金属/金属氧化物纳米复合材料的制备及其光电应用

被引量 : 0次 | 上传用户:spiker315
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
众所周知,金属氧化物是一类物理化学性能优良的半导体材料,在光学、光电子学、传感器、光催化、染料敏化太阳能电池等领域有重要的应用。金属氧化物由于其丰富的形貌、结构、可变的价态以及可调节的氧空穴浓度,这些为构造性能独特的新材料提供了广阔的空间。随着科学的发展,单独的金属氧化物已不能满足人们需求,因而将其与金属,其他半导体纳米材料,碳材料等复合,赋予了其崭新的性能,并大大拓展了其应用范围。其中贵金属如Au,Pt等具有良好的导电性和较高的可见光吸收能力,将其与金属氧化物复合后可以作为电子捕获剂不仅有效防止被激发后的电子与空穴复合,还可以作为光捕获剂显著增强金属氧化物对可见光的吸收,使得金属氧化物的光电性能更为优越,应用范围更广。其中,氧化锡(SnO2)和氧化铈(CeO2)因其优异的光电性质被认为是金属氧化物中最有应用前景的功能材料之一。鉴于它们在功能器件中的重要性,我们选取SnO2和CeO2这两种金属氧化物为研究对象,将这两种金属氧化物与贵金属复合并对它们的光电性能进行了深入研究。全文的主要研究内容及研究结果如下:1.采用一种简易的一步法合成了大小均一,分散均匀的Au-SnO2复合纳米球(HNSs)。该方法利用了还原性的Sn2+与氧化性的Au3+及溶解的氧气之间发生氧化还原反应,原位生成Au纳米颗粒(NPs)和SnO2纳米颗粒(NPs)。Au纳米颗粒不仅可以捕获电子,提高电子-空穴对的寿命,还可以增强可见光吸收强度,这些都有利于提高该复合物的光电化学性能。以半胱氨酸作为光电生物传感实验中的检测对象,实验结果表明构建的生物传感器对于半胱氨酸体现出优异的检测性能,即具有较宽的检测范围(0.4mM-12mM)和较低的检测限(0.1mM)。因此这种光电性功能优良的Au-SnO2复合纳米球可以进一步拓展到光催化、光电传感器、以及其他光电应用领域。2.采用溶剂热方法,在不添加任何表面活性剂条件下,制得了Au-SnO2复合纳米空心球。使用透射电镜和扫描电镜等对该纳米材料进行了表征测试,结果显示这种方法制得Au-SnO2复合纳米中空球尺寸约在130-180nm范围内,分散均匀。Au的掺杂可以与形成肖特基结,抑制电子返回到染料或电极上,因而增加作为电极的短路电流和光电转换效率,并且中空结构具有光散射和反射能力,提高其作为光阳极材料的光伏特性。因此,这种纳米复合材料具有较好的光电性能,可将其应用作为染料敏化太阳能电池(DSSCs)的光阳极。3.采用乙醇,乙二醇,水等不同溶剂作为反应液,利用水热方法可控合成了不同形貌的CeO2纳米晶体。采用一步法得到球形多孔CeO2和八面体CeO2结构以及相应Pt-CeO2纳米复合材料。由于贵金属Pt本身具有良好的导电性,因而将其与CeO2复合后,能够进一步提高其催化活性。通过类过氧化物酶催化测试发现催化活性受形貌的影响较大,球形多孔CeO2催化活性比八面体CeO2高,球形的Pt-CeO2纳米复合材料的催化活性优于八面体的Pt-CeO2。
其他文献
文章通过对勋伯格《钢琴组曲》(op.25)之"间奏曲"的曲式结构、序列形态、隐藏调性、序列进程、比例结构及现代节奏与节拍等方面的分析,论述了该作品作为经典序列音乐作品在继
<正>一、中国民族民间舞蹈的传承中华民族是个伟大而又温馨的和谐大家庭,在这个温馨和谐的大家庭里生活着56个不同民族的兄弟姐妹。这56个民族在自己本民族的发展过程中慢慢
与对公私合作伙伴关系在政治、经济、法律方面的理解相比,我们对公私伙伴关系的实际管理知之甚少。本文通过经验的方式来探讨公私合作伙伴关系模式下所设计、开发、融资、经
目前有关金融租赁的文献中,对其结构化产品进行系统论述的比较少,只有少部分介绍了结构化产品的操作性,尚没有对其进行深入分析,本文将对金融租赁结构化产品进行概述,并对日
形式质料关系是亚里士多德传统形而上学的基本理论模式;形式质料关系是康德为未来形而上学奠基的基本思维模式;亚里士多德传统形而上学中的形式质料关系和康德哲学中的形式质
广州某超高层建筑A、B塔地上为42层,主要高度153.9m,采用钢筋混凝土框架—核心筒结构体系。针对该超高层结构形式复杂,超限内容较多,体型不规则的结构特点,对结构进行了性能
对学校工程实例建立隔震结构模型,对结构地震地震反应进行数值模拟,分析隔震结构模型的层间位移、位移角、楼层剪力等地震反应特征参数;对隔震结构和非隔震结构的地震反应进
在经济全球化背景下,校企合作是商务英语专业人才培养的必由之路。商务英语专业只有走校企合作发展道路,才能实现高校人才培养与用人单位对人才需求的无缝对接。商务英语专业
在旅游区规划中,开发建设与生态环境保护之间的矛盾渐趋尖锐,单纯的强调保护与片面的进行开发都无法获得令人满意的结果。以福建省连江县坡西温泉度假区概念性规划为例,将AVC
本文通过研读王光祈所撰《中国音乐史》,就其史学观念、研究材料、研究方法、编撰体例等问题进行了初步的探讨。