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基于溶胶-凝胶和纳米粒子的NiOx空穴传输层在高性能平面钙钛矿太阳能电池中的研究
摘要: 我们对用于高性能平面钙钛矿太阳能电池(PSCs)的溶胶-凝胶法和纳米颗粒(NPs)基氧化镍空穴传输层(HTL)进行了全面研究与对比。通过紫外光电子能谱(UPS)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)系统分析了溶胶-凝胶与NPs的特性及薄膜性质,并利用J-V特性、量子效率以及光强对开路电压(VOC)的影响评估了其对器件性能的作用。通过对比这两类HTL及其器件表现,本研究可为氧化镍基PSCs提供充分可靠的依据,整体结论与讨论对高性能PSCs研发也具有重要参考价值。
关键词: 氧化镍,平面钙钛矿太阳能电池,空穴传输层,溶胶-凝胶法,纳米颗粒
更新于2025-11-19 16:46:39
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通过光学靶向电化学电池显微镜探测单个铜纳米结构的电催化二氧化碳还原
摘要: 光学靶向电化学电池显微镜(OTECCM)被用于测量与二氧化碳还原相关的电解质条件下单个铜纳米颗粒(NPs)的电催化速率。研究发现,单个纳米颗粒的电催化响应表现出广泛的行为差异,不同纳米颗粒之间的电催化电流大小和所需过电位存在显著差异。这些量值与纳米颗粒尺寸指标的相关性表明,纳米颗粒的本征电催化活性随尺寸变化并不显著。对该系统中扩散行为的有限元模拟显示,观察到的扩散限制电流明显小于预期值,这归因于通过有机相合成制备的铜纳米颗粒表面存在大量残留配体。本研究结果进一步证明了采用光-电化学关联测量技术(如OTECCM)研究单个纳米颗粒电催化行为的潜力。
关键词: 纳米颗粒、电化学显微镜、电化学、二氧化碳还原
更新于2025-11-14 17:03:37
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定义明确的Cu?O/Cu?(BTC)?海绵结构作为高效酚类清除剂:受限pH氨水环境中金属有机框架的同步刻蚀与还原
摘要: 低维纳米金属有机框架(MOFs)及纳米颗粒/MOFs杂化材料的制备引发了新的科学兴趣,但仍是一项具有挑战性的任务。以Cu3(BTC)2为概念验证,研究表明:通过限定pH值的氨水溶液可直接将块体Cu3(BTC)2形貌调控为纳米级,无需控制MOFs的晶体生长动力学。将氨水pH值控制在极小范围(10-11)内即可精细调节纳米Cu3(BTC)2的尺寸与形貌。特别当pH=11时,弱还原性的氨水会促使部分Cu3(BTC)2还原为Cu2O,同时将另一部分塑造成纳米线。得益于还原与刻蚀效应的协同作用,新生成的Cu2O纳米点能以高度分散状态原位锚定于相邻的Cu3(BTC)2纳米线上,形成由Cu2O纳米点与纳米级Cu3(BTC)2构建的明确海绵状结构。经煅烧后衍生的CuOx材料保留了该复杂海绵结构和高孔隙率,在苯酚清除应用中展现出优于同类材料及文献报道的多种铜基催化剂的性能。该发现为更高效地理性设计复杂纳米MOFs开辟了新途径。
关键词: 纳米颗粒/金属有机框架,刻蚀与还原,海绵状结构,协同效应,低维金属有机框架
更新于2025-11-14 17:03:37
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ZnO作为外层结构对双层涂层聚合物光纤探针灵敏度的影响
