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还原氧化石墨烯-聚(9,9'-二辛基芴-共-双噻吩)复合材料的电导率弛豫与光电流产生及其在温度传感中的应用
摘要: 研究了还原氧化石墨烯-聚(9,9-二辛基芴-共-双噻吩)(RGO-F8T2)复合材料的电输运特性与光电流产生机制。通过直流和交流电导率测量共同证实了该复合材料的半导体特性。直流与交流测量获得的电导率均遵循阿伦尼乌斯关系,其活化能约为80毫电子伏特。该复合材料还展现出优异的温度传感性能,其电阻温度系数与市售铂、多晶硅及锗温度传感器进行了对比。RGO-F8T2复合材料的导电弛豫机制揭示了交流电导的物理本质——源于缺陷态间声子辅助隧穿效应。当温度从301K升至433K时,费米能级处的态密度增加了一个数量级。电导等温线的标度分析证实了复合材料中存在从无序链段到有序链段(或两者兼有)的分子内能量转移现象。研究还观测了模拟太阳光照射下RGO-F8T2复合薄膜的光电流产生特性,发现其光电灵敏度随入射光强度呈线性变化。
更新于2025-11-14 17:28:48
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通过定制PVDF基薄膜聚合物纳米复合材料中分层结构TiO2-BaTiO3-TiO2纳米填料的界面显著提高能量密度
摘要: 具有高击穿场强和高介电常数的介电聚合物纳米复合材料因其潜在的介电与储能系统应用,在现代电气电子工业中备受关注。纳米材料的界面在提升聚合物纳米复合材料介电性能方面起着关键作用。本研究开发了聚多巴胺(dopa)功能化的TiO?-BaTiO?-TiO?(TiO?-BT-TiO?@dopa)核@双壳层纳米颗粒作为高能量密度电容器的新型纳米填料。这种分层设计的纳米填料既能调控聚合物基体周围的界面,其核心与外层TiO?壳因高导电性可作为电容极板,中间BT层因高介电常数充当介电介质,从而形成独立电容单元。电学表征显示,相较于PVDF、TiO?/PVDF、TiO?@dopa/PVDF和TiO?-BT@dopa/PVDF等聚合物纳米复合材料,TiO?-BT-TiO?@dopa/PVDF具有最高的相对介电常数(ε?)、击穿强度(E_b)及能量密度。在1kHz下其ε?达12.6,在3128kV/cm场强下能量密度为4.4J/cm3,显著优于商品化双向拉伸聚丙烯(BOPP)——后者在更高场强6400kV/cm下仅具2.2的ε?和1.2J/cm3的能量密度。这些成果为设计具有界面调控的核@多壳层纳米填料的高性能聚合物纳米复合电容器新架构开辟了新途径。
关键词: 电容器、聚合物纳米复合材料、核壳纳米材料、电介质、钛酸钡纳米颗粒
更新于2025-11-14 15:19:41
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激光烧蚀法制备的Cu2O纳米颗粒修饰TiO2薄膜的光催化性能
摘要: 通过激光烧蚀法制备了氧化亚铜纳米颗粒修饰的二氧化钛薄膜。分别采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱系统、光学吸收及光催化评价系统,研究了氧化亚铜纳米颗粒对二氧化钛薄膜结构、光学性能和光催化性能的影响。XRD图谱表明,这种修饰作用具有降低氧化亚铜晶粒取向的效果。与单纯的氧化亚铜纳米颗粒或单层二氧化钛薄膜相比,氧化亚铜修饰的二氧化钛复合薄膜在产氢方面的光催化性能分别提高了1.70倍和1.77倍。通过改变激光烧蚀功率证实,氧化亚铜的氧化过程主导了氧化亚铜/二氧化钛复合薄膜的光催化性能。
关键词: 异质结、氧化亚铜纳米颗粒、激光烧蚀、光催化性能、二氧化钛薄膜
更新于2025-10-22 19:40:53
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一种简易合成剥离石墨相氮化碳的方法及其在太阳光照射下光催化降解环丙沙星的应用
