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作者：王续峰湖南大学

学位级别：硕士

环境问题和能源危机日益严峻,作为电子能源材料的代表,可以实现能量转换和存储的半导体和碳材料受到人们的青睐。cdino三元半导体具有丰富的微观形貌、高活性的{111}晶面使其广泛应用于有毒有害气体检测和环境污染处理领域。碳材料(CMs... 详细信息

环境问题和能源危机日益严峻,作为电子能源材料的代表,可以实现能量转换和存储的半导体和碳材料受到人们的青睐。cdino三元半导体具有丰富的微观形貌、高活性的{111}晶面使其广泛应用于有毒有害气体检测和环境污染处理领域。碳材料(CMs)具有高导电性、良好的化学稳定性和独特的微观结构,在环境处理、高分子科学、储能、催化等多个领域应用广泛。在碳材料的制备中,碳源大多局限于含C、H、o、N等元素的有机物,例如生物质、高聚物、酚醛树脂等等,很少选用含卤素有机分子作为碳源。研究发现这类含卤素的有机分子在碳化过程中,卤素可与邻近C原子上的H原子结合成卤化氢发生脱卤反应,C原子之间C=C双键,单双键交替的苯环结构能够提高材料的导电性,利用此特点可制备高导电性碳材料。本文用水热法合成了纯cdino单晶,其形状可以从八面体演变到立方体,合成的cdino的最终形貌可以通过Cd/In/oH的摩尔比进行调控。用模型污染物甲基橙(Mo)来评估cdino在可见光下的光催化活性,并系统阐释了不同形状以及不同晶面光催化活性不同的机理。用含卤素有机分子为碳源,利用模板法的空间限域效应实现碳材料的孔径调控,利用溶剂热法实现有机分子与模板的均匀混合,构建三维空间网络,通过放电等离子烧结和传统的化学气相沉积法两种不同的碳化策略,制备出形貌孔径可控、高比表面积的新型三维介孔碳材料,并系统讨论了不同的碳源及不同的制备方法对碳材料的比表面积、孔径大小和分布等微观结构的影响,探究了所制备的介孔碳材料在储能领域的应用,主要研究内容如下:(1)通过简单的水热法制备出了微观形貌从八面体到立方体演变的单分散cdino晶体。XRD和SEM用来表征所制备样品的结构和形态,表征结果表明该法制备cdino的最终微观形貌可以通过源物质中oH的比例进行可控合成。紫外-可见漫反射光谱表明cdino的带隙约为2.25 e V。光催化测试结果表明具有八面体微观形貌的cdino具有更好的光催化性能。(2)采用放电等离子烧结技术(SPS),通过简单、有效和通用的策略,对含溴元素的有机分子4,4’-二溴-2,2’-联吡啶(CHBrN,MNP)进行低温热压处理,合成了具有大表面积和优异电化学性能的介孔碳。通过扫描电子显微镜(SEM)表征所制备样品的形貌,透射电子显微镜(TEM)表征其微观结构。利用N吸附脱附曲线对样品的孔结构特性进行表征。结果表明,合成的介孔碳具有大于1,000 m g的高比表面积,当用做锂离子电池(LIBs)负极材料时,在0.2 A g时具有676 m A h g的高比容量,在5 A g时具有286 m A h g的高比容量。并且所制备的样品具有优异的循环性能,经过700圈循环后,其在1.0 A g时的容量约为800 m A h g。(3)以介孔Sio为模板、含卤素的有机分子聚偏氟乙烯(PVDF)和MNP为不同的碳源,利用化学气相沉积法制备了两种形貌可控的多孔碳材料。并将其应用于锂离子电池负极材料和超级电容器(SC),测试其电化学性能。用于锂离子电池负极材料时,在1 A g的小电流密度下,容量为720m Ah g,在5A g的大电流密度下,容量为250m Ah g,经过1200圈循环后,在1 A g的电流密度下,容量仍保持在600 m A h g,容量保持率为83%。用于超级电容器电极材料时,在1A g的电流密度下,比容量为252 F g,高于目前的商用活性碳材料YP-50(155F g)。