摘要: 盐度变化幅度是决定天然水体化学性质和生物过程的关键因素。无标记折射率传感器是检测此类变化的理想设备。实验论证了一种通过包层处理及双层氧化锌/银(ZnO/Ag)纳米结构涂层修饰的聚合物光纤(POF)传感器,该传感器能通过水中折射率变化测定氯化钠浓度变化。研究采用三种ZnO纳米结构形态(纳米颗粒、水平与垂直取向纳米棒)作为外层,并使用可见光(Vis)至近红外(NIR)波段宽谱光源以实现最佳灵敏度。垂直取向样品的均方根粗糙度、光学带隙和ζ电位值分别为148纳米、3.19电子伏特和5.96毫伏。在NIR波段,包覆ZnO纳米颗粒及水平/垂直取向纳米棒的探针波长-强度灵敏度值分别为104纳米RIU?1–12分贝RIU?1、63纳米RIU?1–10分贝RIU?1和146纳米RIU?1–22分贝RIU?1;在Vis波段则分别为65纳米RIU?1–14分贝RIU?1、58纳米RIU?1–11分贝RIU?1和89纳米RIU?1–23分贝RIU?1。由于消逝波穿透更深、表面体积比更高、结晶度更优、与盐分子粘附作用更强、表面粗糙度更大以及高阶色散效应更显著,垂直排列ZnO纳米棒包覆探针在NIR波段获得最大振幅灵敏度,优于其他ZnO纳米结构涂层。
关键词: 灵敏度、盐度、纳米棒、折射率传感器、ZnO/Ag纳米结构、聚合物光纤、纳米颗粒
更新于2025-11-14 15:25:21
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薄膜纳米晶Cu?SbSe?的环境表面稳定性及结构-性能关系
摘要: 纳米晶材料具有高比表面积,因此在环境条件下可能比其块体材料具有显著更高的反应活性。这可能会以意想不到的方式影响器件功能。本研究通过热注射法合成了高质量的晶体Cu3SbSe4纳米晶,并采用配体交换工艺制备了薄膜。该薄膜暴露于空气后电子电导率显著提升,最高可达80 Ω?1cm?1。X射线光电子能谱观测表明,这种电导率提升与表面氧化过程相关。研究指出,这些材料在环境条件下发生的可观测变化,对于理解其作为器件组成部分时的性能特性具有重要关键意义。
关键词: 表面氧化、地壳丰度高、铜锑硫属化合物、热注射法、热电材料、纳米颗粒
更新于2025-11-14 15:19:41
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利用可见光光固化技术制备结构可调微柱阵列的超疏水表面原型
摘要: 报道了一种利用光诱导自写入技术在透明表面制备微柱阵列的新方法。通过光交联丙烯酸酯树脂薄膜传输周期性微尺度光束阵列,每束光因光聚合引发的介质折射率变化产生自聚焦效应,从而抵消光束自然发散的趋势。这使得微柱沿各光束传播路径定向生长。并行同步的自写入过程实现了微柱阵列的原型制作,可精确调控柱体直径与间距。通过喷涂聚四氟乙烯(PTFE)纳米颗粒薄层,该阵列可形成大面积超疏水表面(接触角>150°且滞后角低)。所探索的各类微柱阵列均保持高透光性,同时具备优异机械耐久性与耐磨性。该方法可规模化制备结构可调的微柱阵列,适用于功能表面与抗润湿应用场景。
关键词: 光诱导自写入、重入、微柱、疏水性、纳米颗粒
更新于2025-10-24 16:36:04
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散射增强相位对比显微镜用于区分活细胞中活性纳米颗粒运输的机制
摘要: 理解工程化纳米材料(ENMs)被哺乳动物细胞摄取和运输的动态过程,是设计下一代药物递送系统的重要环节。然而,为追踪这些材料及其与细胞的相互作用,现有研究通常依赖表面结合的荧光标记物——这类标记可能改变天然的细胞识别事件。因此,仍需开发不依赖表面修饰即可监测ENM-细胞相互作用的方法。针对这一需求,本研究展示如何将散射增强相衬(SEPC)显微镜拓展为通用的无标记方法,用于监测纳米颗粒的摄取与运输动态。通过洛伦兹-米理论确定适用材料范围,预测可观测单个颗粒尺寸下限约35纳米。实验验证表明,SEPC适用于金、银、二氧化钛、二氧化铈、氧化铝和氧化铁等多种金属及金属氧化物纳米颗粒。进一步证实该技术能以定量时序方式区分主动细胞运输的不同模式(包括胞内运输与膜辅助运输)。最后,我们结合微接触印刷技术标准化多细胞间的运输动态,从而精确研究二氧化钛纳米颗粒的群体摄取行为,揭示出细胞内存在三个特征性颗粒运输区域,证明膜动力学对调控颗粒流动具有重要作用。通过规避荧光标记,SEPC可在纳米材料天然状态下理性探究其表面特性及其在内吞作用与细胞运输中的角色。
