X-ray diffraction,简称XRD),扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,简称SEM)和紫外-可见分光光度计(Ultraviolet visible spectrophotometer,简称UV-Vis)对所制备的样品的晶格结构、表面形貌、光学透过率和光学带隙进行表征和分析。主要内容及结果如下:(1)不同溶胶浓度对非故意掺杂的ZnO薄膜的结晶性质有较大的影响。当溶胶浓度为0.4mol/L时,薄膜c轴取向性最好,结晶度最高,在可见光范围内的平均透过率为80%。(2)ZnO薄膜的结晶度随着In的掺入有所下降,(002)衍射峰向小角度方向偏移,薄膜的表面形貌有明显的变化,出现轻微粘连现象,但薄膜的透过率均有明显的提高,可达90%左右,透过率曲线的吸收边有蓝移的现象,对应禁带宽度有所增大。(3)随着N掺杂量的增加,In-N共掺ZnO薄膜的结晶度有了明显的改善,当N掺杂量为8.0at%时,薄膜的(002)衍射峰强度最高,结晶度最好,薄膜表面晶粒大小均一、排列致密,透过率在90%左右,禁带宽度轻微减小。
荆勇[7](2018)在《光及电催化氧化去除氨氮的实验与机理研究》文中研究指明以大中型城市污水集中排放导致地表水氨氮污染物超标问题为导向,针对传统生物法去除氨氮存在建设占地大、投资及运行成本高、受外界环境影响因素较多等问题,提出具有可利用太阳能等清洁能源作为驱动源的光催化氧化及电化学氧化去除氨氮方法研究。根据氨氮NH3-N以及NH4+-N的2种存在形态,综合考虑其不同理化特性及影响电离平衡因素,提出包括“NH4+-N阴极吸附-阴极区NH3-N转化-光催化氧化去除”的阴极区光催化氧化和“NH4+-N阳极直接氧化+加氯电化学氧化去除”的阳极区电化学氧化共同作用下的“光电联合”去除氨氮污染物的工艺构想,并以该理论构想为主线,开展了具体实验研究。主要研究内容与成果如下:利用溶胶-凝胶法和电沉积方法,分别进行Ru3+和CdS对二氧化钛的掺杂改性,均表现出良好的光催化活性,通过对2种改性后光催化剂优劣势及在本研究中适用性的对比分析,确定Ru/TiO2作为本研究光催化剂材料,并以nafion为载体,实现了对纳米级光催化剂粉体的固载制膜,经固载后光催化剂在紫外-可见光区仍均表现出良好的光催化活性和对游离态氨的去除效果。经氨氮光催化氧化动力学方程拟合研究,实现了对游离态氨的光催化氧化去除的量化测算,对各条件下光催化氧化去除氨氮效果进行了量化评估分析。通过对不同条件下光催化氧化过程中NO2--N、NO3--N产生情况进行实验分析,推导出NH3-N向N2-N及NO2--N转化的反应机理,当光照强度达到200mW/cm2以上时,不仅可加速NH3-N的催化氧化,还可由高能光生电子对硝态氮进行有效还原,从而验证了通过调节光生电子和空穴的激发能量可有效控制NO2--N和NO3--N产生的推断。针对电化学直接氧化较难去除离子态氨问题,通过与石墨、纯钛等电极材料进行实验对比,选取具有良好阳极析氯特性的RuO2-IrO2/TiO2(钌铱)电极作为阳极材料,在已有针对电流密度、氯离子浓度等反应条件的学术研究基础上,对反应过程中试液混合搅拌、初始氨氮浓度、极板间距、通电功率等条件对氨氮去除效果影响进行实验研究,得出反应过程中施加搅拌可提升氨氮去除效果、低初始浓度氨氮具有相对较高去除速率和相对较高电能消耗、相对较小极板间距具有较高氨氮去除效率、通电功率与氨氮去除效率具有相关性等结论。在此基础上,通过对阴极(Ti)涂覆光催化剂薄膜前后进行对比试验,涂膜后阴极在电化学反应环境中,表现出相对较强的对氨氮去除效果,以此建立的光电联合反应装置,在相同通电功率、光照条件下,与单纯光催化氧化和单纯电化学氧化方法相比,表现出相对更高的对氨氮的去除效率。通过实验分析,对电化学氧化及光电联合催化氧化去除NH3-N,以及向N2-N和NO2--N转化的过程机理进行研究,提出过量加氯是导致硝态氮产生的主要原因的推断,同时,在有效保证阴极还原条件下,在电化学反应体系内,可较好控制NO3--N的产生。基于上述研究结论,对典型区域污水进行了光催化氧化、电化学氧化及光电联合催化氧化去除氨氮实验研究。发现本研究提出方法在不外加氯源情况下,对不同类别污水中氨氮去除效果存在较大差异,向污水中加入氯离子后,可提升氨氮的电催化去除效率,在较低能耗条件下,达到较好的氨氮去除效果。在相同电能消耗、光照条件下,光电联合催化氧化方法,表现出相对较好的对污水中氨氮去除效果。
张阳阳[8](2018)在《PDMS/ZnO聚氨酯海绵及其油水分离性能研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着石油化工行业发展,油品和有机溶剂的泄漏时有发生,不仅造成了大量资源的浪费,流入水中还会造成严重的水污染,利用吸油材料处理被油污染的水体是一种快速有效的方法。聚氨酯海绵吸油材料内部似―蜂窝状‖,有丰富的孔道并相互连通,具有高孔隙率、高弹性、低密度等特点,被认为有较高应用价值。因为聚氨酯海绵表面具有亲水性质的官能团,使得海绵吸油的同时也会将水分吸进内部,油水选择性不高,所以需要对其进行疏水改性。本文旨在开发成本低、工艺简单、易于工业化生产的疏水改性方法,制备油水分离性能突出的聚氨酯海绵吸油材料。首先,利用凝胶溶胶法在海绵上构筑ZnO薄膜,再用聚二甲硅氧烷(PDMS)进行表面修饰,最终制得了PDMS/ZnO海绵。通过对溶胶溶液的稳定性、氧化锌涂层的微观形貌、PDMS/ZnO海绵的疏水性能和疏水稳定性分析,确定了溶胶凝胶法在聚氨酯海绵表面构筑薄膜的较佳实验条件为:水和乙醇的体积比为1:9,前驱体浓度为0.075 mol/L,反应温度为60-70℃,十二烷基硫酸钠(SDS)与前驱体质量比为0.01,硅烷偶联剂(KH-550)的体积分数为0.5%,用正己烷溶解PDMS且体积分数为0.4%。其次,通过对纯油吸附实验发现,改性后的海绵对不同油品和有机溶剂的饱和吸附倍率在25-51 g/g之间,油品密度越大的其吸附倍率越大。体积利用率利均在90%左右,海绵内部空间被充分利用。与原始海绵相比,改性后的海绵吸附倍率和体积利用率略有提升,说明改性提高了海绵表面的亲油性。最后,探究了PDMS/ZnO海绵对浮于水面和分散在水中的煤油进行吸附分离研究,在处理浮油体系时,随着水面油膜厚度的增加,海绵的吸附速率加快,单位吸水量减少,单位吸油量增加,所回收的煤油的纯度也随之提高,而且均在99%以上,说明海绵对浮油有优异的分离性能;在处理分散油时,随着分散油质量浓度增大,单位吸水量基本不变,分离效率先升高,当浓度过高,海绵吸附饱和,分离效率会下降,当质量浓度为15 g/L时,油水分离效率高达86.6%,回收的煤油纯度为95.24%。通过海绵重复使用性分析,使用20次分离性能无明显衰减,使用60次后单位吸油量衰减30%左右,说明PDMS/ZnO海绵的循环利用性能良好,可作为耐用性吸油材料来处理油水混合物。