关键词： cdin2o4 介孔碳脱卤反应锂离子电池超级电容器

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纳米颗粒cdin2o4复合材料的制备及其葡萄糖催化氧化性能研究

纳米颗粒CdIn2O4复合材料的制备及其葡萄糖催化氧化性能研究

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作者：彭思嘉云南大学

学位级别：硕士

近年来,由于医疗保健、食品和生物技术等领域对葡萄糖传感器的需求日益增长,葡萄糖传感器的全球市场已经大幅增长。非酶葡萄糖电化学传感器以其灵敏度高、选择性好、检测限低等优势而被广泛研究。影响其性能的关键因素是电极材料。cdin... 详细信息

近年来,由于医疗保健、食品和生物技术等领域对葡萄糖传感器的需求日益增长,葡萄糖传感器的全球市场已经大幅增长。非酶葡萄糖电化学传感器以其灵敏度高、选择性好、检测限低等优势而被广泛研究。影响其性能的关键因素是电极材料。cdino具有优良的光电、热电性能,以及催化性能。将cdino应用于葡萄糖检测不仅为其性能研究提供了一个新的方向,还为葡萄糖检测提供了一种新选择。此外,泡沫镍的导电骨架可以提高材料的电导率,可以提供更多的活性电化学位,还能防止团聚和结构坍塌,从而使材料的电化学性能提高。本论文通过非水溶胶-凝胶法首次制备了在泡沫镍的纳米纤维表面直接生长的cdino电极材料,并进行葡萄糖检测,获得性能优良的非酶葡萄糖电化学传感器电极材料。主要结果如下:1.通过非水溶胶-凝胶法直接在泡沫镍上生长的纯相cdino作为电极材料。结果表明,纯相cdino具有电催化活性较好,灵敏度较高(3.2925 mA·mM·cm),响应时间较快(1.58 s),检测线性范围较宽(1μM～1 mM),检测限较低(0.08μM),选择性较好,长期稳定性较好。泡沫镍上生长的纯相cdino在非酶葡萄糖传感方面显示出了良好的应用前景。2.通过非水溶胶-凝胶法直接在泡沫镍上成功地合成了过渡金属(Fe、Co、Cu)复合的cdino非酶葡萄糖电化学传感器电极材料。实验结果表明,过渡金属(Fe、Co、Cu)复合的cdino材料对葡萄糖的电化学传感具有较高灵敏度、良好的选择性,均优于纯相cdino材料。Fe-cdino电极材料最佳性能是复合量为30%,其灵敏度达到8.992 mA·mM·cm;Co-cdino电极材料最佳性能复合量为15%,其灵敏度最高为16.104 mA·mM·cm;Cu-cdino电极材料最佳性能复合量为15%,其灵敏度达到5.303 mA·mM·cm)。由于过渡金属(Fe、Co、Cu)复合的cdino电极材料是同种方法制备的,其灵敏度越高对葡萄糖的电催化性能越好,对比发现灵敏度15%Co-cdino>30%Fe-cdino>15%Cu-cdino>纯相cdino。3.通过循环伏安法分析葡萄糖电催化氧化的电化学动力学得出,过渡金属(Fe、Co、Cu)复合cdino电极材料的电化学过程主要以扩散为主。通过计算可得:扩散系数D>D>D>D,则对葡萄糖的电催化性能是15%Co-cdino>30%Fe-cdino>15%Cu-cdino>纯相cdino。研究结果,表明过渡金属(Fe、Co、Cu)与cdino复合后,其催化性能得到较大改善。

