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作者：都超电子科技大学

学位级别：硕士

有机薄膜太阳能电池由于其成本低廉、厚度薄、重量轻、可弯折等优点，成为目前太阳能电池研究领域的一个热点。但由于有机材料的光吸收与载流子迁移率之间的矛盾，限制了有机薄膜太阳能电池效率的进一步提高。如何在有限的有机光敏感层... 详细信息

有机薄膜太阳能电池由于其成本低廉、厚度薄、重量轻、可弯折等优点，成为目前太阳能电池研究领域的一个热点。但由于有机材料的光吸收与载流子迁移率之间的矛盾，限制了有机薄膜太阳能电池效率的进一步提高。如何在有限的有机光敏感层中，提高光的吸收效率，成为人们进一步提高有机光伏器件效率的急需解决的问题。金属纳米颗粒的表面等离子效应，由于其能够颗粒光散射近场增强以及表面等离子激元增强薄膜器件光吸收，而成为目前提高光伏器件效率的一个有效途径。本文中，我们利用真空热蒸镀法制备了银纳米颗粒，并研究了其表面等离子效应对有机薄膜太阳能电池的性能的影响。本论文的研究内容具体包括以下几个方面：（1）采用真空热蒸镀法，制备了不同厚度银纳米颗粒薄层，并研究了薄层厚度对光吸收以及等离子共振频率的影响。随着银薄层厚度的增加，其对光的吸收增强，而且由于银纳米颗粒粒径的增大，其表面等离子共振频率也出现移动。（2）通过将银纳米颗粒置于有机太阳能电池ITO阳极与PEDOT:PSS之间，制备了结构为ITO/Ag NPs layer （x nm）/PEDOT:PSS （20nm）/CuPc （20nm）/C60（40nm）/Bphen （5nm）/Ag （100nm）的器件，其中x=0、1、2、3、4。当银薄层平均厚度为2nm时，电池器件的能量转化效率由1.73%提高至2.20%。分析表明，银纳米颗粒通过散射入射光以及近场增强效应，增加了有机光敏感层对入射光的吸收，从而增加了器件短路电流，提高了器件的能量转换效率。（3）基于P3HT:PCBM太阳能器件，我们在阴极缓冲层中添加银纳米颗粒，制备了结构为：ITO/PEDOT:PSS （20nm）/P3HT:PCBM （200nm）/Bphen （5nm）/AgNPs layer （x nm）/Bphen （5nm）/Ag （100nm）的器件，其中x=0、1、2、3、4。当银薄层平均厚度为2nm时，器件性能取得了改进。利用“热”激子理论，我们解释了器件短路电流及填充因子的提高。

关键词：有机薄膜太阳能电池表面等离子效应银纳米颗粒光吸收

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Ag/Ag_(3)PO_(4)/CNTs复合材料的光催化杀菌性能及机理

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功能材料 2024年第10期55卷 10121-10126页

作者：尹艳菲霍敬豪李海帅史慧贤太原理工大学材料科学与工程学院太原030024

工农业污水排放是引起水污染的重要因素之一,污水中的致病性微生物对生态环境和人类健康有极大危害。因此,研究新型复合光催化材料实现清除水中病原微生物具有重要意义。采用沉积-原位还原联合的方法制备了具有优异光催化性能的Ag/Ag_(3... 详细信息

工农业污水排放是引起水污染的重要因素之一,污水中的致病性微生物对生态环境和人类健康有极大危害。因此,研究新型复合光催化材料实现清除水中病原微生物具有重要意义。采用沉积-原位还原联合的方法制备了具有优异光催化性能的Ag/Ag_(3)PO_(4)/CNTs复合材料,采用多种表征手段对复合材料的形貌特征、晶体结构、元素组成以及光电性能等进行详细分析表征。通过平板涂布法评估了Ag/Ag_(3)PO_(4)/CNTs复合材料在可见光下的杀菌性能。Ag/Ag_(3)PO_(4)/CNTs复合材料在可见光照射下,20 min内可将10^(7)cfu/mL的大肠杆菌全部灭活,且对金黄色葡萄球菌(10^(7)cfu/mL)灭活率达到92.0%。SEM结果显示,经Ag/Ag_(3)PO_(4)/CNTs-光照体系中处理的金黄色葡萄球菌表面出现明显塌陷皱缩。对细胞内的遗传物质(DNA)含量进行了分析,结果表明,经过Ag/Ag_(3)PO_(4)/CNTs和光照处理后的金黄色葡萄球菌内的DNA含量显著降低,说明Ag/Ag_(3)PO_(4)/CNTs在光照下产生的活性氧可有效破坏细菌DNA。Ag/Ag_(3)PO_(4)/CNTs复合材料的构建为可见光下有效清除病原微生物提供了新思路。