林琳[9](2017)在《纳米Ag/TiO2木基复合材料的构建及防霉机制研究》文中指出木材防霉改性及防霉机制研究是木材高效利用和木材功能性改良领域的关键科学问题之一。本文以构建高效木质防霉材料为目标,以纳米Ag/TiO2木基复合材料为研究对象,开展了纳米Ag/TiO2防霉剂制备和改性研究,探究了超声波辅助浸渍法和真空浸渍法制备纳米Ag/TiO2木基复合材料的工艺及防霉性能,深入探讨了纳米Ag/TiO2木基复合材料的防霉机制。主要结论如下:(1)采用溶胶-凝胶法制备的纳米Ag/TiO2为锐钛矿相晶型,平均粒径为32.20 nm。纳米Ag/TiO2的防霉效果均优于纳米TiO2,当载银量为1%时,纳米Ag/Ti02防霉效果最佳,并随着光照时间和试剂浓度的增加而升高。当纳米Ag/TiO2浓度0.125%,在紫外光(UV)和自然光(NL)条件下的抗菌率均达到99.99%。(2)通过添加表面活性剂和硅烷偶联剂对纳米Ag/Ti02的分散性与稳定性的研究,确定了效果最佳的表面活性剂六偏磷酸钠和硅烷偶联剂KH560,并制备了复合改性剂。添加复合改性剂后的纳米Ag/TiO2粒径分布更加均匀,平均粒径减小了25.74%,分散效果显着。Zeta电位绝对值提高3倍,体系稳定。(3)以易发生霉变的樟子松为基材,利用超声波辅助浸渍法和真空浸渍法制备纳米Ag/Ti02木基复合材料,两种方法均能显着提高木材的载药量和抗流失率。超声功率和真空度对抗流失率影响显着,纳米Ag/TiO2浓度对载药量影响显着。基于模糊数学综合评判得到超声波辅助浸渍法优化工艺参数为超声强度150 W、纳米Ag/TiO2浓度2%、超声时间40 min;真空浸渍法优化工艺参数为真空度-0.08 Mpa、纳米Ag/TiO2浓度2%、真空时间20 min。纳米Ag/TiO2进入木材管胞并附着在木纤维上,分散性好,纳米Ag/TiO2与纤维素发生氢键缔合作用。纳米Ag/TiO2木基复合材料最大降解温度升高,热稳定性增强。(4)超声波辅助浸渍法和真空浸渍法制备的纳米Ag/TiO2木基复合材料防霉效率达到93.33%和96.67%,防霉性能比素材分别提高了 14倍和14.5倍。纳米Ag/TiO2主要存在于木材的微孔和介孔中,孔隙率分别减少了 13.24%和19.70%,木材表面疏水性提高,静态接触角分别提高了 37.51%和33.90%,抗胀缩率分别提高了 17.03%和17.79%。(5)纳米Ag的负载增强了纳米TiO2的光催化活性,同时纳米Ag的抗菌效果与纳米TiO2产生协同效应,从而提升了纳米Ag/TiO2的防霉效率。复合改性剂具有静电稳定和空间阻隔效应,提高了纳米Ag/TiO2的分散稳定性。纳米Ag/Ti02有效封闭了霉菌及孢子进入木材内部的通道,使木材孔隙率明显减少,硅烷偶联剂KH560引入了疏水基团,增强了木材的疏水性,阻隔了霉菌对木材的侵染,进而提高了纳米Ag/TiO2木基复合材料的防霉性能。
叶雨红[10](2014)在《染料敏化太阳能电池氧化钛光阳极的制备与研究》文中认为染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cells,DSSC)由于成本低、生产工艺简单、原材料丰富等受到国内外科研工作者的广泛关注。目前,DSSC的光电转换效率还远低于理论值,而作为DSSC的重要组成之一的光阳极,其性能将直接影响DSSC的光电转换效率。本文对DSSC的TiO2光阳极进行了研究。研究内容包括:(1)采用非水解溶胶-凝胶法制备纳米TiO2粉并将其应用于DSSC中,采用浸渍法在导电玻璃上制备TiO2致密层并研究了致密层对DSSC光电性能的影响;(2)分别通过模板法和热碱处理法制备了 Ti02纳米管并作为光阳极材料应用于DSSC中;(3)采用醇热法制备ZnO纳米球,通过模板法以制备的ZnO纳米球为模板制备了 TiO2球并应用于DSSC中。主要结果如下:(1)采用非水解溶胶-凝胶法制备了 TiO2纳米颗粒粉体,制备的Ti02纳米颗粒尺寸在15-35nm之间,且在700℃锻烧仍只有锐钛矿相,没有金红石相;将不同锻烧温度和保温时间下制备了光阳极薄膜应用于DSSC。在550℃保温15min所得电池的光电性能最好,其光电转换效率为6.83%,开路电压为0.71V,短路电流15.38 mAμm-2,填充因子为0.62。以钛酸四丁酯为前驱体、无水乙醇为氧供体,制备了均匀的钛溶胶;通过浸渍法在FTO导电玻璃表面制得Ti02致密层并用于电池,取得了 8.24%的光电转换效率。(2)通过对非水解溶胶-凝胶法制备的TiO2纳米颗粒粉体进行热碱处理制备了长为1OOnm左右、内径为6-8nm、外径为9-10nm、管壁厚约为2nm的锐钛矿型的Ti02纳米管。基于TiO2纳米管的DSSC的光电转换效率为6.95%,开路电压为0.71V,短路电流为13.61mA cm-2,填充因子为0.71。(3)采用模板法以ZnO纳米棒薄膜为模板制备了外径约为150nm,管壁厚为40nm的TiO2纳米管薄膜,得到的DSSC的光电转换效率为2.15%,开路电压为0.74V,短路电流4.63 mA·cm-2,填充因子为0.62。(4)以乙酸锌作为锌源,采用醇热法制备了ZnO纳米球粉体,以ZnO纳米球粉体为模板制备TiO2球粉体;在相同的实验条件下,分别将TiO2球粉体和Ti02纳米颗粒粉体制备成光阳极薄膜并组装成DSSC,TiO2球粉体制备的DSSC的光电转换效率比TiO2颗粒粉体低31.31%,其光电转换效率为5.66%,开路电压为0.81V,短路电流10.18 mA·cm-2,填充因子为0.69。
