何智兵[1]2004年在《有机/无机多层复合膜的制备及光电性能研究》文中研究表明本文介绍了有机、无机及有机／无机复合光电材料的研究进展，对其结构、光电性能、制备方法及应用背景作了详细的总结、分析和讨论。重点综述了有机／无机复合膜的光电性能研究进展、应用背景及制备方法。酞菁铜(CuPc)是典型的有机光电半导体材料，在可见光区不仅吸收范围宽、吸收系数大，且具有较好的耐高温性能。Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体ZnS与CdS都具有高的载流子迁移率，而且CdS本身也是可见光区域优良的无机光电材料。通过CuPc和ZnS、CdS的层状复合，期望能有效发挥各自材料的优势，并充分利用多层复合膜的界面性能等，特别是CuPc／CdS复合膜可以拓宽复合膜的响应光谱，提高复合膜光电导性能，从而制备出具有优异光电导性能，稳定性好的光电材料。为新型的光电材料开拓新的发展方向。 本文研究了真空蒸发制备CuPc、ZnS和CdS薄膜的结构和性能。在此基础上，进一步研究了CuPc／ZnS和CuPc／CdS多层复合膜的结构和光电导性能。讨论了各工艺参数对多层复合膜的光电导性能的影响，获得了最佳的工艺参数。深入地探讨了有机、无机，特别是有机／无机多层复合膜的光电导机理，建立了相应的光电导模型。 论文先研究了衬底温度对CuPc薄膜结构和性能的影响。随衬底温度的升高，CuPc薄膜的结晶性能变好，其中α-CuPc的相对含量逐渐增加，而β-CuPc相应减少。CuPc薄膜在可见光区域内有较高的吸收率，但载流子迁移率低，CuPc薄膜的光敏性很差，其最好光敏性的光暗电导比仅为3.27。 分析了衬底温度对ZnS薄膜的结构和性能的影响。不同衬底温度的ZnS薄膜都出现好的定向生长特性。ZnS薄膜的结晶性能随衬底温度的升高逐渐变好，但过高的衬底温度使得薄膜不均匀，缺陷增多，成膜质量差。ZnS薄膜在可见光区域内有很高的透过率。衬底温度对ZnS薄膜在可见光区域内的吸收和透过率影响较小。ZnS薄膜的光学带隙随衬底温度的变化表现出先增加后有所减小的变化趋势，在200℃时得到最大的光学带隙值3.579 eV。ZnS薄膜的电阻率在平面和截面方向上存在各向异性特性，且随衬底温度升高，ZnS薄膜的平面电阻率先随衬底温度的升高而减小，到了200℃时达到最小值，后又随着衬底温度的升高而增大，而截面电阻率则先逐渐增大后有所减小，在200℃时具有最大截面电阻率。ZnS薄膜具有较高的载流子迁移率，其随衬底温度的升高呈现出先增大后减小的变化规律。在200℃衬底温度下，ZnS薄膜具有最大的电子迁移率。 讨论了衬底温度对CdS薄膜的结构和性能的影响。不同衬底温度下CdS薄膜都为六方相纤锌矿结构，而且都在(002)晶面具有很好的择优取向性，随着浙江大学博士学位论文衬底温度的升高，薄膜的择优取向性变差。CdS薄膜的光学带隙在衬底温度较低时，随着温度的升高而增大，在衬底温度较高时，随温度升高而减小，在衬底温度为150℃时达到最大为2.459 eV。Cds薄膜的平面与截面电阻率随衬底温度变化呈现相反的规律。平面电阻率先随温度的升高而减小，后随着衬底温度的升高而增大，截面电阻率却先增大后减小。在150℃下薄膜的平面电子迁移率最大，电阻率最小;而截面电阻率达到最大。在衬底温度较低时CdS薄膜具有较好的光敏性，在150℃衬底温度时，得到了最佳的光敏性，光暗电导比达到1.73x103。 首次成功地制备了光电导性能优良的CuPc/ZnS多层复合膜。复合膜的层数、衬底温度以及膜层厚度对复合膜的结构、光电导性能有很大影响。在Cul，e/ZnS多层复合膜中，随复合膜层数增加而出现p一ZnS到a一zns晶相转变的现象;CuPc膜层中CuPc单体的含量减少，CuPc二聚体的相对含量相应增加。低温衬底下CuPc膜层以p一CuP。为主，随着衬底温度的升高，CuPc膜层中的p一CuP。