关键词：磷酸银碳纳米管表面等离子效应可见光催化抗菌

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Bi/BiOI可见光催化氧化去除NO的性能

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土木与环境工程学报（中英文） 2019年第6期41卷 181-188页

作者：幸小卜王鑫雅徐长长董帆重庆大学环境与生态学院重庆400045 重庆工商大学环境与资源学院/催化与环境新材料重庆市重点实验室重庆400067

催化机理是催化反应过程中的一大重要问题。为研究可见光催化氧化去除NO的反应机理,提高大气中NO去除效率,将BiOI中的Bi 3+部分还原为金属Bi沉积在BiOI纳米片表面,合成Bi/BiOI纳米级微球光催化剂。通过一系列表征分析发现,金属Bi沉积在B... 详细信息

催化机理是催化反应过程中的一大重要问题。为研究可见光催化氧化去除NO的反应机理,提高大气中NO去除效率,将BiOI中的Bi 3+部分还原为金属Bi沉积在BiOI纳米片表面,合成Bi/BiOI纳米级微球光催化剂。通过一系列表征分析发现,金属Bi沉积在BiOI表面后,催化剂的微观结构和光学性质都有明显变化。与纯相的BiOI相比,制备的Bi/BiOI催化剂对气态NO表现出更优异的可见光催化去除活性。通过金属Bi的表面等离子体共振,引起高效可见光吸收和电子空穴对分离。同时,运用原位红外光谱动态监测Bi/BiOI光催化氧化NO的反应过程,结合自由基捕获结果,从分子层面揭示其反应产物,并结合表面等离子体共振提出Bi/BiOI光催化作用机理。

关键词： Bi/BiOI 光催化表面等离子效应 NO原位红外

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WS_(2)@Ag复合材料光热降解RhB性能研究

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水处理技术 2024年第6期50卷 80-84页

作者：储德亮刘钟馨王洁琼海南大学化学工程与技术学院海南海口570228 南海海洋资源利用国家重点实验室海南海口570228

光热过程是太阳能利用中最有效的能量转换过程。在这项研究中,将制备的WS_(2)@Ag复合材料作为光热催化剂。结合过一硫酸盐(PMS)辅助催化去除有机染料RhB。通过UV-Vis、XRD、SEM、TEM等测试手段对该催化剂进行了表征。并在一个模拟太阳... 详细信息

光热过程是太阳能利用中最有效的能量转换过程。在这项研究中,将制备的WS_(2)@Ag复合材料作为光热催化剂。结合过一硫酸盐(PMS)辅助催化去除有机染料RhB。通过UV-Vis、XRD、SEM、TEM等测试手段对该催化剂进行了表征。并在一个模拟太阳光照射下,以广泛使用的有机染料RhB的降解为例,从光热催化、光催化和热催化等方面综合评价了WS_(2)@Ag复合材料的光热降解性能。动力学分析表明,WS_(2)@Ag作为催化剂,光热组的降解效率分别是纯光组和纯热组的1.33和1.82倍,在50 min内降解率达到95%。系统地研究了光热催化条件下催化剂和PMS的用量及复合材料的循环稳定性,通过捕获实验测试结果表明:WS_(2)@Ag/PMS催化体系中存在SO_(4)^(·-)、·OH和^(1)O_(2)活性物种,协同降解RhB。最后提出了WS_(2)@Ag材料通过不同方式激活PMS产生高活性物种来氧化RhB的降解机理。

关键词：光热催化降解有机染料 WS_(2)@Ag 表面等离子效应

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纳米结构金属的表面等离效应在有机太阳能电池中的应用

纳米结构金属的表面等离效应在有机太阳能电池中的应用

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作者：樊国强苏州大学

学位级别：硕士

近年来，有机太阳能电池发展迅速，它们具有廉价、柔软、轻便等诸多优点，是硅太阳能电池的有力挑战者，有望在未来光伏产业中扮演重要角色。目前，基于聚合物的有机太阳能电池的转化效率更是已经超过10%。然而，有机太阳能电池的进一... 详细信息