摘要: 通过绿色路线(水相双热法)制备的剥离态g-C3N4纳米颗粒经XRD、UV-Vis漫反射光谱、场发射扫描电镜(FESEM)、光致发光(PL)、透射电镜(TEM)等技术表征。研究其在太阳光照射下对环丙沙星(CPN)水溶液的降解行为以评估该半导体光催化剂的光催化活性。剥离处理后g-C3N4的光催化活性显著提升:采用水相双热法获得的剥离态g-C3N4比表面积约为块体材料的3倍,有效光催化活性约为其2.5倍。线性扫描伏安法等电化学测试、剥离g-C3N4纳米颗粒的莫特-肖特基(MS)图谱及电化学阻抗(EIS)结果均佐证了剥离后光催化活性的增强。这种性能提升源于剥离态g-C3N4具有高效的光生载流子分离能力、低复合率及高比表面积。研究系统考察了催化剂浓度、光照时间和初始CPN浓度对降解效果的影响,发现1 g/L剥离态g-C3N4纳米颗粒在太阳光照射1小时可使20 ppm CPN溶液降解率达78%。通过自由基捕获实验进一步探究了活性物种及降解机理。本研究为g-C3N4的可控制备提供了新方法。
更新于2025-09-23 15:23:52
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锗衬底对Bi2O3薄膜结构和光学电导参数的影响
摘要: 本文报道了沉积在非晶锗衬底上200纳米厚Bi2O3薄膜的结构、光学和介电特性。Ge和Bi2O3薄膜均在10^-5毫巴真空压强下通过热蒸发技术制备。研究发现当玻璃衬底替换为锗时,Bi2O3薄膜更倾向于形成单斜晶系结构,其微应变值、位错密度和层错增多而晶粒尺寸减小。光学性能方面,当薄膜生长在Ge衬底上时观察到明显的带隙红移现象。Ge/Bi2O3异质结呈现0.81电子伏特和1.38电子伏特的导带与价带偏移量。除红外区域附近介电常数增强外,Drude-Lorentz模型分析表明Ge衬底对Bi2O3的光学电导参数具有显著影响:采用锗衬底时漂移迁移率提升约一个数量级,自由空穴密度降低约24倍,等离子体频率范围从5.21-11.0GHz扩展至2.59-12.80GHz。该异质结的光学特性使其适用于可见光通信技术。
关键词: 锗/氧化铋,带阶,X射线,异质结,等离子体,介电常数
更新于2025-09-23 15:23:52
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Cs/MAPbI3复合材料的形成及其对光学性质的影响
摘要: 稳定性问题是有机杂化钙钛矿CH3NH3PbI3应用于太阳能电池的关键因素;而据报道CsPbI3比CH3NH3PbI3更稳定。本研究尝试在常温和空气条件下,通过固相反应法用Cs+取代有机杂化钙钛矿CH3NH3PbI3基质中的离子,形成0≤x≤0.4的Csx(CH3NH3)1-xPbI3。结构研究表明,当x>0时同时存在CH3NH3PbI3(四方晶系,I4/mcm)和CsPbI3(正交晶系,Pnma)相。当x≤0.2时似乎形成了部分固溶体,但当x>0.2时则以复合相为主。取代后光学带隙略微增加约0.02 eV。这些化合物既保持了母体CH3NH3PbI3的基本特性,又具备CsPbI3的稳定性。
关键词: 复合材料、拉曼光谱、钙钛矿材料、X射线衍射
更新于2025-09-23 15:23:52
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(BaSr)0.5TiO3在BFO钙钛矿中改性的结构与导电行为
摘要: 多铁性陶瓷(BiBa0.5Sr0.5)0.5(Fe0.5Ti0.5)O3(BFO-BST)通过传统固相反应法以经济方式制备,并对其不同特性进行了研究报道。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析证实该化合物形成了单相结构。采用全谱精修的Rietveld方法进行结构精修。从样品XRD图谱推断,观测峰与计算峰高度吻合且偏差极小。通过上述分析及SEM图像测算得出该化合物具有较高密度。通过介电常数随频率变化分析了化合物的介电行为,同时采用复阻抗和模量分析研究了其电学行为。此外,交流电导率研究中验证Jonscher幂律定律,获得了关于该材料电学行为的详细发现。