的含量减少，相应a一CuPc的含量逐渐增加。随衬底温度的升高，CuPc和ZnS膜层的结晶性变好。室温衬底下沉积的复合膜的晶粒小，堆积紧密，晶粒聚集严重，整个薄膜表面缺陷较多。150℃衬底温度下沉积的复合膜相对于室温衬底样品晶粒更大，整个薄膜表面更均匀。过高的衬底温度使得复合膜均匀性变差，表面粗糙度增加，膜层相互渗入严重。在150℃衬底温度下，膜层厚度为dcuP。=50nrn，dzns=IO0nrn的6层复合膜具有最佳的光敏性，其光暗电导比为950.41。表现出比CuPc薄膜更优良的光电导性能。 CuPc/CdS在可见光区域拓宽复合膜的光谱响应范围，更有效地体现有机/无机复合体系的优势，获得更优异的光电导性能。Cul，c/Cds多层复合膜不仅在40小520nln区域出现了较强的光吸收，而且在60份soonln区域也有高的光响应。在衬底温度为150℃，膜层厚度为dcuPc二加Iun，dcds=20nm，6层CuPc/Cds复合膜具有最佳的光敏性，其光暗电导比为7.01、1护。cul，c/cds复合膜的光敏性比CuPc/Z ns复合膜高出近一个数量级。CuPc/Cds与CuPc/ZnS复合膜的光电导性能随各制备参数有着类似的变化规律。 有机/无机复合膜的光电导机理不同于单纯的有机或无机薄膜。界面在复合膜的光电导过程中扮演重要的角色。六层CuPc/Zns复合膜的光敏性比单纯CuPc薄膜高出近叁个数量级。CuPc/Z ns多层复合膜具有良好的光电导性能得益于CuPc在可见光区域有很高的
杨耀彬[2]2011年在《多酸/半导体纳米复合膜的制备及其光电性能研究》文中指出利用太阳能解决日益迫近的能源枯竭问题是当前国内外的热点课题,而开发高性能的光电功能材料是太阳能有效利用的基础,如何提高半导体材料的光电性能仍然是当今材料科学中的一个研究热点。多金属氧酸盐(简称多酸)独特的结构和丰富的物理化学性质使其具有较强电子接受能力,非常适合作为光伏电极的光电子接受体。本论文以多金属氧酸盐为活性组分,结合酞菁、碳纳米管和无机半导体材料独特的物理化学性质,通过自组装技术构筑了多酸基纳米复合膜。并研究了多酸的协同作用对各种纳米复合膜光电性能的影响。利用多酸的强电子接受能力和酞菁的光电性能,通过交替沉积自组装技术制备了Dawson型钼磷酸和氨基酞菁钴复合光伏电极材料。在紫外光照射下的光电测试表明:Dawson型钼磷酸/氨基酞菁钴复合膜电极比单纯氨基酞菁钴敏化电极显现出更高的光电流和转换效率。并且增加的光电流并不是多酸和酞菁光响应的简单加和,而是由于酞菁和多酸之间的光致电子转移增加了激发电子-空穴对的有效分离所致。本研究是首例通过多酸的协同作用来提高有机半导体材料的光电性能。利用碳纳米管优良的导电性和多酸的强电子接受能力对阿利新蓝的光电性能进行调控。通过交替沉积自组装技术制备了一系列由水溶性阳离子酞菁阿利新蓝、碳纳米管和Dawson型钼磷酸构筑的光伏电极材料。在紫外光照射下的光电响应结果表明:碳纳米管/阿利新蓝复合膜电极比单纯阿利新蓝敏化电极显现出更高的光电流和转换效率。而Dawson型钼磷酸/碳纳米管/阿利新蓝复合膜电极在一系列电极中显现出最高的光电响应。这主要归因于这些电极的光致电子转移和有效传输程度的不同。本研究的意义不仅在于光电响应的提高,而且在于尝试了通过结合不同带隙和导电性的材料调控光敏电极的光电性能。这对进一步开发有应用前景的新型光电材料有着深远意义。采用交替沉积自组装技术,研究多酸对无机半导体/有机光电材料复合电极光电性质的影响。制备了一系列由磺酸酞菁铜、TiO_2和Dawson型钨磷酸构筑的光伏电极材料。光电测试表明:有机/无机半导体光电材料复合电极比单纯的无机、有机半导体敏化电极显现了较高的光电响应,而多酸的介入又使复合电极光电性能有了进一步提高。证明了可以通过多酸的协同作用来提高无机半导体和有机光电复合材料的光电性质。在非水溶剂中,利用交替沉积自组装技术,将Dawson型钨磷酸和不溶性氨基酞菁钴组装到纳米复合膜中,制备了对ClO_3~-具有双功能电催化性能的修饰电极。UV-vis揭示了复合膜的均匀增长。原子力显微镜展现了复合膜的表面形貌。循环伏安曲线表明了修饰电极对ClO_3~-具有双功能电催化功能。