关键词: 散射增强相位对比技术、洛伦兹-米理论、内吞作用、纳米-生物界面、纳米颗粒
更新于2025-09-23 15:23:52
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生物功能化氧化锌的亚慢性静脉毒性研究及其作为细胞特异性靶向荧光探针的应用
摘要: 成功开发出安全、高效且能对体内早期癌症进行靶向成像的纳米探针是一项重大挑战。本研究选用可见光发射型氧化锌非核壳结构纳米粒子(NP)荧光团(ZHIE)作为典型材料——我们此前已报道过这类材料。结果表明ZHIE纳米粒子具有良好的水溶性和生物相容性。本实验旨在探究以成功实现体内肿瘤成像所需剂量多次静脉注射ZHIE纳米粒子时的毒性。通过抗巨噬细胞1抗原(Mac1,一种巨噬细胞分化抗原)抗体偶联的ZHIE纳米粒子,我们成功实现了对小鼠巨噬细胞系Raw264.7细胞的靶向成像。结论表明:ZHIE纳米粒子在体内无毒性,而抗体偶联的ZHIE纳米粒子在单细胞标记等应用中具有巨大潜力。
关键词: 亚慢性毒性,氧化锌(ZnO)纳米颗粒,荧光探针
更新于2025-09-23 15:23:52
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以柠檬(Citrus Limon)汁为燃料采用溶液燃烧法绿色合成花状BiVO?纳米颗粒:光催化与电化学研究
摘要: 已证明BiVO4是降解有机染料最具前景的光催化剂之一,同时在重金属检测中也表现出良好的电化学性能。本研究采用硝酸铋作为氧化剂、柠檬(Citrus Limon)汁作为燃料,开发了一种简单、经济且低成本的燃烧合成BiVO4纳米颗粒的方法。通过粉末X射线衍射仪(PXRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、漫反射光谱(DRS)、光致发光光谱(PL)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等技术对制备的纳米颗粒进行了表征。当燃料(柠檬汁)比例较高时,观察到花状形貌的BiVO4纳米颗粒。该BiVO4纳米颗粒对溶液中靛蓝胭脂红染料的降解表现出优异的光催化活性。此外,还采用电化学技术考察了BiVO4修饰电极对Hg(II)的检测性能。
关键词: BiVO4、纳米颗粒、电化学性能、光催化活性、光致发光
更新于2025-09-23 15:23:52
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硅-碳化硅纳米颗粒在硅片表面的生长与自组装形成混合蠕虫状纳米结构
摘要: 该研究描述了在1000°C氩气氛围下,硅-碳化硅纳米颗粒(Si-SiC)的生长过程及其在氧化石墨烯/硅片(GO/Si)界面处自组装形成蠕虫状一维杂化纳米结构的现象。根据GO薄膜厚度不同,分散的硅纳米颗?;崦飨愿阶庞贕O层表面,或GO包覆的Si-SiC纳米颗粒自组装成数微米长的蠕虫状纳米线。研究发现这些纳米阵列显示碳-硅基纳米线(CSNW)直立于硅片表面。推测硅纳米颗粒源自硅片表面熔融硅与GO诱导的成核作用。此外,本文还提出了CSNW的形成机制。
关键词: 纳米颗粒、热还原、碳化硅、氧化石墨烯、自组装、硅、纳米线
更新于2025-09-23 15:23:52