导读:本文包含了有机无机杂化改性论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:钙钛矿,两步溶液法,结晶性,阳离子
有机无机杂化改性论文文献综述
邵峰[1]（2018）在《有机—无机杂化钙钛矿电池制备和材料的改性研究》一文中研究指出近年来,以CH3NH3PbI3为代表的ABX3有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池备受关注,发展至今9年内光电转换效率已突破22%,被世界经济论坛评选为2016年度十大新兴科技。有机-无机杂化钙钛矿材料具备摩尔消光系数高、带隙可调节、载流子传输能力强等物理特性,且成本低廉、器件易加工,展现出了广阔的应用前景。为了实现钙钛矿太阳能电池的进一步发展,推动其大规模制备和商业化,目前仍存在开发高质量薄膜制备技术、提高钙钛矿材料稳定性、降低器件整体成本等问题亟待解决。本论文针对这些问题,利用成膜方法的调控获得了高结晶性、平整致密的钙钛矿薄膜,同时结合有机-无机钙钛矿材料自身的结构改性,构建稳定的立方相体系,提高了材料稳定性。最后致力于新材料的探索,将金属性二维过渡金属硫族化合物(TMDs)首次做为背电极应用于钙钛矿太阳能电池。取得的主要研究成果如下:为了改善有机-无机杂化钙钛矿两步溶液法成膜,本论文在Pb12前驱液中加入少量CH3NH31作为添加剂,调节PbI2薄膜的相组成和结晶强度;同时为第二步CH3NH3PbI3的转化预留了膨胀空间,提高了薄膜结晶性和平整度。当CH3NH3I的添加量占PbI2组分的摩尔比例为0.2时,得到的钙钛矿薄膜光俘获能力提升最明显,光生载流子复合最弱。基于该薄膜钙钛矿太阳能电池的能量转换效率由11.1%提升至13.4%。为了彻底解决两步法制备钙钛矿薄膜工艺中PbI2残留的问题,本论文开发了一种快速萃取制备“非晶”PbI2薄膜的新方法。研究发现,“非晶”PbI2薄膜可实现钙钛矿的完全转化,但薄膜结晶性相对较差。在此基础上,我们摒弃了传统两步法中第二步的“浸泡转化”,开发了“旋转喷涂”的新方法。利用PbI2薄膜和CH3NH3I液滴间相对高速运动这一动态过程,使钙钛矿的转化由30分钟缩短至几秒,同时促进了晶粒长大,薄膜结晶性和平整度明显提高。最终制备得到无PbI2残留、高结晶性、平整致密的CH3NH3PbI3吸光层薄膜。基于该薄膜的器件效率进一步提高至14.3%。为了进一步提高四方相CH3NH3PbI3有机-无机杂化钙钛矿的稳定性,本论文通过[PbI6]叁维骨架中有机阳离子半径的调控,降低晶格内部应力,构建了高对称性稳定立方相体系。选用离子半径稍大的二甲基胺(DMA+)部分取代甲胺阳离子,研究发现二甲基胺可与甲胺阳离子一起,进入共顶角连接的[PbI6]八面体的空隙之中。随着二甲基胺含量的增加,钙钛矿晶格发生膨胀,室温下由四方相转变为更为稳定的立方相结构。5%DMA+的引入同时抑制了非辐射复合,使器件效率由17.1%提高至18.6%,迟滞效应基本消失。同时,未封装器件保持在85℃下的能量转换效率衰减速率明显减缓,实现了稳定高效立方相有机-无机钙钛矿体系的构建。在钙钛矿太阳能电池中,贵金属背电极的使用增加了器件整体制备成本。为了寻找贵金属电极的替代品,本论文首次尝试引入金属性二维过渡金属硫族化合物(TMDs)NbS2柔性薄膜。通过课题组独创的固相剥离TMDs材料的方法,先得到微米级少层NbS2纳米片,再将其重堆迭组装得到高纯的2H-NbS2柔性薄膜。该薄膜电导率高达8.7×103 S cm-1,功函数为5.20 eV,可与钙钛矿电池空穴传输材料spiro-OMeTAD(5.12 eV)良好匹配,成为一种新型背电极材料。该柔性薄膜可利用“冷等静压”方法直接高压贴合在有机空穴传输层表面,避免了贵金属电极高真空、高能耗的热蒸镀过程。基于柔性2H-NbS2背电极的介孔型钙钛矿电池效率初步可达到8.3%,并有望获得进一步提升。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-05-04）