张莉[3]2007年在《有机/无机纳米复合薄膜的制备及性质研究》文中研究说明将高分子和各种功能的无机纳米粒子通过超分子化学进行组装，制备厚度可控、有序性高、稳定性好的有机／无机纳米复合薄膜，是当今材料科学的研究热点。有机／无机纳米复合薄膜在光电器件、太阳能电池、传感器、分离膜、催化等方面具有潜在的应用前景。本论文利用维生素E(VE)单分子膜原位制备了银、金纳米粒子，进而组装了含银、金纳米粒子的LB膜；利用层层静电自组装技术通过原位合成Ag纳米粒子和事先制备硅钨酸(TSA)-Ag复合纳米粒子，组装了聚乙烯亚胺(PEI)-银／磷钨酸(PTA)、壳聚糖(CTS)／硅钨酸-Ag纳米复合薄膜，采用层层静电自组装和涂敷法制备了TiO_2纳米复合薄膜，探讨了染料敏化TiO_2纳米多孔膜电极的光电化学性质。采用透射电子显微镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)光谱、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、表面轮廓仪和循环伏安法(CV)对所制备的纳米复合膜进行了组分、结构和性能表征。本论文的主要内容如下：1．首次利用α-维生素E作为成膜物质，分别在碱性和酸性条件下一步还原Ag_2SO_4和HAuCl_4，生成Ag、Au纳米粒子。单分子膜的π-A等温线表明，随着反应时间的延长，VE分子的平均单分子占有面积逐渐增大，说明越来越多的纳米银和金颗粒镶嵌到单分子膜中。在膜压为20mN／m时，单分子膜上生成粒径大小为3-14nm的椭球和球形的Ag纳米粒子，随反应时间的增加，排列从分散转变为紧密；生成的Au纳米粒子的形貌有球形、多孪晶的二十面体及叁角形；电子衍射结果表明生成的纳米Ag为立方面心晶格，叁角形的Au粒子为单晶。在气液界面上获得了不同尺寸和形貌的银和金粒子。探讨了纳米薄膜的形成机理，VE被氧化时，分子中的二氢吡喃环被打开，生成了醌式结构。2．将聚乙烯亚胺-银离子溶液和磷钨酸溶液通过静电作用交替沉积在基底上，利用磷钨酸在紫外灯照射下生成的杂多蓝既作为成膜物质，又作为还原剂和光催化剂，使聚电解质膜纳米反应器中的Ag~+原位还原成Ag纳米粒子，制备了含有Ag纳米粒子的{PEI-Ag／PTA}n多层膜。在膜中得到的球形Ag纳米粒子粒径约为4-7nm，单分散性好。膜表面有一定的粗糙度，膜的吸光度随着膜层数的增加呈线性增长，多层膜是均匀组装的。PEI-Ag／PTA多层膜对尿酸和多巴胺氧化具有较好的电催化活性，有望用于电化学传感器。3．利用硅钨酸溶液在紫外光照射下还原AgNO_3制备TSA-Ag复合纳米粒子，将正电荷的壳聚糖与硅钨酸-Ag复合纳米粒子溶液通过静电作用交替沉积在基底上组装复合多层膜。TSA-Ag复合纳米粒子在膜上的覆盖率随组装层数和沉积时间的增加而增加，且以垂直薄膜表面的方向生长。聚电解质和纳米粒子层之间存在一定的互穿，膜的形成是层层均一和逐层生长。CV结果表明多层膜对氧还原有较好的电催化活性。4．采用层层静电自组装构筑聚丙烯酸钠(PAAS)／TiO_2复合薄膜，并使用新型染料敏化TiO_2纳米晶膜，进而组装染料敏化的太阳能电池。所制备电极呈纳米多孔，电池的能量转换效率为1.29％，残留在TiO_2纳米多层膜中的PAAS组分是影响染料敏化的太阳能电池效率提高的一个因素，同时发现薄膜对亚甲基蓝有光催化降解作用。在TiO_2多孔膜的纳米孔里形成PbS纳米粒子，制备TiO_2／PbS复合半导体纳米多孔膜电极，并用染料顺二硫氰根—双(2，2’—联吡啶—4，4’—二羧酸)合钌(Ⅱ)(Ru(bpy)_2(NCS)_2)进行敏化，探讨了TiO_2／PbS／Ru(bpy)_2(NCS)_2纳米多孔膜电极的光电化学性质。发现TiO_2／PbS／Ru(bpy)_2(NCS)_2作为电池光阳极的光电转换效率和能量转换效率与TiO_2／PbS复合半导体中PbS的含量有关，初步探讨了产生差异的原因。