二、溶胶-凝胶法制备纳米薄膜的研究进展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、溶胶-凝胶法制备纳米薄膜的研究进展(论文提纲范文)
(1)SnxSy薄膜的溶胶-凝胶法制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 SnS性质与制备研究进展 |
1.2.1 SnS性质 |
1.2.2 SnS的制备研究进展 |
1.3 SnS_2性质与制备研究进展 |
1.3.1 SnS_2性质 |
1.3.2 SnS_2的制备研究进展 |
1.4 Sn_2S_3性质与制备研究进展 |
1.4.1 Sn_2S_3性质 |
1.4.2 Sn_2S_3的制备研究进展 |
1.5 本论文选题意义及研究内容 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验试剂和仪器 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 薄膜制备 |
2.3 样品表征 |
2.3.1 X射线粉末衍射分析 |
2.3.2 拉曼光谱分析 |
2.3.3 扫描电子显微镜 |
2.3.4 紫外可见近红外分光光度计 |
2.3.5 霍尔效应仪 |
第三章 前驱体溶液中S含量对Snx Sy薄膜性能影响的研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.3 主要结果分析 |
3.3.1 物相分析 |
3.3.2 表面形貌分析 |
3.3.3 光学性能分析 |
本章小结 |
第四章 Sn_2S_3薄膜的制备与性能表征 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 物相及成份分析 |
4.3.2 表面形貌分析 |
4.3.3 光学性能分析 |
4.3.4 电学性能分析 |
本章小结 |
第五章 SnS薄膜的制备与性能表征 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.3 实验结果与讨论 |
5.3.1 物相及成分分析 |
5.3.2 表面形貌分析 |
5.3.3 光学性能分析 |
5.3.4 电学性能分析 |
本章小结 |
第六章 SnS_2薄膜的制备与性能表征 |
6.1 引言 |
6.2 热解温度对溶胶凝胶法制备的SnS_2薄膜的物理性能影响 |
6.2.1 实验部分 |
6.2.2 物相及成份分析 |
6.2.3 表面形貌分析 |
6.2.4 光学性能分析 |
6.2.5 电学性能分析 |
6.3 退火温度对溶胶凝胶法制备的SnS_2薄膜的物理性能影响 |
6.3.1 实验部分 |
6.3.2 物相及成分分析 |
6.3.3 表面形貌分析 |
6.3.4 光学性能分析 |
6.3.5 电学性能分析 |
本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(2)脉冲紫外激光协同TiO2处理有机污染物的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 染料废水的研究现状 |
1.1.1 染料废水的来源及危害 |
1.1.2 染料废水的处理技术 |
1.2 TiO_2光催化技术研究现状 |
1.2.1 二氧化钛的基本信息 |
1.2.2 二氧化钛的光催化机理 |
1.3 TiO_2制备方法 |
1.4 TiO_2的应用 |
1.4.1 光催化降解环境污染物 |
1.4.2 抗菌杀毒 |
1.4.3 传感器应用 |
1.4.4 电化学领域 |
1.4.5 其他领域的应用 |
1.5 TiO_2的改性方法 |
1.5.1 金属离子掺杂 |
1.5.2 非金属元素复合 |
1.5.3 贵金属沉积 |
1.5.4 染料敏化 |
1.5.5 半导体复合 |
1.6 纳米洋葱碳简介 |
1.7 脉冲紫外激光简介 |
1.7.1 脉冲紫外激光的特点 |
1.7.2 脉冲紫外激光的工作原理 |
1.7.3 脉冲紫外激光光催化降解有机污染物的研究现状 |
1.8 TiO_2薄膜的研究现状 |
1.8.1 薄膜的制备方法 |
1.8.2 TiO_2薄膜的基本特性及应用 |
1.9 TiO_2薄膜光催化性能的影响因素 |
1.9.1 紫外线光源 |
1.9.2 TiO_2薄膜的晶相组成 |
1.9.3 TiO_2薄膜的晶粒尺寸 |
1.9.4 TiO_2薄膜的表面积和厚度 |
1.10 研究目的和研究内容 |
1.10.1 研究目的 |
1.10.2 研究内容 |
1.10.3 创新点及技术路线图 |
第二章 实验部分 |
2.1 试剂与仪器 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 催化剂的表征 |
2.2.1 X射线衍射分析(XRD) |
2.2.2 扫描电子显微镜分析(SEM) |
2.2.3 比表面积及孔结构分布(BET) |
2.2.4 傅里叶红外光谱(FTIR) |
2.2.5 X射线光电子能谱(XPS) |
2.2.6 紫外可见漫反射分析(UV-vis DRS) |
2.3 光催化评价 |
2.4 催化剂的制备 |
2.4.1 MCNOs磁性光催化剂的制备 |
2.4.1.1 有序介孔二氧化硅模板SBA-15的制备 |
2.4.1.2 MCNT复合光催化剂的制备 |
2.5 光催化降解实验 |
2.6 催化剂稳定性实验 |
第三章 模板法制备MCNOs/TiO_2 及光催化性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验过程 |
3.2.1 MCNOs/TiO_2(S)磁性光催化剂的制备 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 SEM分析 |
3.3.2 TEM分析 |
3.3.3 XRD分析 |
3.3.4 比表面积和孔径分布分析(BET) |
3.3.5 磁性分析 |
