张超武
,
张利娜
,
刘昌涛
,
宋大龙
,
王芬
人工晶体学报
以硅酸钠和硫酸铝为生成硅铝胶载体的硅源和铝源,以硫酸钛为生成锐钛矿型TiO2的钛源,尿素为掺杂氮源,先通过溶胶-凝胶和水热法原位共生合成产物前躯体,再在氮气气氛下结晶化烧结制得硅铝胶固载掺氮TiO2介孔材料(N/TiO2-SiO2·Al2 O3).借助广角XRD、小角度XRD、透射电子显微镜TEM和X射线光电子能谱XPS等测试手段对所得材料进行了微观结构表征和介孔结构观察,并研究了负载量和烧结温度等条件对介孔结构状态的影响.所得结果表明,所得材料的微观结构为规整性高、尺寸约3～6 nm的网格状介孔结构聚集成尺寸约100～ 200nm团簇,而尺寸为数十纳米的锐钛矿TiO2晶粒分布在网格状介孔结构中.从增强锐钛矿的光催化效应和有利于形成介孔结构两方面优化,TiO2的负载量以摩尔比n(Si)∶ n(Ti)=1∶(0.1 ～0.5)为适当范围.虽然锐钛矿晶型可在很宽温度范围存在于硅铝骨架结构中,但从有利于介孔结构的形成考虑650℃左右的结晶化烧结温度为最佳.
关键词:
硅铝胶
,
TiO2
,
氮掺杂
,
介孔结构
,
光催化
王卫
,
陆春华
,
苏明星
,
倪亚茹
,
许仲梓
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(11)60348-3
采用水热法制备了富含(001)晶面的锐钛矿型TiO2纳米片,并通过改变热处理过程中NH3流速制备不同N掺杂浓度的TiO2纳米片.运用X射线衍射、场发射扫描电镜、高分辨率透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱、X射线光电子能谱和荧光光谱对光催化剂进行了结构和性能表征,并以罗丹明B为目标降解物,考察了N掺杂浓度对TiO2纳米片可见光催化活性的影响.结果表明,NH3流速为40 ml/min时制备的N掺杂TiO2纳米片具有最低的光生电子-空穴复合速率,最高的·OH产生能力并表现出最高的光催化活性.同时,讨论了N掺杂浓度对TiO2纳米片可见光催化活性影响的机理.
关键词:
氮掺杂
,
二氧化钛纳米片
,
氮浓度
,
光催化活性
,
(001)晶面
李洪婧
,
马春雨
,
李帅
,
董武军
,
张庆瑜
功能材料
利用反应射频磁控溅射技术,首次利用氧化铜作为溅射靶,在氮气和氩气的混合气氛下,制备出N掺杂的Cu2O薄膜。通过改变沉积温度,研究了氮掺杂Cu2O薄膜的结构特征和生长模式以及光学特性。研究结果表明低温沉积时,薄膜表现为比较强的（100）织构;随着沉积温度增加到500℃,薄膜逐渐转变为（111）织构,沉积温度增加导致的临界成核自由能的增加是决定薄膜织构特征的重要因素;原子力显微镜分析发现不同沉积温度的薄膜表面形貌的空间标度指数α〉1,属于表面扩散支配的薄膜生长机制;薄膜表面形貌的空间标度指数和关联长度随沉积温度的变化与薄膜织构度之间存在明显的关联;不同温度沉积的氮掺杂Cu2O薄膜的禁带宽度为（2.52±0.03）eV。
关键词:
Cu2O
,
氮掺杂
,
生长机制
,
光学特性
丁卉
,
张诺
,
戎非
,
付德刚
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00517
通过溶胶?凝胶法制备了氮氟共掺杂TiO2(N-F-TiO2)溶胶, 并利用丝网印刷法在玻璃基底上制备了N-F-TiO2薄膜, 通过XRD, XPS及漫反射对N-F-TiO2进行了表征. XRD分析表明制备出的N-F-TiO2以锐钛矿结晶为主; XPS谱显示 N元素以N-Ti-O成键的形式掺杂在晶体中, F元素以表面吸附和晶格掺杂的形式存在; 紫外?可见漫反射表明与TiO2相比, N-F-TiO2的吸收强度明显增强, 光吸收起始位置有明显红移. 利用大肠杆菌做为实验菌种, 采用可见光与365nm紫外光分别作为激发光源, 对其相对存活率及细胞膜损伤程度进行了研究. 结果表明: N-F-TiO2薄膜具有较高的杀菌效率, 光照60min时紫外光下大肠杆菌相对存活率降低到0, 可见光下为10%; 细胞损伤实验结果表明在紫外光作为光催化激发光源时, 菌悬液中脂质过氧化物(MDA)含量最大值可以达到1.4 nmol/mg干细胞重, 可见光下可以达到0.9 nmol/mg 干细胞重.
关键词:
氮掺杂
,
fluorine doping
,
TiO2 film
,
photocatalysis
,
sterilization
张凌云
,
贾若琨
,
孙旭辉
,
张瑛洁
,
刘春光
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.04.005
采用自设计高温煅烧装置在NH3气氛下制备N掺杂ZnO,研究N掺杂ZnO(N-ZnO)的合成条件与ZnO带隙和光电转换效率之间的关系.通过改变NH3气压强、煅烧温度和煅烧时间得到不同N掺杂量的ZnO.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)对N-ZnO的形貌、晶体结构、掺杂价态以及光学性质进行分析.结果表明:N-ZnO为六方纤锌矿结构,N掺杂有效窄化ZnO带隙,导致其紫外-可见吸收光谱的吸收带边红移,以其为光阳极的染料敏化太阳能电池的光电转换效率从0.34％提高至1.02％.