苗爱晶[4]2010年在《多层超薄膜的制备、表征及电化学行为研究》文中研究指明近年来,基于超薄膜功能器件的需求,有关多层超薄膜的研究已经引起人们广泛的关注。LB膜技术和基于化学吸附的自组装技术是制备多层超薄膜的两种不可缺少的方法,但由于其自身的一些局限性限制了它们在实际中的应用。1991年,Decher等人提出的静电交替沉积技术由于制备过程简单,不需要复杂的仪器、设备,膜的厚度可控和组分可调等诸多优点,近年来已被广泛接受,并被认为是一种制备多层膜的有效方法。本文通过静电交替沉积技术,在石英、硅片、玻碳电极等基底上制备了[PBV/PMo]2]n、[PAH/PMo12]n和[PBV/PB]n叁种新型的有机—无机多层复合膜。采用紫外—可见吸收光谱、傅立叶红外光谱、X—射线光电子谱等多种方法对多层膜进行了表征,研究了多层膜的组装过程、元素构成、厚度。同时,采用电化学方法对多层膜的电催化和电致变色性能进行了研究。研究内容和结果如下：(1)合成了聚丁基紫精(PBV)：等摩尔的4,4′—联吡啶和1,4—二溴丁烷在有机溶剂N,N—二甲基甲酰胺(DMF)中,80℃下电磁搅拌反应24 h。生成物趁热过滤,以无水乙醚洗涤,真空干燥得到PBV。(2)以合成的PBV为聚阳离子和磷钼酸(PMo12)为聚阴离子,通过静电交替沉积技术将这两种组分组装到各种基底上,制备了[PBV/PMo,2]n多层膜。通过紫外—可见吸收光谱、傅立叶红外光谱、X—射线光电子谱、循环伏安等对多层膜进行表征,发现制得的多层膜在纳米尺度,并且可以在基底上均匀稳定地增长。此外,还发现该多层膜对BrO3-、NO2和H2O2有较好的电催化还原作用,因此PMo12和PBV组装的多层膜有希望用来制备BrO3-、N02和H202的传感器。(3)以聚丙烯胺盐酸(PAH)为聚阳离子和PMo12为聚阴离子,通过静电交替沉积技术将这两种组分组装到玻碳电极上,制备了[PAH/PMo12]n多层膜。采用循环伏安法对多层膜进行表征,发现PAH/PMo12多层膜不但可以在玻碳电极上均匀稳定地增长,而且PAH/PMo12多层膜修饰电极对溴酸盐和亚硝酸盐等水体中的污染物有较好的电催化还原活性,为溴酸盐和亚硝酸盐的电化学检测提供了重要的理论依据。(4)以合成的PBV为聚阳离子和普鲁士蓝(PB)纳米粒子为阴离子,通过静电交替沉积技术将这两种组分组装到石英、ITO导电玻璃上,制备了[PBV/PB]n多层膜。通过紫外—可见吸收光谱、电化学等方法对多层膜进行了表征,发现[PBV/PB]n多层膜可以在石英片和ITO导电玻璃上均匀稳定地增长,并且试图研究该多层膜的电致变色性质。
沈虹[5]2016年在《光/电催化复合陶瓷膜处理高盐有机废水》文中指出膜分离是一项新兴的、迅速崛起的分离技术,该技术具有高效的分离特性,已广泛应用于水处理、生物、食品、医药、化工等领域。在膜分离过程中,有机物质极易附着在膜表面、堵塞膜孔道,对分离膜通量造成影响。针对膜污染问题,目前常用的方法是物理、化学清洗,但该过程势必会增加运行成本,使工艺过程复杂化,这对生产过程是不利的。光催化、电催化是环境友好型的催化氧化技术,可有效降解农药、染料、酚类等有机物质,将其直接矿化为二氧化碳和水,且光、电催化技术结合还能产生协同作用,有利于催化效果的进一步提高。本文将膜分离与光电催化氧化技术耦合,以期在膜分离过程中缓解膜污染,提高膜使用寿命。