3.3.6 XPS分析 |
3.3.7 FTIR结果分析 |
3.4 光催化性能分析 |
3.5 光催化反应机理 |
3.6 结论 |
第四章 CNOs/TiO_2 复合薄膜的制备与性能探究 |
4.1 薄膜前驱体及薄膜的制备 |
4.2 胶膜断裂面扫描电镜(SEM)分析 |
4.3 复合胶膜耐水性分析 |
4.4 复合胶膜的附着强度 |
4.5 复合乳胶膜的水蒸气透过率 |
4.6 脉冲紫外激光协同复合薄膜处理有机废水 |
4.6.1 薄膜光催化性能分析 |
4.6.2 复合薄膜对VOC的检测结果 |
4.7 结论 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表论文及科研成果 |
致谢 |
(3)宽带高透过率二氧化硅Sol-gel膜的制备及其应用性能研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 增透膜增透原理 |
1.3 增透膜制备技术 |
1.3.1 物理气相沉积 |
1.3.2 化学气相沉积 |
1.3.3 溶胶-凝胶法 |
1.4 溶胶-凝胶法 |
1.4.1 溶胶-凝胶技术国内外的研究进展 |
1.4.2 SiO_2溶胶-凝胶制备方法 |
1.4.3 溶胶-凝胶制膜方法 |
1.5 SiO_2溶胶-凝胶的物理特性 |
1.5.1 SiO_2溶胶-凝胶的粘度 |
1.5.2 SiO_2溶胶-凝胶的折射率 |
1.6 SiO_2溶胶-凝胶薄膜的应用特性 |
1.6.1 SiO_2溶胶-凝胶薄膜环境稳定性及其改进技术 |
1.6.2 SiO_2溶胶-凝胶薄膜的力学特性 |
1.7 本论文的主要研究内容 |
第二章 酸催化制备SiO_2溶胶-凝胶及其应用性能 |
2.1 Si02溶胶的粘度与折射率 |
2.1.1 引言 |
2.1.2 酸催化SiO_2溶胶-凝胶的制备工艺 |
2.1.3 粘度与折射率的正交实验 |
2.1.4 实验结果及其分析 |
2.2 酸催化SiO_2溶胶-凝胶薄膜的力学特性 |
2.2.1 引言 |
2.2.2 实验内容 |
2.2.3 实验结果及其分析 |
2.3 酸催化SiO_2溶胶-凝胶薄膜环境稳定性的工艺实验 |
2.3.1 引言 |
2.3.2 实验内容 |
2.3.3 实验结果及其分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 碱催化制备SiO_2溶胶-凝胶及其应用性能 |
3.1 引言 |
3.2 碱催化SiO_2溶胶-凝胶制备工艺 |
3.2.1 实验材料以及仪器 |
3.2.2 溶胶的制备 |
3.2.3 薄膜的制备 |
3.2.4 测试以及表征方法 |
3.3 影响碱催化SiO_2溶胶粘度与折射率的实验研究 |
3.3.1 碱催化SiO_2溶胶的陈化 |
3.3.2 实验结果及其分析 |
3.4 碱催化SiO_2溶胶-凝胶稳定性的控制方法 |
3.4.1 无水乙醇对溶胶-凝胶稳定性的影响 |
3.4.2 辅助超声对溶胶-凝胶稳定性的作用 |
3.4.3 碱催化SiO_2溶胶-凝胶PH调节对溶胶-凝胶稳定性的影响 |
3.5 碱催化SiO_2 sol-gel薄膜的环境稳定性工艺实验 |
3.5.1 实验内容 |
3.5.2 实验结果及其分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 酸碱复合催化的SiO_2溶胶-凝胶及其应用性能 |
4.1 引言 |
4.2 复合催化SiO_2溶胶-凝胶的制备工艺 |
4.2.1 实验材料以及仪器 |
4.2.2 溶胶的制备 |
4.2.3 薄膜的制备 |
4.2.4 测试以及表征方法 |
4.3 复合催化的SiO_2溶胶-凝胶薄膜环境稳定性实验研究 |
4.3.1 实验内容 |
4.3.2 实验结果及其分析 |
4.3.3 宽带高透过率复合催化SiO_2溶胶-凝胶单层增透膜的设计、制备及性能测试 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 论文的创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(4)溶胶-凝胶旋涂法制备Zn-N共掺TiO2薄膜及其光学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 论文选题目的及意义 |
1.2 TiO_2的结构和性质 |
1.3 TiO_2纳米材料的研究进展 |
1.3.1 国外研究进展 |
1.3.2 国内研究进展 |
1.4 掺杂改性 |
1.5 本论文主要研究内容 |
2 TiO_2薄膜的制备及表征手段 |
2.1 实验材料、实验设备及分析设备 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验设备 |
2.1.3 分析设备 |
2.2 TiO_2薄膜的制备过程 |
2.2.1 玻璃仪器与衬底的清洗 |
2.2.2 前驱体液的制备 |
2.2.3 旋涂法制备薄膜 |
2.2.4 TiO_2薄膜的热处理 |
2.3 薄膜的表征手段 |
2.3.1 X射线衍射分析(XRD) |
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
2.3.3 紫外-可见光谱(UV-VIS) |
2.4 本章小结 |
3 煅烧温度对TiO_2薄膜性质的影响 |
3.1 煅烧温度对TiO_2薄膜结构性质的影响 |
3.2 煅烧温度对TiO_2薄膜表面形貌的影响 |
3.3 煅烧温度对TiO_2薄膜光吸收性能的影响 |
3.4 煅烧温度对TiO_2薄膜光学带隙的影响 |
3.5 本章小结 |
4 Zn掺杂TiO_2薄膜的制备及表征 |
4.1 TiO_2: Zn薄膜的晶格结构 |
4.2 TiO_2: Zn薄膜的表面形貌 |
4.3 TiO_2: Zn薄膜的光吸收性能 |
4.4 TiO_2: Zn薄膜的光学带隙 |
4.5 本章小结 |
5 不同N掺杂量对Zn-N共掺TiO_2薄膜性能的影响 |
5.1 Zn-N共掺TiO_2薄膜的晶格结构 |