关键词: 模量、陶瓷、X射线衍射、阻抗
更新于2025-09-23 15:23:52
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铋基d0过渡金属亚硒酸盐中新双折射晶体的探索
摘要: 通过异价取代法在水热反应中成功合成了首批含d0过渡金属/碲(VI)多面体的氟硒酸铋化合物,分别为:Bi4TiO2F4(SeO3)4(1)、Bi4NbO3F3(SeO3)4(2)、Bi4TeO4F2(TeO3)2(SeO3)2(3)、Bi2F2(MoO4)(SeO3)(4)和Bi2ZrO2F2(SeO3)2(5)。这五种新化合物具有三种不同结构类型:含Ti(IV)、Nb(V)和Te(VI)的化合物1-3为同构体,呈现由三维铋氧氟骨架与交叉隧道构成的新型三维框架,隧道内填充d0过渡金属/碲(VI)八面体及亚硒酸盐/亚碲酸盐基团;化合物Bi4TeO4F2(TeO3)2(SeO3)2(3)是首个同时含有Se(IV)和混合价态Te(IV)/Te(VI)阳离子的结构;化合物4形成由三维铋氧氟网络与嵌入一维隧道中的MoO4四面体及亚硒酸盐基团构成的新型三维结构;化合物5则展现由[ZrO2F2(SeO3)2]6-多阴离子桥接二维铋氧化物层构成的新型柱层状三维开放框架。理论计算表明这五种化合物均具有极强双折射性能,其中化合物1-3在1064 nm波长下的双折射值超过0.19,高于矿物方解石?;诮峁褂胄阅芊治龇⑾?,相较于铋阳离子和d0过渡金属/碲多面体,非对称的SeO3基团(化合物3中的TeO3亦然)展现出最大各向异性,这有利于增强双折射效应。
关键词: 金属亚硒酸盐、d0过渡金属、异价取代、水热反应、双折射晶体
更新于2025-09-23 15:23:52
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由[BaL<sub>3</sub>]单元(L = 吡啶-2,6-二羧酸)和Li(I)离子构建非中心对称发光配位聚合物
摘要: 本工作报道了一种新型非中心对称(NCS)配位聚合物(CP)——(Me2NH2)3[BaLi(2,6-PyDC)3(H2O)] (1)(2,6-PyDC=吡啶-2,6-二羧酸)的合成、晶体结构及性能,这是首个含2,6-PyDC配体的BaLi-CPs实例。单晶X射线结构分析表明该化合物具有二维层状结构,每层简化结构属于hcb拓扑类型。其二次谐波(SHG)响应约为KH2PO4(KDP)标样的0.5倍。此外,该化合物在365 nm紫外光激发下发射明亮蓝光,量子产率(QY, Φ)为1.63%。该化合物的成功构建证实了通过[BaL3]单元与Li(I)离子组合构建NCS配位聚合物的可行性。
关键词: 非中心对称、异金属配合物、发光、非线性光学
更新于2025-09-23 15:23:52
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研究玻璃和石英基底对界面液滴形成的影响
摘要: 纳米结构化已被证实能有效提升多种储能与转换器件的性能,且适用于广泛的材料体系。特别是次级纳米构筑材料相比纳米级初级构筑单元展现出协同优势。尽管在设计纳米结构和合成路径方面已付出诸多努力,但纳米结构内部潜在的离子扩散动力学和相变行为仍研究不足。本研究以二维多孔铁酸锌(ZFO)纳米片为模型材料,探究了增强的锂离子传输行为,揭示了自组装二维多孔纳米结构电极如何具备高效离子扩散通道、坚固且连续的电子传输网络以及更大的比表面积,从而使其性能优于无次级结构的ZFO纳米颗粒。通过结合光谱测量与电化学技术揭示动力学参数,本研究表明:相较于随机聚集的纳米颗粒,多孔纳米片具有更高的锂离子扩散系数、更显著的电容性电荷存储贡献以及更低的电荷转移阻抗。这些发现深化了对二维多孔纳米结构电极电化学储能性能显著提升机制的理解——源于更均匀完整的相变过程和更高的活性材料利用率。
关键词: 纳米结构化、二维多孔纳米片、能量存储、传输动力学、锂离子电池
更新于2025-09-23 15:23:52