本文以A1203平板膜为支撑体,制备了两种复合功能陶瓷纳滤膜,它们分别为石墨烯/Sb-N-TiO2/Sb-SnO2/A型分子筛/A1203陶瓷纳滤膜和石墨烯/Zn-Sb-SnO2/A型分子筛/A1203陶瓷纳滤膜。石墨烯/Sb-N-TiO2/Sb-SnO2/A型分子筛/Al203陶瓷纳滤膜,是以氯化亚锡、钛酸四丁酯、氧化石墨烯为前驱体,采用刮擦晶种、水热合成、溶胶-凝胶及浸渍涂敷技术制得。通过SEM、EDX、XPS、XRD、TG、IR、UV-Vis和CV等表征手段对该复合陶瓷膜表面进行分析,结果表明石墨烯/Sb-N-TiO2/Sb-SnO2材料已成功负载在复合陶瓷膜表面,金红石型Sn02及光催化效果最好的锐钛矿型TiO2赋予了该陶瓷纳滤膜良好的光电催化性能,复合陶瓷膜膜面平整、均匀,平均孔径为2 nm。实验以高盐直接红31染料废水为研究对象,探讨了影响膜分离过程的多个工艺参数。当跨膜压差为0.7 MPa、电压为1.2 V、光源电流为15A、盐含量为4%、溶液pH为6、染料初始浓度范围为20～30 mg·L-1时,在间歇光电催化条件下(运行1 h,关闭1h交替进行),石墨烯/Sb-N-TiO2/Sb-SnO2/A型分子筛/A12O3陶瓷纳滤膜对高盐直接红3 1染料废水处理效果较好。与单独膜分离过程相比,光电催化和膜分离耦合工艺运行条件下膜通量提高100%以上,光电协同催化降解堵塞在膜孔内及膜表面的污染物质,极大缓解了膜污染。在该实验条件下,染料直接红31截留率超过99%,实验所得渗透液无色透明,无机盐NaCl的截留率在1%以下,实现了盐和有机物的分离。石墨烯/Zn-Sb-SnO2/A型分子筛、A1203陶瓷纳滤膜,是以氯化亚锡、醋酸锌、氧化石墨烯为前驱体,通过刮擦晶种、水热合成、溶胶-凝胶及浸渍涂敷法制备而成。SEM、EDX、 XRD、TG、IR、UV-Vis和CV等表征手段表明石墨烯/Zn-Sb-SnO2材料已成功负载在复合陶瓷膜表面,Zn元素除了以ZnSnO3的形式掺杂进Sn02晶格,增加晶体结构缺陷,增强电催化性能外,还形成了具有光催化性能的ZnO晶体,该复合功能陶瓷膜光电催化性能良好,膜面均匀、平整,平均孔径为2 nm。以高盐直接红B染料废水为目标物,研究了跨膜压差、染料初始浓度、盐含量等影响膜分离过程的运行工艺参数,结果表明当跨膜压差为0.7 MPa、电压为1.2 V、光源电流为15A、盐含量为4%、溶液pH为7、染料初始浓度范围为20-30 mg·L-1时,在间歇光电催化条件下(运行1 h,关闭1.5 h交替进行),石墨烯/Zn-Sb-SnO2/A型分子筛/A1203陶瓷纳滤膜对高盐直接红B染料废水处理效果较好,膜污染得到了极大缓解,相较于单独膜分离,光电协同催化下,膜通量提高100%以上。实验所得渗透液无色透明,染料直接红B的截留率在99%以上,NaCl的截留率不到1%,实现了盐和有机物的分离,有利于染料、盐分的回收利用。
陈剑松[6]2008年在《多巴胺修饰的二氧化钛纳米粒子—导电聚合物纳米复合膜的制备、表征及其光电转换性质》文中研究表明近年来,随着对纳米复合材料的深入研究,无机-有机纳米复合材料由于在化学、电子、光学、热学、电磁学和生物材料等方面具有许多优异的性能和潜在的应用,已经成为材料科学研究的一个新的热点,而日益受到人们的关注。其中,无机纳米粒子由于一系列效应而表现出与常规材料所不同的诸多优异性能,经过表面修饰的无机纳米粒子在合成无机-有机纳米复合材料、有机污染物的光降解和制备无机-有机复合催化剂等方面都发挥着重要的作用。导电高分子由于其特殊的共轭结构,不仅具有无机半导体的光、电特性,而且具有有机物良好的机械加工性,甚至具有电化学氧化还原活性,与无机纳米粒子复合后会产生与各自单一材料不同的新的优异性质。因此,制备经表面修饰的无机纳米粒子-导电高分子聚合物复合膜材料已经成为研究新型光催化、发光器件、金属防腐等材料的一种方向。