5.2 Zn-N共掺TiO_2薄膜的表面形貌 |
5.3 Zn-N共掺TiO_2薄膜的光吸收性能 |
5.4 Zn-N共掺TiO_2薄膜的光学带隙 |
5.5 本章小结 |
6 结论及展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 后续工作与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(5)钛酸钡铁电薄膜异质结构电光特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 铁电薄膜简介 |
1.2.1 铁电薄膜的分类 |
1.2.2 钙钛矿型铁电薄膜的特征 |
1.2.3 铁电薄膜的制备方法 |
1.3 研究概况 |
1.3.1 铁电薄膜的研究现状 |
1.3.2 钛酸钡薄膜的研究现状 |
1.4 本课题的研究意义及主要内容 |
1.4.1 研究目的及意义 |
1.4.2 主要研究内容 |
第二章 钛酸钡铁电薄膜的制备与表征 |
2.1 钛酸钡薄膜的溶胶-凝胶法制备 |
2.1.1 制备仪器和材料 |
2.1.2 制备工艺过程 |
2.2 薄膜的微观结构表征 |
2.2.1 晶体结构表征 |
2.2.2 表面形貌表征 |
2.3 电学性能表征 |
2.3.1 介电性能表征 |
2.3.2 铁电性能表征 |
2.4 光学性能表征 |
2.5 本章小结 |
第三章 Sol-Gel法制备钛酸钡薄膜工艺参量的调控与优化 |
3.1 溶胶合成工艺参数对BTO薄膜的影响 |
3.1.1 加水比例对溶胶稳定性及薄膜表面形貌和晶体结构的影响 |
3.1.2 溶胶浓度对薄膜晶体结构和表面形貌的影响 |
3.2 后期退火工艺参数对薄膜的影响 |
3.2.1 退火温度对薄膜晶体结构的影响 |
3.2.2 退火时间对薄膜晶体结构的影响 |
3.2.3 退火方式对薄膜晶体结构的影响 |
3.3 厚度对薄膜晶体结构的影响 |
3.4 LNO氧化物底电极的旋涂法制备及其晶体结构分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 钛酸钡薄膜电容器的结构设计及电学性能研究 |
4.1 LNO氧化物底电极上的钛酸钡薄膜研究 |
4.1.1 LNO上不同退火氛围BTO的晶体结构和电学性能 |
4.1.2 LNO不同退火温度BTO薄膜的晶体结构和微观形貌 |
4.1.3 Au/BTO/LNO/Si平板电容器的介电性能 |
4.1.4 Au/BTO/LNO/Si平板电容器的铁电性能 |
4.2 Pt单晶底电极上的钛酸钡薄膜研究 |
4.2.1 不同退火温度BTO/Pt异质结构薄膜的微观结构 |
4.2.2 Au/BTO/Pt/Si平板电容器的介电性能 |
4.2.3 Au/BTO/Pt/Si平板电容器的铁电性能 |
4.3 Au/BTO/LNO/Si、Au/BTO/Pt/Si两种平板电容器的异同 |
4.4 本章小结 |
第五章 光学玻璃基片上钛酸钡薄膜的光学特性研究 |
5.1 JGS1基BTO薄膜的光学特性 |
5.1.1 多晶BTO薄膜的光学特性 |
5.1.2 晶态和非晶态BTO薄膜的光学特性 |
5.2 载玻片基BTO薄膜的光学特性 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
致谢 |
(6)溶胶-凝胶旋涂法制备In-N共掺ZnO薄膜及其光学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 论文选题目的及意义 |
1.2 ZnO纳米材料的研究进展 |
1.2.1 国外研究进展 |
1.2.2 国内研究进展 |
1.3 论文主要研究内容 |
2 ZnO薄膜的制备及其表征方法 |
2.1 溶胶凝胶技术 |
2.2 主要试剂与仪器 |
2.2.1 主要试剂 |
2.2.2 主要仪器 |
2.3 ZnO薄膜的制备过程 |
2.3.1 溶胶的制备 |
2.3.2 衬底的选择与清洗 |
2.3.3 薄膜的涂覆 |
2.3.4 干燥预处理 |
2.3.5 高温退火 |
2.4 薄膜的分析和表征手段 |
2.4.1 晶格结构表征 |
2.4.2 表面形貌表征 |
2.4.3 光透过性能表征 |
2.4.4 薄膜厚度表征 |
2.4.5 样品表征所用的仪器设备 |
2.5 溶胶浓度对ZnO薄膜结晶性能的影响 |
2.5.1 溶胶浓度对ZnO薄膜晶体结构的影响 |
2.5.2 溶胶浓度对ZnO薄膜光学透过率的影响 |
2.5.3 本节结论 |
2.6 本章小结 |
3 In掺杂ZnO薄膜的制备及表征 |
3.1 In掺杂ZnO薄膜的制备 |
3.2 In掺杂ZnO薄膜的表征 |
3.2.1 ZnO:In薄膜的晶格结构 |
3.2.2 ZnO:In薄膜的表面形貌 |
3.2.3 ZnO:In薄膜的光透过性能 |
3.3 本章小结 |
4 不同N掺杂量对In-N共掺ZnO薄膜性能的影响 |
4.1 In-N共掺ZnO薄膜的晶格结构 |
4.2 In-N共掺ZnO薄膜的表面形貌 |
4.3 In-N共掺ZnO薄膜的光透过性能 |
4.4 本章小结 |
5 结论及展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 后续工作与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(7)光及电催化氧化去除氨氮的实验与机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 水资源与水污染 |
1.2 氨氮研究现状 |
1.2.1 氨氮的危害 |
1.2.2 氨氮废水处理技术 |
1.3 光催化氧化技术研究 |
1.3.1 光催化氧化技术 |
1.3.2 溶胶-凝胶法制备纳米级二氧化钛 |
1.3.3 二氧化钛光催化剂的掺杂改性 |
1.3.4 钌在纳米TiO_2光催化剂中掺杂改性研究 |
1.4 电化学催化氧化脱氮技术研究 |
1.5 研究目的和意义 |
1.6 研究内容和技术路线 |
1.7 创新点 |
第2章 实验方法 |
