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化学学报 2013年第4期71卷 634-638页

作者：张清林曹尚操夏明霞王小件万强潘安练湖南大学微纳结构物理与应用技术湖南省重点实验室长沙410082 长沙师范学校电子信息工程系长沙410010

利用化学气相沉积法制备了直径约90 nm,长数十微米的高质量tio2纳米线.通过化学浴沉积法(CBD)在纳米线表面生长cds包覆层,形成了一维tio2@cds核壳结构.不同包覆层厚度的一维tio2@cds核壳结构拉曼光谱研究发现tio2/cds界面的光生电荷转移... 详细信息

利用化学气相沉积法制备了直径约90 nm,长数十微米的高质量tio2纳米线.通过化学浴沉积法(CBD)在纳米线表面生长cds包覆层,形成了一维tio2@cds核壳结构.不同包覆层厚度的一维tio2@cds核壳结构拉曼光谱研究发现tio2/cds界面的光生电荷转移对cds和tio2拉曼响应均有增强效应.结合表面光电压谱研究发现表面包覆层的厚度对tio2/cds界面光生电荷转移有显著的影响.表面cds包覆层厚度对拉曼和表面光伏响应影响的研究表明电子在cds包覆层中的电子扩散距离在30～60 nm.

关键词： tio2纳米线 tio2@cds 拉曼表面光电压谱(SPS)

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cds超薄片层包覆tio_2中空结构复合材料的形成和应用

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影像科学与光化学 2015年第5期33卷 374-382页

作者：张国强曲丹苗湘张晓燕孙再成中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

本实验以钛酸四丁酯为钛源,醋酸镉为镉源,利用静电纺丝的方法制备了直径~250nm的电纺丝纳米纤维。通过高温煅烧和硫化钠溶液进行水热处理,得到cds超薄片层包覆tio2中空结构的纳米纤维。推测该复合结构形貌的形成过程为：在Ti/Cd（摩尔... 详细信息

本实验以钛酸四丁酯为钛源,醋酸镉为镉源,利用静电纺丝的方法制备了直径~250nm的电纺丝纳米纤维。通过高温煅烧和硫化钠溶液进行水热处理,得到cds超薄片层包覆tio2中空结构的纳米纤维。推测该复合结构形貌的形成过程为：在Ti/Cd（摩尔比）为1∶1和2∶1时,由于CdO的含量较高,反应过程中CdO溶解,并与反应溶液中的S2-形成cds超薄片层生长在纤维的外表面,剩余的tio2纳米粒子聚集形成中空的纳米管状结构;而Ti/Cd（摩尔比）为4∶1和8∶1时,由于溶解的CdO较少不足以形成tio2纳米管,同时,生成的cds也不足以完全包覆tio2纳米纤维形成非管状结构。当Ti/Cd为1∶1时,tio2@cds复合材料具有最好的产氢活性。在300 W氙灯光照条件下和加UVCUT-420nm滤光片下,50mg催化剂产氢速率分别为19.7μmol/h和3.4μmol/h,这主要是由于所得到的复合结构中tio2为非晶材料。进一步在惰性气氛下煅烧,也很难将tio2晶化。

关键词：电纺丝纳米纤维 cds超薄片层中空tio2 tio2@cds 复合结构形成过程产氢

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基于铁铬液流电池碳布电极改性及再制膜的研究

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作者：陈馨仪中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

铁铬液流电池（ICRFB）作为一种新型、高性能的大规模电化学储能技术,具有更低的成本和更长的循环寿命,有望在储能领域得到广泛应用。然而目前,能量转换率低、负极析氢和隔膜材料成本偏高等依然是影响ICRFB运行效率的主要问题。基于此,... 详细信息