在本论文中,我们以两种经多巴胺(DA)修饰后的纳米二氧化钛-导电高分子聚合物复合膜材料作为主要研究对象。第一部分工作是在成功合成单体a,a,a',a'-四溴-2,5-二氰基-对-二甲苯(DCN-PX)的基础上,利用一步电化学还原合成技术制备出一种新型DA/TiO_2-DCN-PPV纳米复合膜。首先通过多巴胺上的羟基键接纳米TiO_2溶胶表面而成功地制备出多巴胺修饰的TiO_2溶胶(DA/TiO_2);同时通过叁步有机合成路线合成制备单体DCN-PX(DCN-PPV前驱体);然后将DA/TiO_2溶胶与单体DCN-PX共溶于DMF溶剂中,利用DCN-PX的二次被还原机理,在溶剂DMF-电解质四乙基溴化铵(TEAB)环境下,通过电化学还原合成DA/TiO_2-DCN-PPV纳米复合膜。第二部分工作是分别通过电化学聚合和原位化学聚合制备了两种新型的DA/TiO_2-PPy纳米复合膜。一种是通过电化学工作站将吡咯单体和DA/TiO_2溶胶在溶剂H_2O-支持电解质KCl环境下一步电聚合制得;另一种是将经过表面处理过的各种基片浸入含吡咯和DA/TiO_2溶胶的混合溶液中,在氧化剂的引发下原位聚合吡咯单体,使得DA/TiO_2掺杂在聚吡咯膜中,从而制得DA/TiO_2-PPy纳米复合膜。采用IR光谱、UV-Vis光谱、AFM、循环伏安法等表征手段对以上所制备的叁种多巴胺修饰的纳米二氧化钛-导电高分子聚合物复合膜进行组成、结构和光电转换性能的研究,预期将为无机纳米晶-导电聚合物太阳能电池的设计与制造提供进一步的实验基础。
李响[7]2009年在《有机/无机复合微纳米结构功能材料的构筑与介电及光电性质研究》文中认为由于具有良好独特的综合性能,近几年有机/无机复合纳米材料受到了广泛的关注,在催化、传感器、光电器件、纳米生物技术、气体选择透过膜以及能量存储和转换等方面都有着很重要的科学和工业应用价值,目前人们对开发其新的纳米结构作了很多工作。一般来讲,复合材料由两种原料混合形成(有机、无机或金属)。我们期待有机无机原料的结合能够提供显着的互补的而且无法用单一一种材料得到的性能。有机/无机复合纳米材料中两种组分是在纳米尺度混合的,这使其具有独特的相间形态和改良的界面性能,因此与普通的宏观混合的复合物相比它展现出更加良好的表现。纳米材料间的有效复合不仅可以实现材料间功能性的集成,而且有可能产生出复合前纳米材料本身所不具备的特殊性质。我们知道大多数无机纳米粒子或纤维机械性能较差,难以进行加工。而通用的聚合物纳米纤维虽然具有优良的柔性加工性质,但是又缺少功能性。因此将二者结合能很好的实现聚合物与功能纳米材料间性质的融合。另外,将性质上具有关联的两种纳米材料复合在一起,由于电子转移等作用,两种材料相互影响,也可能产生出具有更加优异性质的材料来。本论文主要利用静电纺丝、极化涂膜、溶胶和旋涂技术,构筑了有机/无机复合微纳米结构功能材料。主要包括四个方面的工作:第一,利用静电纺丝技术和极化涂膜技术,分别制备了聚合物与二茂铁复合纳米纤维和复合膜,并研究了它们的介电性质。第二,结合静电纺丝技术与溶胶技术,制备聚合物与四氧化叁铁磁性无机纳米粒子复合纳米纤维,并研究其磁性和介电性质。第叁,利用静电纺丝技术制备聚合物与硫化镉复合微纳米结构材料和聚合物与碳纳米管复合膜,并研究了它们的介电性质。第四,结合溶胶和旋涂技术,制备聚合物与无机半导体纳米材料复合膜,考察了它们的荧光性质及光电转换性质,并对它们在太阳能电池方面的应用进行了研究。