2.1 实验材料及仪器设备 |
2.1.1 实验材料及试剂 |
2.1.2 实验仪器设备 |
2.2 实验装置 |
2.3 催化剂表征方法 |
2.3.1 紫外-可见分光光度计分析 |
2.3.2 X射线衍射测试(XRD) |
2.3.3 扫描电镜测试(SEM) |
2.3.4 X射线电子能谱测试(XPS) |
2.3.5 透视电镜扫描测试(TEM) |
2.3.6 电化学性能测试 |
2.4 催化剂性能分析方法 |
2.4.1 光催化活性测试 |
2.4.2 氨氮测试 |
2.4.3 Cl~-、NO_2~-、NO_3~-浓度测定 |
2.4.4 COD测定 |
第3章 二氧化钛光催化剂制备及性能研究 |
3.1 溶胶-凝胶法制备二氧化钛粉体方法探讨 |
3.1.1 基本机理及特点 |
3.1.2 受控因素识别 |
3.1.3 纳米二氧化钛粉体制备 |
3.2 二氧化钛粉体表征 |
3.2.1 SEM表征 |
3.2.2 XRD分析 |
3.2.3 UV-visDRS表征分析 |
3.2.4 二氧化钛粉体光催化氧化性能 |
3.3 纳米二氧化钛粉体固载及表征 |
3.3.1 固载膜制备方法 |
3.3.2 固载膜形态表征 |
3.3.3 固载膜物理附着性能评估 |
3.3.4 固载膜光催化氧化活性分析 |
3.4 二氧化钛掺杂改性及Ru/TiO_2表征 |
3.4.1 掺杂改性方法遴选 |
3.4.2 Ru/TiO_2粉体表征 |
3.4.3 光催化氧化性能分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 氨氮的光催化去除 |
4.1 氨氮特性及光催化去除机理 |
4.1.1 氨氮基本性质 |
4.1.2 pH值对NH_3/NH_4~+响应关系分析 |
4.1.3 氨氮光催化去除机理 |
4.2 游离态氨(氨氮)光催化去除研究 |
4.2.1 游离氨溢出受控因素识别与分析 |
4.2.2 游离态氨光催化去除实验 |
4.2.3 游离态氨光催化氧化转化分析 |
4.3 离子态氨(氨氮)光催化去除研究 |
4.3.1 离子态氨去除实验 |
4.3.2 pH值对离子态氨光催化去除影响关系分析 |
4.3.3 改性光催化剂对氨氮去除效果对比分析 |
4.4 氨氮光催化氧化性能分析 |
4.4.1 游离氨自然溢出进程数学拟合 |
4.4.2 光照条件下氨氮溢出进程数学拟合 |
4.4.3 光催化剂对氨氮光催化去除性能分析 |
4.5 光催化氧化机理分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 氨氮电化学氧化及光电联合催化氧化去除 |
5.1 电化学氧化氨氮机理及反应器设计 |
5.2 电极材料适用性研究 |
5.2.1 电极材料遴选 |
5.2.2 循环伏安曲线分析 |
5.3 电化学氧化去除氨氮条件研究 |
5.3.1 极板间距条件氨氮去除效果分析 |
5.3.2 反应过程中试液混合效果分析 |
5.3.3 氨氮初始浓度去除速率差异分析 |
5.3.4 电流密度对氨氮去除效果分析 |
5.3.5 电功率与氨氮去除效率相关性分析 |
5.3.6 氯离子浓度对氨氮去除作用分析(不同硫化铵配比) |
5.4 氨氮电化学氧化动力学分析 |
5.4.1 氨氮电化学氧化主要路径 |
5.4.2 动力学方程公式拟合 |
5.4.3 初始氨氮浓度条件反应速率常数 |
5.4.4 电流密度条件反应速率常数 |
5.4.5 极板设置条件反应速率常数 |
5.4.6 氨氮电化学氧化动力学方程小结 |
5.5 光电联合催化氧化研究 |
5.5.1 光/电联合催化氧化机理构想 |
5.5.2 实验方法 |
5.5.3 实验结果 |
5.5.4 光电联合去除氨氮机理分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 光及电催化氧化在污水处理中的应用实验 |
6.1 实验用污水基本情况 |
6.1.1 蒲河基本情况 |
6.1.2 污水处理厂汇水区分布及纳污类型 |
6.1.3 汇水区污水水质分析 |
6.2 污水电化学去除实验 |
6.2.1 污水直接电化学去除氨氮 |
6.2.2 氯离子对污水中氨氮电化学去除速率影响 |
6.2.3 电化学氧化污水中氨氮动力学拟合分析 |
6.2.4 电化学氧化对COD去除效果研究 |
6.3 污水光/电催化去除实验 |
6.3.1 光催化氧化对污水中氨氮去除效果分析 |
6.3.2 光/电联合催化去除污水氨氮实验 |
6.3.3 光催化氧化对污水中COD去除效果分析 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间的研究成果 |
作者简介 |
(8)PDMS/ZnO聚氨酯海绵及其油水分离性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 溢油事故危害 |
1.3 溢油事故处理方法 |
1.3.1 化学方法 |
1.3.2 生物方法 |
1.3.3 物理方法 |
1.4 吸油材料概述 |
1.5 表面浸润性机理 |
1.6 疏水改性聚氨酯海绵研究现状 |
1.6.1 表面改性 |
1.6.2 发泡合成的高吸油聚氨酯海绵 |
1.7 本论文研究的目的和主要内容 |
第二章 溶胶凝胶法制备PDMS/ZnO聚氨酯海绵 |
2.1 溶胶凝胶法介绍 |
2.1.1 溶胶凝胶法制备薄膜过程 |
2.1.2 溶胶凝胶法机理 |
2.1.3 溶胶凝胶法优缺点 |
2.1.4 溶胶凝胶法制备氧化锌薄膜应用 |
2.2 实验原料及仪器 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 聚氨酯海绵预处理 |
2.3.2 胶体的制备 |
2.3.3 ZnO聚氨酯海绵的制备 |
2.3.4 PDMS/ZnO聚氨酯海绵的制备 |
2.4 高疏水聚氨酯海绵结构和性能的测试 |
2.4.1 扫描电镜(SEM)观测 |
2.4.2 静态水接触角的测定 |
2.4.3 滚动角的测定 |
2.4.4 疏水稳定性测试 |
2.5 本章小结 |
第三章 PDMS/ZnO聚氨酯海绵的结构与疏水性能 |