关键词:
太阳能电池
,
氧化锌
,
氮掺杂
,
带隙
安百钢
,
黄芬
,
李莉香
,
徐诗飞
,
耿新
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.23.017
利用化学浸渍还原法,以原始和混酸活化碳纳米管及聚苯胺改性制备的氮掺杂炭层包覆碳纳米管为载体,制备上述碳纳米管负载铂催化剂,研究比较它们作为质子交换膜燃料电池催化剂的电催化性能.透射电镜观察表明,以混酸活化碳纳米管为载体一定程度改善了铂粒子在碳管上的沉积形态和分散性,沉积的铂粒子大小约5~8 nm,但铂粒子仍存在较明显的团聚现象；而因聚苯胺改性碳纳米管外层为均匀氮掺杂炭层,铂粒子能均匀分散沉积于氮掺杂层表面,其平均粒径约为2~4 nm.电化学分析表明,混酸活化和氮掺杂炭层包覆碳纳米管都能够改善负载催化剂的电催化活性,尤其氮掺杂炭层包覆碳纳米管负载铂催化剂不仅具有最高氧还原活性,其负载催化剂同时展现了良好的循环稳定性.
关键词:
碳纳米管
,
混酸活化
,
氮掺杂
,
电催化
,
氧还原活性
何章兴
,
刘剑蕾
,
何震
,
刘素琴
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140656
采用在氨气氛下加热(NCP-600：600℃下处理, NCP-900：900℃下处理)对全钒液流电池碳纸电极进行掺氮改性处理。通过此改性处理,含氮官能团成功地引入到碳纸表面。掺氮处理改善了碳纸表面的亲水性, NCP-900的接触角相比于空白碳纸由120.5°降到99.7°,且对表面形貌没有明显影响,不会影响其机械性能。同时,掺氮处理能明显地增强碳纸的电化学活性,循环伏安测试中, NCP-900的V(IV)/V(V)电对氧化峰为92.1 mA,远高于空白碳纸(68.9 mA)。由NCP-900和空白碳纸组装成电池考察了其充放电性能,在20 mA/cm2下进行充放电,由NCP-900组装的电池其能量效率为83.73%,较空白电池高2.59%。掺氮改性处理提高碳纸的电化学性能主要是由于钒电对活性位点的增加和亲水性能的增强。
关键词:
全钒液流电池
,
掺氮
,
碳纸
,
动力学
林小靖
,
孙明轩
,
胡梦媛
,
王文韬
,
方亚林
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.18.004
以TiN粉末煅烧制备的氮掺杂纳米TiO2 (N-TiO2)和氧化石墨烯为原料,在水热条件下制备了石墨烯修饰的氮掺杂TiO2纳米材料(GNT).利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)及X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对所制备的样品进行了表征.紫外-可见漫反射吸收谱表明石墨烯与氮掺杂的共修饰使得TiO2的吸收带边发生红移,且其可见光吸收性能明显提高.可见光照射下降解亚甲基蓝溶液的实验结果表明石墨烯修饰的氮掺杂TiO2的光催化降解性能分别是TiO2、N-TiO2的4.3倍和1.9倍.
关键词:
TiO2
,
氮掺杂
,
石墨烯
,
协同效应
,
可见光
,
光催化性能
邢丹旭
,
张昌文
,
王培吉
人工晶体学报
采用基于密度泛函理论的线性缀加平面波(FLAPW)方法研究了电子、空穴对N掺杂SnO2光电性能的影响,结果表明注入空穴比注入电子的Sn16O31N体系禁带宽度减小了0.02 eV,比未注入电子、空穴的Sn16O31N体系变窄了0.04 eV,导带也相对展宽,体系呈现出半金属特性,SnO2材料导电性能有所提高.注入空穴的体系光学特性也发生了较大的变化,其吸收系数、能量损失函数及折射率在低能区域低于本征和电子注入体系,整个体系的态密度向低能方向移动发生了红移,吸收边变宽,体系的光学响应增大.
关键词:
SnO2
,
N掺杂
,
电子和空穴注入
,
光电性能
郏义征
,
李辉
,
胡楠楠
,
王清远
稀有金属
氧化铈是一种潜在的可见光催化材料,但是如何实现在氧化铈晶格内的N掺杂是阻碍其发展的主要原因.采用离子束辅助沉积法制备了N掺杂的氧化铈薄膜材料,该方法实现了对氧化铈薄膜的高含量N掺杂,N含量可高达25％,远远高于采用传统方法制备的氮掺杂氧化铈.N1s的高分辨谱显示,掺杂的N替代了氧化铈中的O而实现了N在氧化铈晶格中的掺杂.XRD结果显示,氧化铈薄膜在生长过程中,N离子的轰击并没有改变氧化铈的晶体,但是改变了氧化铈薄膜表面形貌,从SEM上可以看出氧化铈表面颗粒变得细小,薄膜表面变得光滑.紫外可见吸收光谱显示,随着掺N量的增加,氧化铈的光吸收发生红移.
关键词:
氧化铈
,
氮掺杂
,
离子束辅助沉积
,
光吸收