罗明洪[8]2009年在《多金属氧酸盐/聚酰胺—胺多层复合膜的制备及电催化性能研究》文中指出有机-无机复合膜在光致发光、电致发光、光致变色、磁性、电性以及催化领域中有着广阔的发展前景,构筑具有光、电、磁等性质的有机-无机纳米复合薄膜材料是当今材料科学中的一个研究热点。本论文以制备具有电催化性能的多金属氧酸盐/聚酰胺-胺薄膜为主要研究方向,利用层接层自组装技术,以过渡金属取代多金属氧酸盐[PMo_(11)VO_(40)]~(4-)、[PCu(H_2O)Mo_(11)O_(39)]~(5-)、[PW_(11)O_(39)Pd(H_2O)]~(5-)为无机单元,聚酰胺-胺为有机单元,制备出一系列结构有序且稳定的有机-无机复合薄膜,探讨了循环扫描法与浸泡法对制备复合薄膜性能的影响。并利用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、X-射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和循环伏安(CV)对所制备的多层薄膜进行了组成、结构和性能的表征,研究结果表明,上述各种无机和有机组分均被组装到复合膜中,且保持了原来的结构和性能。自组装复合膜的增长是线性均一、层层增长的过程,复合膜表面是由粒径较为均匀的球状粒子均匀分布而成,在较大范围内光滑平坦。包含[PMo_(11)VO_(40)]~(4-),[PCu(H_2O)Mo_(11)O_(39)]~(5-),[PW_(11)O_(39)Pd(H_2O)]~(5-)叁种过渡金属取代多金属氧酸盐的复合薄膜具有很好的稳定性,对亚硝酸盐酸、溴酸盐、过氧化氢的还原和抗坏血酸的氧化具有良好电催化活性,且催化活性随着薄膜层数的增加而增强。制备出的包含铂纳米粒子的多层复合薄膜对甲醇的氧化具有良好的电催化活性和抗毒化能力。
冯宇华[9]2005年在《多金属氧酸盐无机—有机复合膜的制备与表征》文中进行了进一步梳理多金属氧酸盐无机-有机复合膜在光致发光、电致发光、光致变色、磁性、电性以及催化领域中有着广阔的发展前景,是多酸化学和材料化学领域的研究热点。本论文以制备多金属氧酸盐无机-有机复合膜为主要研究方向,利用层接层自组装技术,制备了光敏性的“重氮树脂/悬臂式多酸衍生物”的无机-有机纳米复合薄膜{DR/SiW_(11)O_(39)Co(H_2P_2O_7)}_n 与“壳聚糖/Keggin型多金属氧酸盐”无机-有机纳米复合薄膜 {Chitosan/α-H_4SiW_(12)O_(40)}_n和{Chitosan/α-H_3PMo_(12)O_(40)}_n,并且利用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、X-射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(IR)、电子自旋共振(ESR)、原子力显微镜(AFM)、和循环伏安(CVs)对所制备的薄膜进行了组成、结构和性能的表征。研究结果表明,上述各种无机和有机组分均被组装到复合膜中,且保持了原来的结构和性能。自组装复合膜的增长是线性均一、层层增长的过程,复合膜表面是由粒径较为均匀的球状粒子均匀分布而成,在较大范围内光滑平坦,成膜组分的结构与化学性质在成膜之后依然保留在复合膜中。重氮树脂/悬臂式多金属氧酸盐多层复合膜{DR/SiW_(11)O_(39)Co(H_2P_2O_7)}_n经过光照以后层间的离子键转变为共价键,复合膜在极性溶剂DMF中蚀刻 36h以后,多层膜的结构没有被破坏,表现了良好的稳定性。壳聚糖/Keggin型多金属氧酸盐薄膜{Chitosan/α-H_3PMo_(12)O_(40)}_n对大肠杆菌的生长表现了明显的抑制作用,而{Chitosan/α-H_4SiW_(12)O_(40)}_n没有抑菌作用。初步讨论了{Chitosan/α-H_3PMo_(12)O_(40)}_n复合膜的抑菌机理。