3.1 溶剂的选择 |
3.2 反应温度对海绵结构与性能的影响 |
3.2.1 ZnO薄膜的形态 |
3.2.2 PDMS/ZnO海绵的疏水性能 |
3.2.3 PDMS/ZnO海绵的疏水稳定性 |
3.3 前驱体浓度对海绵结构与性能的影响 |
3.3.1 ZnO薄膜的形态 |
3.3.2 PDMS/ZnO海绵的疏水性能 |
3.3.3 PDMS/ZnO海绵的疏水稳定性 |
3.4 表面活性剂对海绵结构与性能的影响 |
3.4.1 ZnO薄膜的形态 |
3.4.2 PDMS/ZnO海绵的疏水性能 |
3.4.3 PDMS/ZnO海绵的疏水稳定性 |
3.5 硅烷偶联剂KH-550 对海绵结构和性能的影响 |
3.5.1 ZnO薄膜形态 |
3.5.2 PDMS/ZnO海绵的疏水性能 |
3.5.3 PDMS/ZnO海绵的疏水稳定性 |
3.6 PDMS所用稀释剂和体积分数对聚氨酯海绵结构与性能的影响 |
3.6.1 溶剂对海绵疏水性能的影响 |
3.6.2 PDMS用量对海绵结构与性能的影响 |
3.7 本章小结 |
第四章 PDMS/ZnO聚氨酯海绵油水分离实验 |
4.1 实验试剂和仪器 |
4.1.1 实验试剂 |
4.1.2 实验仪器 |
4.2 实验内容与实验方法 |
4.2.1 纯油的吸附实验 |
4.2.2 对浮油吸附分离实验 |
4.2.3 对分散油的吸附分离实验 |
4.2.4 油水混合物中油含量的测定方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 PDMS/ZnO海绵对纯油体系吸附性能 |
4.3.2 PDMS/ZnO海绵对浮油分离性能 |
4.3.3 PDMS/ZnO海绵对分散油的吸附分离性能 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
致谢 |
(9)纳米Ag/TiO2木基复合材料的构建及防霉机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 木材霉变 |
1.1.1 常见霉菌 |
1.1.2 木材霉变条件 |
1.2 木材防霉方式 |
1.2.1 物理法 |
1.2.2 化学法 |
1.3 木材防霉剂种类 |
1.3.1 油载型防霉剂 |
1.3.2 水载型防霉剂 |
1.3.3 天然防霉剂 |
1.3.4 纳米防霉剂 |
1.4 金属无机纳米材料在木材防霉抗菌领域研究现状 |
1.4.1 纳米TiO_2 |
1.4.2 纳米ZnO |
1.4.3 纳米CuO |
1.4.4 纳米Ag |
1.5 纳米TiO_2改性木材研究现状 |
1.5.1 耐光老化性 |
1.5.2 防潮疏水性 |
1.5.3 阻燃性 |
1.6 木基纳米复合材料研究现状 |
1.6.1 木材的纳米尺度 |
1.6.2 木基纳米材料制备方法 |
1.6.3 纳米材料改性处理 |
1.6.4 木材负载方式 |
1.7 木材浸渍处理方式 |
1.7.1 微波法 |
1.7.2 超声波法 |
1.7.3 真空法 |
1.7.4 微爆破法 |
1.7.5 超临界法 |
1.8 研究目的及意义 |
1.9 研究内容及技术路线 |
1.9.1 研究内容 |
1.9.2 技术路线 |
2 纳米Ag/TiO_2防霉剂制备及防霉机制研究 |
2.1 纳米Ag/TiO_2制备 |
2.1.1 引言 |
2.1.2 材料与方法 |
2.1.3 结果与分析 |
2.1.4 本节小结 |
2.2 纳米Ag/TiO_2防霉性能及机制 |
2.2.1 引言 |
2.2.2 材料与方法 |
2.2.3 结果与分析 |
2.2.4 纳米Ag/TiO_2防霉机制 |
2.2.5 本节小结 |
2.3 本章小结 |
3 纳米Ag/TiO_2表面改性及分散性研究 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 试验材料 |
3.2.2 试验设备 |
3.2.3 制备方法 |
3.2.4 稳定性测定 |
3.2.5 粒径测定 |
3.2.6 Zeta电位测定 |
3.2.7 结晶度测定 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 表面活性剂对分散性能影响 |
3.3.2 偶联剂对分散性能影响 |
3.3.3 复合改性剂对分散性能影响 |
3.3.4 复合改性剂分散机理 |
3.4 本章小结 |
4 超声波辅助浸渍法制备纳米Ag/TiO_2木基复合材料性能及表征 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 试验材料 |
4.2.2 试验设备 |
4.2.3 超声波辅助浸渍法 |
4.2.4 纳米Ag/TiO_2木基复合材料性能检测 |
4.2.5 纳米Ag/TiO_2木基复合材料表征 |
4.2.6 模糊综合评判法 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 超声波功率对性能影响 |
4.3.2 超声时间对性能影响 |
4.3.3 试剂浓度对性能影响 |
4.3.4 微观构造分析 |
4.3.5 官能团分析 |
4.3.6 结晶度分析 |
4.3.7 热重分析 |
4.3.8 模糊综合评判法优化工艺 |
4.4 本章小结 |
5 真空浸渍法制备纳米Ag/TiO_2木基复合材料性能及表征 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 试验材料 |
5.2.2 试验材料 |
5.2.3 真空浸渍法 |
5.2.4 纳米Ag/TiO_2木基复合材料性能检测 |
5.2.5 纳米Ag/TiO_2木基复合材料表征 |
5.2.6 模糊综合评判法 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 真空度对性能影响 |
5.3.2 真空时间对性能影响 |
5.3.3 试剂浓度对性能影响 |
5.3.4 微观构造分析 |
5.3.5 官能团分析 |
5.3.6 结晶度分析 |