近年来，有机太阳能电池发展迅速，它们具有廉价、柔软、轻便等诸多优点，是硅太阳能电池的有力挑战者，有望在未来光伏产业中扮演重要角色。目前，基于聚合物的有机太阳能电池的转化效率更是已经超过10%。然而，有机太阳能电池的进一步应用仍然受到一些技术因素的制约。有机半导体中激子的扩散距离比有机光伏电池光敏层的厚度要短得多，而且有机半导体载流子的迁移率比硅半导体要小很多;这一固有缺陷要求我们在制作有机光伏电池时，需要选择较薄的光敏层厚度以获取更高的能量转换效率，但随着光敏层的厚度变薄，它的光吸收也会随之减少。从这个制约因素出发，本论文运用真空镀膜技术和旋涂制膜技术制备基于poly(3-hexylthiophene):(6,6)-phenyl-C60-butyric acid methyl ester (P3HT:PCBM)的聚合物太阳能电池，研究了金属纳米结构表面等离子共振效应在有机太阳能电池中的应用。具体内容如下： 1.利用银纳米结构的表面等离子增强效应，优化设计具有金属纳米颗粒的有机光伏电池结构，采用旋涂制膜技术和真空蒸镀技术制备了含有银纳米颗粒的空穴传输层(PEDOT:PSS)聚合物体异质结光伏电池以确保较薄的活性层有充足的光吸收;2.利用了溶液法把附着着金纳米颗粒的氧化石墨烯复合物加入到PEDOT:PSS阳极缓冲层中。这种利用氧化石墨烯作为模板来负载金纳米颗粒的新方法，可以在引入等离子体效应的同时避免金纳米颗粒的团聚。实验表明，加入了附着有金纳米颗粒的氧化石墨烯后，器件光敏层的光吸收和激子产生率都得到了提升，使得器件的光电流和转化效率都增大了。通过对实验数据和模拟结果的分析，器件性能提升是因为在PEDOT:PSS与光敏层界面处金纳米颗粒局部等离子共振效应引起的近场激发增强。通过系统的理论和实验研究分析金纳米颗粒在有机太阳能电池中的近场增强作用和电子效应。 3.利用化学方法合成SiO微球，利用PEDOT:PSS和SiO纳米微球混合物来制备有机太阳能电池空穴注入传输层，我们希望在不牺牲器件电学性能的前提下提高PEDOT:PSS膜的物理性能，并且利用SiO纳米小球在其中充当光学模板，提高光在电池中的光程达到光俘获的效果，同时研究这种有机无机复合空穴传输层对有机太阳能电池器件性能的影响。

关键词：有机太阳能电池体异质结表面等离子效应 Ag Au-GO SiO2

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Bi单质基复合光催化剂的制备及其光催化净化NOx的机理研究

Bi单质基复合光催化剂的制备及其光催化净化NOx的机理研究

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作者：何文杰重庆工商大学

学位级别：硕士

优质的空气是地球生命繁衍生息的必要条件,污染气体组分中的NO被吸入后会刺激咽喉及肺部等器官,甚至影响神经系统造成大脑损伤,并有致毒致癌作用,极大地危害了生命健康。近些年,光催化氧化作为利用可持续能源太阳能去除低浓度NO的技术... 详细信息