张宏宇[10]2002年在《多金属氧酸盐纳米复合膜的制备、表征与光致发光/变色性质研究》文中认为二十一世纪的“光子时代”即将到来! 近十年来，纳米科学、材料科学、微电子科学以及超分子科学等学科的不断交叉发展和积累，为新型无机-有机发光，光电变色材料提供了坚实的理论准备。功能性薄膜材料在材料科学领域中起着举足轻重的作用。这些有序的分子膜主要是通过LB技术，自组装技术和聚电解质交替沉积技术来组装实现的。它们在纳米材料，传感器，光学器件等领域有广泛的应用前景。 多金属氧酸盐(POMs)是一类有确定结构，且具有多种功能特性的金属氧簇化合物。它们作为构建功能材料“万能”的无机建筑块吸引了广泛的关注，现已经成为国际上的研究热点。若将功能性的多金属氧酸盐应用到薄膜领域中，这将极大拓宽材料科学的研究领域，具有现实意义。基于以上观点，作者对含有多金属氧酸盐的发光和光致变色薄膜进行了研究，并取得了一些有益的成果。具体结果如下： 1．用Layer-by-Layer静电自组装的方法成功的构建了一系列具有荧光性质的多层膜，{PEI/PSS/PAH/(POM/PAH)_n} (POM=[Eu(BW_(11)O_(39))_2]~(15-)，[Eu(SiW_(11)O_(39))_2]~(13-)，[EuP_5W_(30)O_(110)]~(12-))。用紫外光谱仪跟踪了多层膜的制备过程，发现吸收值随沉积层数的增加而线形增加。着说明了多层膜的沉积过程是一个均一过程。多层膜的X-ray光电子能谱不但证明了POM和PAH在膜中的存在，而且还给出了多层膜的增长性，与紫外光谱所得结果一致。原子力显微镜(AFM)图象表明多层膜表面较均匀，且覆盖率较高。说明用LbL的方法可以制备高质量的多层薄膜。薄膜的XRR谱未能给出令人满意的Kiessig边纹，因此无法获得准确的膜厚度和粗糙度。经过可靠的估算，多层膜的厚度在纳米尺度范围内。薄膜在室温下的荧光光谱显示出稀土离子Eu~(3+)的5~D_0→~7F_J的特征谱线，其发光行为与POM-Eu的固体样品相同。 2．用浸渍法制备了一种新型的光致变色复合膜EuP_5W_(30)/PVP，其发光行为也得到了研究。SEM图象给出了复合膜的表面形貌。观察到多金属氧酸盐簇与包裹在外层的PVP形成球状的粒子。膜的红外光谱证实了无机、有机物种间的相互作用，但EuPSW3。的几何构型在复合物中保持不变。复合物体现明显的叁步失重，基于失重百分数得膜的实验式为WPh2厌uPSW30）田ZO）102。复合物的光致变色行为用紫外光验证。经紫外光照射后复合膜在可见区的吸收强度强烈增强。在氧气的存在下，复合膜表现出可逆的变色行为。顺磁共振（ESR）证实了其变色机理，是由于生成了还原物种的杂多蓝，而使复合膜具有变色行为。此外，复合膜的荧光光谱也得到了研究。其体现了Ef”的’D。一h的特征发射谱线。
参考文献：
[1]. 有机/无机多层复合膜的制备及光电性能研究[D]. 何智兵. 浙江大学. 2004
[2]. 多酸/半导体纳米复合膜的制备及其光电性能研究[D]. 杨耀彬. 东北师范大学. 2011
[3]. 有机/无机纳米复合薄膜的制备及性质研究[D]. 张莉. 安徽大学. 2007
[4]. 多层超薄膜的制备、表征及电化学行为研究[D]. 苗爱晶. 中国海洋大学. 2010
[5]. 光/电催化复合陶瓷膜处理高盐有机废水[D]. 沈虹. 扬州大学. 2016
[6]. 多巴胺修饰的二氧化钛纳米粒子—导电聚合物纳米复合膜的制备、表征及其光电转换性质[D]. 陈剑松. 华东师范大学. 2008
[7]. 有机/无机复合微纳米结构功能材料的构筑与介电及光电性质研究[D]. 李响. 吉林大学. 2009
[8]. 多金属氧酸盐/聚酰胺—胺多层复合膜的制备及电催化性能研究[D]. 罗明洪. 福建师范大学. 2009
[9]. 多金属氧酸盐无机—有机复合膜的制备与表征[D]. 冯宇华. 东北师范大学. 2005
[10]. 多金属氧酸盐纳米复合膜的制备、表征与光致发光/变色性质研究[D]. 张宏宇. 东北师范大学. 2002
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