5.3.7 热重分析 |
5.3.8 模糊综合评判法优化工艺 |
5.4 本章小结 |
6 纳米Ag/TiO_2木基复合材料防霉性能及防霉机制 |
6.1 引言 |
6.2 材料与方法 |
6.2.1 试验材料 |
6.2.2 微观构造测定 |
6.2.3 元素含量测定 |
6.2.4 压汞法孔径测定 |
6.2.5 接触角测定 |
6.2.6 尺寸稳定性测定 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 防霉性能 |
6.3.2 微观构造分析 |
6.3.3 元素含量分析 |
6.3.4 元素轴向分布分析 |
6.3.5 孔径分布分析 |
6.3.6 润湿性能 |
6.3.7 防水性能 |
6.4 纳米Ag/TiO_2木基复合材防霉机理分析 |
6.4.1 纳米Ag/TiO_2的杀菌抑菌性 |
6.4.2 阻隔霉菌侵染 |
6.4.3 提高防潮疏水性 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
获得成果目录 |
致谢 |
(10)染料敏化太阳能电池氧化钛光阳极的制备与研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 太阳能电池的分类 |
2.1.1 硅系太阳能电池 |
2.1.2 多元化合物薄膜太阳能电池 |
2.1.3 聚合物多层修饰太阳能电池 |
2.1.4 有机太阳能电池 |
2.1.5 钙钛矿敏化太阳能电池 |
2.1.6 染料敏化太阳能电池 |
2.2 染料敏化太阳能的结构与工作原理 |
2.2.1 DSSC的结构 |
2.2.2 DSSC的工作原理 |
2.3 DSSC的光电特性参数 |
2.3.1 I-V曲线 |
2.3.2 入射单色光子—电子转化效率(IPCE) |
2.3.3 电化学阻抗谱(EIS) |
2.4 DSSC的研究现状 |
2.5 纳米晶TiO_2光阳极薄膜的研究现状 |
2.5.1 TiO_2的性质及其制备方法 |
2.5.2 纳米晶TiO_2薄膜的制备方法 |
2.5.3 TiO_2光阳极薄膜的改性方法 |
2.6 本论文的研究目标和意义 |
3 非水解溶胶-凝胶法制备TiO_2纳米粉及电池性能研究 |
3.1 实验过程 |
3.1.1 TiO_2纳米粉体的制备 |
3.1.2 浆料的制备 |
3.1.3 导电玻璃的清洗 |
3.1.4 TiO_2致密层的制备 |
3.1.5 光阳极薄膜的制备 |
3.1.6 染料和电解质的制备 |
3.1.7 对电极的制备 |
3.1.8 DSSC的组装 |
3.2 表征 |
3.2.1 物相分析 |
3.2.2 形貌分析 |
3.2.3 综合热分析 |
3.2.4 I-V曲线测试 |
3.2.5 IPCE测试 |
3.2.6 光电流工作谱测试 |
3.2.7 膜厚测试 |
3.2.8 方块电阻的测试 |
3.3 实验结果及分析 |
3.3.1 锻烧温度对TiO_2粉性能的影响 |
3.3.2 锻烧温度对电池性能的影响 |
3.3.3 保温时间对电池性能的影响 |
3.3.4 TiO_2致密层对电池性能的影响 |
3.4 实验小结 |
4 TiO_2纳米管的制备及电池的性能研究 |
4.1 实验原理 |
4.1.1 模板法制备TiO_2纳米管的机理 |
4.1.2 热碱处理法制备TiO_2纳米管的机理 |
4.2 实验过程 |
4.2.1 模板法制备TiO_2纳米管光阳极薄膜 |
4.2.1.1 ZnO与TiO_2复合种子层的制备 |
4.2.1.2 溶液法制备ZnO纳米棒模板 |
4.2.1.3 浸渍法制备ZnO/TiO_2核—壳结构 |
4.2.1.4 用TiCl_4水溶液处理制备TiO_2纳米管薄膜 |
4.2.2 热碱处理法制备TiO_2纳米管光阳极薄膜 |
4.2.2.1 TiO_2纳米管的制备过程 |
4.2.2.2 TiO_2纳米管浆料的制备 |
4.2.2.3 光阳极薄膜的制备 |
4.3 实验结果与分析 |
4.3.1 模板法制备TiO_2纳米管实验结果与分析 |
4.3.2 水热法制备的TiO_2纳米管粉体实验结果与分析 |
4.3.2.1 TiO_2纳米管粉体的形貌分析 |
4.3.2.2 TiO_2纳米管粉体的物相分析 |
4.3.2.3 TiO_2纳米管电池的光电性能分析 |
4.4 实验小结 |
5 硬模板法制备TiO_2球及电池的性能研究 |
5.1 实验原理 |
5.2 实验过程 |
5.3 DSSC的制备 |
5.3.1 TiO_2粉体浆料的制备 |
5.3.2 TiO_2粉体光阳极的制备 |
5.4 实验结果与分析 |
5.5 实验小结 |
结论 |
创新点 |
不足与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
四、溶胶-凝胶法制备纳米薄膜的研究进展(论文参考文献)
- [1]SnxSy薄膜的溶胶-凝胶法制备与性能研究[D]. 翟晓娜. 大连交通大学, 2020(05)
- [2]脉冲紫外激光协同TiO2处理有机污染物的研究[D]. 包璐瑀. 太原理工大学, 2020(07)
- [3]宽带高透过率二氧化硅Sol-gel膜的制备及其应用性能研究[D]. 郭彦玲. 苏州大学, 2020(02)
- [4]溶胶-凝胶旋涂法制备Zn-N共掺TiO2薄膜及其光学性能研究[D]. 赵帅. 辽宁师范大学, 2020(02)
- [5]钛酸钡铁电薄膜异质结构电光特性研究[D]. 张华. 南京邮电大学, 2019(03)
- [6]溶胶-凝胶旋涂法制备In-N共掺ZnO薄膜及其光学性能研究[D]. 臧谷丹. 辽宁师范大学, 2019(01)
- [7]光及电催化氧化去除氨氮的实验与机理研究[D]. 荆勇. 东北大学, 2018(01)
- [8]PDMS/ZnO聚氨酯海绵及其油水分离性能研究[D]. 张阳阳. 河北工业大学, 2018(07)
- [9]纳米Ag/TiO2木基复合材料的构建及防霉机制研究[D]. 林琳. 北京林业大学, 2017(04)
- [10]染料敏化太阳能电池氧化钛光阳极的制备与研究[D]. 叶雨红. 景德镇陶瓷学院, 2014(05)