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Eu3+掺杂TiO2纳米晶的制备及光致发光研究

夏天 , 曹望和 , 田莹 , 付姚 , 周立新

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2004.06.008

以Ti(O-BU)4为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Eu3+离子的TiO2纳米晶.分别以X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)光谱对不同温度烧结下的样品进行了表征.XRD分析表明,由于Eu3+掺杂浓度低,纳米晶呈现单一的锐钛矿相,Eu3+可能主要位于纳米TiO2颗粒的表面.PL分析表明,当用紫外-可见光380,395,415和468 nm对掺杂Eu3+的TiO2纳米晶进行激发时,都发射了一系列Pl信号,其中用468nm激发效率最高,380 nm激发效率几乎为0,也就是说,468 nm代替通常的395 nm成为最灵敏的激发线;这些Pl发光峰分别对应着Eu3+的5D0→7FJ(0~4)跃迁,其中以5D0→7F2跃迁的616 nm的纯红色发光效率最高.从不同温度热处理TiO2:Eu3+纳米晶的激发光谱看出,Eu3+的特征发射来自基质带间吸收(380nm附近处)的有效激发都很弱.

关键词: 溶胶-凝胶法 , TiO2纳米晶 , 光致发光 , 特征发射

敏化TiO2纳米晶多孔膜电极的制备与表征

林志东 , 刘黎明 , 郭云 , 熊玉卿 , 达道安

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2003.01.014

研究了染料敏化TiO2纳米晶多孔薄膜电极的制备、表征及其光电转换性质,采用溶胶-凝胶法滚压涂层制备了TiO2纳米晶多孔薄膜,在无水乙醇中利用薄膜吸附染料2,2'-联吡啶-4,4'-二甲酸合硫氰酸钌进行敏化处理,并利用XPS、AFM、XRD、SEM和可见-紫外分光光度仪对敏化TiO2纳米晶多孔薄膜进行了表征分析.研究结果表明:薄膜中纳米粒子晶型主要为锐钛矿,粒径在20~30 nm,多孔薄膜的孔径在50~200 nm;染料敏化多孔薄膜表面吸附了一个单分子层的染料分子,敏化薄膜对可见光有很强的吸收作用,用此薄膜制作的太阳能电池具有较高的光电转化效率,电池效率达到2%,这种薄膜电极改进后可用于制作敏化太阳能电池的光阳极.

关键词: TiO2纳米晶 , 染料敏化 , 多孔薄膜 , 光电转化

HF-PCVD法TiO2纳米晶的粒径与晶型控制

徐海萍 , 孙彦平 , 王俊文 , 展红全 , 陈新谋

稀有金属材料与工程

以TiCl4和O2为反应体系,采用高频等离子化学气相沉积(HF-PCVD)法制备了晶化完整的锐钛和金红石混晶型TiO2纳米晶,球形体的晶粒分散性良好,分布较为均匀;研究了控制粒径大小和晶相组成的关键反应条件.XPS,TEM,XRD结果显示:增加TiCl4进料量、延长停留时间均利于锐钛相向金红石相转化,但粒径有所增大;添加AlCl3使金红石相含量较未掺杂时有较大幅度提高,且粒径随掺铝量增加而减小.本实验条件下,TiO2纳米晶的粒径为25nm~60 nm,金红石相含量在12.0%~53.6%间可控.

关键词: HF-PCVD , TiO2纳米晶 , 粒径 , 晶型

金红石生长用TiO2纳米晶粉体制备及表征

卢铁城 , 林理彬 , 卢勇 , 宋萍

功能材料

针对金红石晶体生长所需,我们人工合成了硫酸氧钛铵(ATS)晶体.并以其为原料,采用高温焙烧法制备了TiO2纳米晶粉体,用XRD、SEM和TEM分析了纳米晶的物相和形貌.结果表明所得TiO2纳米晶粉体分散性好、流动性好、纯度高且颗粒细小均匀.此外,研究了焙烧温度、保温时间和急烧、缓烧等工艺参数对其形貌、物相的影响,给出了大批量生产TiO2纳米晶粉体的最佳工艺条件.

