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通过手性向列结构硬模板制备的光子二氧化钛薄膜在环境领域的应用
摘要： 本研究采用纤维素纳米晶体（CNCs）作为生物模板，通过两步硬模板法制备了具有光子结构的介孔TiO2。该策略能将光子薄膜（生物模板）的手征螺旋（CN）结构复制到TiO2薄膜中。通过蒸发诱导自组装（EISA）法制备了一系列不同硅/SiO2复相光子薄膜重量比率的彩虹色CNCs薄膜，仅通过调节硅与CNCs生物模板的比例，即可实现虹彩色及可调布拉格反射波长的转变。偏光显微镜（POM）分析显示氢化SiO2/CNCs薄膜具有双折射现象及手征螺旋结构的典型指纹特征。以SiO2薄膜为硬模板获得的TiO2薄膜也呈现相同双折射特征，证实手征螺旋结构成功转移至TiO2材料。随后通过扫描电镜（SEM）、POM、能量色散X射线光谱仪（EDX）和瞬态微波电导率（TRMC）等技术研究了其光学、形貌及电子性能，并利用高效液相色谱（HPLC）跟踪苯酚降解过程评估光催化活性。结果表明：相比非结构化介孔TiO2，采用手征螺旋SiO2薄膜作硬模板构建的TiO2结构膜具有更优的光催化性能。
关键词： 硬模板、纤维素纳米晶体、虹彩薄膜、蒸发诱导自组装、光捕获、酚类降解、手性向列结构
更新于2025-09-23 15:22:29
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平面异质结钙钛矿太阳能电池中TiO2电子选择层明确孔洞的研究
摘要： 最近推出的钙钛矿太阳能电池（PSC）技术是未来低成本能源供应的有力候选方案。然而该技术存在一个主要问题：电子选择层（ESL）的形貌缺陷会降低电池性能。若钙钛矿吸光层通过ESL中的针孔与掺氟氧化锡（FTO）基底接触，这些针孔可能导致空穴表面复合速率上升。本研究采用嵌段共聚物模板法制备的溶胶-凝胶介孔二氧化钛薄膜（通过浸涂法成型）作为模型体系，探究ESL针孔对平面异质结PSC光伏性能的影响。我们研究了不同孔隙率和膜厚的TiO?薄膜，发现诱导产生的针孔仅对器件性能造成轻微影响。这表明ESL中直径约10纳米的微小针孔实际上不会损害器件性能，在某种程度上甚至能提升性能?？赡茉蛟谟谟行蚪峁怪械南琳紫蹲柚沽烁祁芽缶逍纬赏ㄍ撞鉌TO基底的互联通路。但对于超?。ㄔ?0纳米）多孔层，FTO层未被ESL完全覆盖的表面会导致器件性能进一步恶化。
关键词： 电子选择性层、针孔、钙钛矿太阳能电池、浸涂法、蒸发诱导自组装、介孔二氧化钛
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于Pluronic P123调控纳米晶网络结构的微孔CeO2薄膜制备：关键实验参数的影响
摘要： 采用P123两亲性共聚物作为结构导向剂，通过蒸发诱导自组装法合成了具有纳米晶粒网络结构的微孔二氧化铈薄膜。研究了关键实验参数（即溶胶陈化时间、相对湿度(RH)和热处理）对薄膜制备的影响。结果表明：当溶胶陈化时间小于16天时可实现纳米颗粒有序排列；薄膜沉积过程中保持的相对湿度越高，薄膜中介孔相尺寸越大。当热处理温度从300°C升至1000°C时，会形成萤石型二氧化物材料，同时由于晶粒尺寸增大导致纳米晶粒有序结构及孔隙率丧失——这种纳米晶粒有序结构的丧失在垂直于表面方向更为显著，而沿表面方向较轻微。因此需要在结晶化与孔隙率保持之间寻求平衡。
关键词： 相对湿度，P123两亲性共聚物，蒸发诱导自组装，纳米晶网络，薄膜，热处理，微孔二氧化铈，溶胶老化
更新于2025-09-16 10:30:52
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介孔TiO2的合成、表征与光催化性能研究
摘要： 采用EO-PO型聚醚P123为模板剂，通过蒸发诱导自组装法制备了介孔TiO?纳米颗粒。利用小角X射线衍射、广角X射线衍射、高分辨透射电镜和N?等温吸附-脱附等技术对合成样品的微观结构与形貌进行表征。结果表明：该介孔TiO?属于锐钛矿相，晶粒尺寸为20-30 nm；以P123为模板制备的样品平均孔径分布为11.54 nm，比表面积为84.83 m2/g，孔容为0.234 cm3/g。所制介孔TiO?在紫外光照射90分钟分解甲醛时表现出高达93.6%的光催化活性。本研究为介孔TiO?的制备提供了基础实验流程，在改善室内空气质量的应用方面具有广阔前景。
关键词： 光催化、蒸发诱导自组装、介孔二氧化钛、甲醛
更新于2025-09-04 15:30:14