优质的空气是地球生命繁衍生息的必要条件,污染气体组分中的NO被吸入后会刺激咽喉及肺部等器官,甚至影响神经系统造成大脑损伤,并有致毒致癌作用,极大地危害了生命健康。近些年,光催化氧化作为利用可持续能源太阳能去除低浓度NO的技术被广泛研究。在这篇论文中以探究金属Bi单质等离子效应的影响和构建高效新型铋系半导体光催化剂为目标,首先构建了单质Bi/BiPO4体系,研究了单质Bi等离子体效应和表面氧空位对于催化剂光吸收和电子-空穴对分离的影响,通过理论计算研究了其电子结构;然后构建了单质Bi/Bi4MoO9体系,研究了以铋系材料做核,单质Bi作壳的核壳结构对于光催化剂催化活性促进的作用,系统的研究分析了单质Bi的作用方式。最后通过还原剂量的变化构建了多元异质结体系Bi2O3/Bi2W06和Bi/Bi2O3/Bi2WO6体系,通过调控催化剂材料结构成分控制单质Bi表面等离子体效应和异质结效应的协调影响,系统的研究了两种效应对于激活无定形钨酸铋的影响。三个体系都利用原位红外研究其催化氧化污染物的过程反应,为拓宽催化剂光响应区域提高载流子分离效率和构建高效光催化剂提供了可行思路和理论依据。具体结论得出如下:(1)单质Bi/BiPO4体系催化剂(BP):本研究通过化学沉淀法制备出六方相BiPO4,再经过NaBH4还原在BiPO4表面负载Bi单质,制备出单质Bi/BiPO4复合光催化剂,并将制备的光催化剂应用于空气中低浓度NO的净化。通过XRD(X-ray diffraction,X 射线衍射)、SEM(scanning electron microscope,扫描电子显微镜)、TEM(Transmission electron microscope,透射电子显微镜)、UV-vis DRS(UV-visible diffuse-reflectance spectrum,紫外-可见漫反射光谱)和 ESR(electron spin-resonance spectroscopy,电子自旋共振)等表征手段对催化剂微观结构进行表征分析。利用原位红外光谱技术对催化剂可见光催化氧化NO的反应过程进行实时动态监测分析,结合ESR对自由基的捕获结果,提出了其反应机理。研究结果表明,单质Bi的表面等离子体效应促进了BiPO4对可见光的吸收。DFT(Density Functional Theory,密度泛函理论)计算表明,氧缺陷的存在使得在磷酸铋的价带和导带之间形成了中间能级,有利于价带电子的跃迁,促进光生电荷的分离。电子结构计算结果表明,单质Bi还充当储存和转移BiPO4导带上电子的媒介,光生载流子的产生和迅速转移使得光生电子-空穴对复合率降低。通过Bi单质的等离子体效应使BiPO4转化为可见光响应的高性能光催化剂。本文对于Bi单质基等离子体光催化的研究和气相光催化反应机理的认识提供了新的方法。(2)单质Bi/Bi4MoO9体系催化剂(BMO):Bi4MoO9由于其很正的价带位置(3.48eV)被认为是很有潜力的一种针对大气污染物矿化的催化剂。然而较高电子-空穴对复合率和较宽的禁带使得其光催化活性并不理想。为了提高钼酸铋的电荷分离率,改变钼酸铋在可见光条件下催化氧化NO的能力,本工作采用传统的水热法合成了立方相Bi4MoO9,在室温条件下,通过一种简单的化学还原方法在本底Bi4MoO9的基础上原位负载单质Bi,并利用Bi金属等离子体效应和构建的氧缺陷能级,辅助提高电子-空穴对的分离率。在可见光(λ>420nm)照射条件下,利用Bi/Bi4MoO9复合光催化剂催化氧化去除NO。改性后的样品对NO去除率最高可达(57.2%),远远超过纯Bi4MoO9(对NO的去除率为12.7%)。活性的增强可归因于光吸收和电荷分离效率的提高,其受益于Bi金属的表面等离子体共振(SPR,surface plasmon resonance)和氧缺陷构建的缺陷能级。本实验同时基于原位红外光谱研究提出了光催化氧化NO的反应机理。此研究的工作提供了一种新的方法来激活非可见光响应半导体,以便用于高效可见光光催化。(3)Bi/Bi2O3/Bi2WO6体系催化剂(BWO):由于快速的电荷复合速率,无定形半导体通常光催化效率极低。在这项工作中,为了激活无定形Bi2WO6,Bi2O3和Bi颗粒依次沉积在其表面上,通过NaBH4在室温下直接地原位化学还原无定形Bi2WO6。在得到的三元Bi/Bi2O3/Bi2WO6中,良好形成的异质结(即Bi-Bi2O3和Bi2O3-Bi2WO6)和Bi的表面等离子共振效应都有助于电荷载流子浓度的增加,有效的e-/h+分离然后增强可见光光催化性能。复合物中Bi,Bi2O3和Bi2WO6的摩尔比可以通过NaBH4的剂量来调节,因此可以调节每个异质结(即Bi/Bi2O3或B

关键词：单质铋氧缺陷表面等离子效应异质结 NOx光催化氧化

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表面等离子体纳米光催化材料Ag@AgBr-CNTs的制备及其性能研究

表面等离子体纳米光催化材料Ag@AgBr-CNTs的制备及其性能研究

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第十三届全国太阳能光化学与光催化学术会议

作者：史惠贤聂信陈江耀李桂英 Po-Keung Wong 安太成中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室中国科学院研究生院 School of Life Sciences The Chinese University of Hong Kong

＜正＞近年来,表面等离子体纳米光催化材料作为一种新型的可见光响应的光催化材料吸引了大量研究者的关注5,其集中了贵金属表面等离子共振效应和复合半导体光催化材料的优点,通过调节贵金属颗粒的大小,形状及其所处环境能够有效拓宽光... 详细信息

＜正＞近年来,表面等离子体纳米光催化材料作为一种新型的可见光响应的光催化材料吸引了大量研究者的关注5,其集中了贵金属表面等离子共振效应和复合半导体光催化材料的优点,通过调节贵金属颗粒的大小,形状及其所处环境能够有效拓宽光催化材料对可见光的吸收,同时体系内部的电子空穴对可有效的分离和转移,从而提高了其可见光光催化效率。本文结合贵金属Ag的表面等离子体效应和碳纳米管（CNTs）独特的吸附性能和良好

关键词：溴化银碳纳米管表面等离子效应可见光光催化

来源： cnki会议评论

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