铁铬液流电池（ICRFB）作为一种新型、高性能的大规模电化学储能技术,具有更低的成本和更长的循环寿命,有望在储能领域得到广泛应用。然而目前,能量转换率低、负极析氢和隔膜材料成本偏高等依然是影响ICRFB运行效率的主要问题。基于此,本文从提升电极性能和降低膜成本两个角度出发,对ICRFB的整体性能进行研究。首先,通过引入复合催化剂对碳布（CC）电极进行改性。碳点（cds）作为新兴碳基催化剂,能够与金属、金属氧合物材料复合,为CC电极提供更多活性位点,提高Fe/Cr氧化还原电对的反应活性。因此,本文制备出cds与金属基复合催化剂,并对改性电极的形貌和组成进行了表征。在此基础上,使用循环伏安法、电化学阻抗谱和单电池测试对改性电极的电化学性能进行了研究。（1）通过一步水热和高温热退火合成了Sn@cds/CC复合电极。通过循环伏安和阻抗测试,Sn@cds/CC的峰电流明显增大、内阻降低。而在180 m A cm电流密度单电池测试时,Sn@cds/CC-0.1复合电极的电压效率（VE）、能量效率（EE）分别为73.84%和72.71%,相较于CC电极提高了3.02%和2.46%。而在120次长时循环中,容量保持率也能够达到74.99%。（2）经过水热法和高温退火后,tio@cds被均匀地分散到CC上。而tio@cds/CC表面丰富的官能团能有效地提高了复合电极的表面催化活性,降低了电荷转移阻力。在180 m A cm下,tio@cds/CC-0.2电极的VE、EE为79.4%和77%,分别超过原始CC电极6.2%和5.7%。这说明在较高电流密度下,tio@cds/CC-0.2复合电极仍具有良好的可逆性和耐久性。另一方面,在提升电池效率的同时,全氟磺酸膜的成本过高一直是阻碍ICRFB发展的又一个瓶颈。因此,为了进一步降低ICRFB运行成本,本文提出了一种将废弃全氟磺酸膜回收再利用的方法。与Nafion商品膜N212相比,再制膜（RM）导电性更高。当电流密度为160 m A cm时,RM的VE为79.42%,EE为77.36%,分别比原始N212高3.16%和3.07%。此外,RM的能量损耗程度较低,循环60次后,容量衰减率较低,仅为16.66%,电池寿命较长,是ICRFB大规模、低成本应用的良好选择。

关键词：铁铬液流电池 CC电极 Sn@cds tio2@cds 再制膜

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一维二氧化钛的可控合成、表面修饰及光电性能研究

一维二氧化钛的可控合成、表面修饰及光电性能研究

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作者：曹尚操湖南大学

学位级别：硕士

tio半导体纳米材料由于具有优异的光电特性、化学性质稳定、无毒性等优点，引起了越来越多学者的广泛的关注和研究。已有的研究证明其在光催化、太阳能电池、气体传感等方面有良好的应用前景。相对tio薄膜和纳米颗粒，光生载流子在一维... 详细信息

tio半导体纳米材料由于具有优异的光电特性、化学性质稳定、无毒性等优点，引起了越来越多学者的广泛的关注和研究。已有的研究证明其在光催化、太阳能电池、气体传感等方面有良好的应用前景。相对tio薄膜和纳米颗粒，光生载流子在一维纳米结构中有更高的传输效率，使其在光电器件中有优异的表现。但是由于tio本身的物性，实验中鲜有报道气相法在相对低温下(tio纳米结构。本文主要探索一种简单、经济的方法合成高质量一维二氧化钛纳米结构，并实现形貌可控性生长;在此基础上对不同形貌的微观结构及其光电特性进行探索性研究，主要结果如下： (1)低温下(680℃)通过直接加热钛片合成大量高质量的tio纳米线。纳米线表面光滑，尺寸保持在60-90nm，长度介于50-100um之间;XRD、单根纳米线拉曼散射光谱和TEM证明了实验中所合成的纳米线是高结晶度的纯净金红石相。纳米线的生长机理更有可能是VLS(气—液—固)形式，Pd颗粒不仅作为纳米线生长的催化剂，而且能构有效地降低tio纳米线的生长温度。 (2)成功制备了不同形貌的tio纳米材料。通过改变Pd催化剂的浓度和反应温度，首次实现了tio纳米材料的可调性合成(线—带状—塔状—颗粒)。结合近场光学显微镜技术测量到单根纳米带的拉曼Mapping，Ti/O之间的化学计量比是Eg和A1g振动模式变化的主要原因;这种测量手段也为研究光子与一维tio纳米结构的原子的相互作用和声子在一维结构中运动提供了途径。 (3)基于所合成的tio纳米线，采用化学浴沉积法(CBD)成功制备了cds壳层的厚度(30-60nm)可调的一维tio@cds核壳结构。不同包覆层厚度的一维tio@cds核壳结构拉曼光谱研究发现tio/cds界面的光生电荷转移对cds和tio拉曼响应均有增强效应。结合表面光电压谱研究发现表面包覆层的厚度对tio/cds界面光生电荷转移有显著的影响。表面cds包覆层厚度对拉曼和表面光伏响应影响的研究表明电子在cds包覆层中的电子扩散距离在30-60nm。

关键词：一维二氧化钛纳米材料拉曼表面光伏特性 tio2@cds

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