关键词: TiO2纳米晶 , 高温焙烧 , SEM , XRD , TEM

晶体生长用TiO2纳米晶的改良工艺研究

卢铁城 , 宋萍 , 林理彬 , 卢勇 , 祖小涛 , 廖志君

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2001.03.015

针对晶体生长的具体应用,分别以硫酸氧钛铵(ATS)和改良硫酸氧钛铵(M-ATS)为原料,采用高温焙烧法制备了TiO2纳米晶,用XRD分析了原料和纳米晶的物相,用SEM分析了纳米晶的形貌。结果表明虽然两种原料具有相似的物相结构,但所得纳米晶的性状不同,M-ATS焙烧所得纳米晶分散性更高,均匀性更好。此外,研究了焙烧温度、保温时间、急烧、缓烧等工艺条件对纳米晶形貌、物相的影响,并给出了批量制备TiO2纳米晶粉体的最佳工艺条件。

关键词: TiO2纳米晶 , 分散性 , SEM , XRD

射频等离子体处理对TiO2薄膜光电转换和亲水性的影响

韩俊波 , 王念 , 于国萍 , 魏正和 , 钟家柽 , 王取泉 , 周正国

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2005.03.007

用反应射频溅射法在导电玻璃上制备TiO2薄膜,并用Ar射频等离子体对TiO2薄膜进行处理.利用XRD、XPS、UV-VIS透射光谱和AFM等测试手段研究Ar射频等离子体处理对TiO2纳米薄膜的结构、成分和光电性能的影响,用液滴形貌分析法测量水滴在TiO2薄膜表面的接触角.经过Ar射频等离子处理后,用TiO2薄膜组装的光电池的光电流提高了约80%,TiO2薄膜的亲水角由66°左右迅速减小.

关键词: 等离子体处理 , 射频溅射 , 光电转换 , 亲水性 , TiO2纳米晶

TiO2染料敏化薄膜的制备与结构表征

林志东 , 刘黎明

功能材料

采用溶胶-凝胶法添加聚乙二醇表面活性剂制备了TiO2纳米粒子,采用滚压涂敷法在玻璃基底上制得TiO2纳米多孔薄膜,采用吸附法对多孔薄膜表面进行染料敏化处理.染料敏化处理前后,薄膜的微结构没有改变,但薄膜表面的成分发生了改变.对薄膜进行了XPS,AFM,SEM和XRD分析.结果表明,TiO2纳米晶薄膜中纳米粒子晶型为锐钛矿,薄膜具有网络多孔结构,TiO2粒子的粒径在20~30nm间,薄膜中空穴的孔径在50~150nm不等,未敏化处理的薄膜空隙中吸附了大量的氧,薄膜敏化处理后,表面的吸附氧被敏化剂分子中的氧取代,染料敏化剂分子通过化学吸附在薄膜表面.

关键词: TiO2纳米晶 , 多孔薄膜 , 染料敏化

水热反应温度对碱性条件下TiO2纳米晶生长动力学及其光电性能的影响

王丽丽 , 杨兵初 , 周聪华 , 童思超 , 梁丽杰

人工晶体学报

以钛酸丁酯为原料,在碱性条件下水热合成了锐钛矿相TiO2纳米晶.采用X射线衍射仪、比表面积测试仪、扫描电子显微镜等方法对纳米晶粒的晶体结构、比表面积以及光阳极的表面形貌分别进行表征,研究水热反应温度对TiO2纳米晶生长动力学过程的影响规律.结果表明:随着温度的升高,锐钛矿相纳米晶的平均晶粒尺寸先增大后减小.光电转换性能测试表明,电池的光电转换性能随着水热反应温度的升高而增大,在220℃时获得最大光电转换效率4.05%( 1sun,100 mW/cm2).并分析了水热反应温度对碱性条件下TiO2纳米晶粒的生长动力学过程和电池光电转换性能的影响机制.

关键词: TiO2纳米晶 , 水热法 , 染料敏化太阳能电池

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