关键词：非水溶胶-凝胶法 cdin2o4 泡沫镍电化学非酶葡萄糖传感器

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cdin2o4薄膜的光学性质

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激光与红外 1988年第11期 18-21页

作者：吴永刚钱振型同济大学物理系

CdJno薄膜是一种新颖的透明导电材料,在可见光及红外区域具有很好的光谱选择特性。本文着重分析了在真空和空气环境中热处理后,cdino薄膜的介电常数和等离子体频率的变化,以及基本吸收边缘的漂移,并且计算了薄膜在可见光谱区的折射率和... 详细信息

CdJno薄膜是一种新颖的透明导电材料,在可见光及红外区域具有很好的光谱选择特性。本文着重分析了在真空和空气环境中热处理后,cdino薄膜的介电常数和等离子体频率的变化,以及基本吸收边缘的漂移,并且计算了薄膜在可见光谱区的折射率和消光系数。

关键词：电导率透明导电材料电性物理性能光学性质 cdin2o4

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射频反应溅射沉积透明导电cdin2o4薄膜

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薄膜科学与技术 1993年第1期6卷 28-32页

作者：彭栋梁蒋生蕊

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n型透明导电薄膜cdin_2o_4电学性质的研究和大面积制备的最佳条件

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物理学报 2005年第4期54卷 1736-1741页

作者：伞海生陈冲何毓阳王君冯博学兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室兰州730000

在Ar +o2 气氛中 ,采用射频反应溅射Cd In靶制备cdin2 o4 薄膜 .制得的薄膜经x射线衍射 (XRD)检测为cdin2 o4 和Cdo相组成的多晶 .从理论上分析了热处理前后氧空位、掺杂点缺陷和富氧电子陷阱在影响膜的载流子浓度和电子散射中所起的重... 详细信息

在Ar +o2 气氛中 ,采用射频反应溅射Cd In靶制备cdin2 o4 薄膜 .制得的薄膜经x射线衍射 (XRD)检测为cdin2 o4 和Cdo相组成的多晶 .从理论上分析了热处理前后氧空位、掺杂点缺陷和富氧电子陷阱在影响膜的载流子浓度和电子散射中所起的重要作用 .同时 ,对样品进行Hall效应、Seebeck效应测试并得出不同载流子浓度下的迁移率、有效质量、弛豫时间以及它们之间的相互关系 ,特别强调了弛豫时间的重要性 .为了提高导电膜的透射率 ,还分析了Burstein Moss漂移和带隙收缩对光带隙的影响 ,并在薄膜制备时选择了合适的衬底温度Ts≈ 2 80℃ .实验表明 ,在氧分压为 8%左右时制备的薄膜质量较好 ,热处理后的指标大约为迁移率 μH =31× 10 - 4m2 V·s ,电阻率 ρ =1 89× 10 - 5Ω·m .

关键词：透明导电薄膜射频反应溅射 cdin2o4 电学性质导电机制带隙收缩

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热处理对透明导电cdin_2o_4薄膜光电性质的影响

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真空科学与技术 1993年第2期13卷 124-129页

作者：蒋生蕊彭栋梁李斌王万录兰州大学物理系兰州730000

在Ar、o_2混合气氛中射频反应性溅射Cd-In合金靶,制备了透明导电cdin_2o_4(简称CIo)薄膜。研究了热处理对CIo薄膜的电学和光学性质的影响。实验结果表明,沉积后的热处理使CIo膜的电阻率均进一步减小,获得的薄膜最低电阻率为2.9×10^(-6... 详细信息

在Ar、o_2混合气氛中射频反应性溅射Cd-In合金靶,制备了透明导电cdin_2o_4(简称CIo)薄膜。研究了热处理对CIo薄膜的电学和光学性质的影响。实验结果表明,沉积后的热处理使CIo膜的电阻率均进一步减小,获得的薄膜最低电阻率为2.9×10^(-6)Ω·m,可见光区域最高透光率约为90%。在CIo膜的透射和反射谱中,观察到大的Burstein移动,并根据CIo膜的光学数据计算的热处理前后的光隙能值分别为2.46eV和2.63eV。

关键词：热处理 cdin2o4 薄膜光电性质

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