刘莉[2]（2018）在《有机—无机杂化钙钛矿太阳电池的制备与改性》一文中研究指出有机-无机杂化钙钛矿太阳电池是一种以有机-无机杂化钙钛矿材料作为光吸收层的新型太阳电池,从钙钛矿太阳电池的崛起发展到今天,其光电转化效率已超过22%。作为钙钛矿太阳电池的光吸收层,有机-无机杂化钙钛矿材料由于其载流子迁移率高、载流子扩散长度能达到微米级、光吸收范围可调节、吸收系数大、缺陷容忍度高、双极性电荷传输和复合速率低等特性而成为半导体材料中的一颗新星。影响钙钛矿太阳电池性能的因素有很多,例如钙钛矿膜层的晶粒尺寸、钙钛矿膜层的覆盖率、钙钛矿材料的成分、界面情况等。本文以二氧化钛(TiO_2)纳米棒阵列为基底,主要从钙钛矿光吸收层的成膜质量、界面情况以及钙钛矿成分方面对钙钛矿太阳电池的性能影响进行了研究。首先利用互扩散法制备了四方相的有机-无机杂化钙钛矿CH_3NH_3PbI_3(MAPb I_3)光吸收层,然后在此基础上利用冰醋酸(HAc)溶剂辅助退火对MAPb I_3膜进行了优化,提高了其光电性能。最后,在HAc溶剂辅助退火的基础上,利用溴化铯(CsBr)无水甲醇溶液处理MAPbI_3膜,使得相应钙钛矿太阳电池的光电转化效率和稳定性有了进一步提高。该论文的主要内容如下:(1)利用互扩散法制备钙钛矿光吸收层。将碘化铅(PbI_2)和甲基碘化胺(CH_3NH_3I,MAI)依次旋涂在TiO_2纳米棒基底上,以制备MAPb I_3膜。对所制备MAPb I_3的晶体结构、形貌以及相应器件的光电性能及输出稳定性进行了表征。通过调节MAI的浓度,制备出了不同的MAPbI_3光吸收层。当MAI浓度为30 mg/ml时,MAPbI_3的孔隙填充度和覆盖率均较好,所制备出的MAPb I_3几乎不含Pb I_2,所对应的器件表现出了良好的光电性能,光电转化效率达7.38%,短路电流密度为17.24 mA/cm~2,开路电压为0.79 V,填充因子为0.54。(2)通过HAc溶剂辅助退火优化钙钛矿光吸收层进一步提高相应器件的光电转化效率。在互扩散法制备MAPbI_3膜的基础上,首次在制备MAPbI_3的退火过程中引入HAc溶剂,并对所制备的MAPb I_3光吸收层和相应器件的光伏性能进行了表征。在HAc溶剂辅助退火过程中,HAc蒸汽能为MAI与PbI_2的反应提供一个润湿的环境,有利于MAI和PbI_2的互扩散,促进反应的进行。此外,MAPb I_3会在HAc蒸汽的作用下轻微溶解,然后重结晶,这能有效促进MAPb I_3晶粒在Ti O_2纳米棒阵列中的渗透。另一方面,HAc能提高Ti O_2的亲水性,有利于PbI_2在TiO_2上很好地附着,最后使MAPbI_3与TiO_2的结合质量提高。与常规互扩散法所制备的MAPb I_3相比,HAc溶剂辅助退火方法制备的MAPbI_3光吸收层具有更好的孔隙填充度,这能有效减少电子-空穴对的复合。此外,HAc溶剂辅助退火制备的MAPb I_3具有更好的结晶性。稳态荧光光谱(PL)结果显示,HAc溶剂辅助退火制备的样品在Ti O_2与MAPbI_3之间具有更好的电荷传输,证明HAc溶剂辅助退火能明显改善Ti O_2与MAPbI_3的界面。最后,通过优化HAc溶剂辅助退火时间,在退火45 min时制备出了平均光电转化效率高达12.20%的钙钛矿太阳电池,这比常规互扩散法提高了63.54%。(3)通过CsBr无水甲醇溶液处理钙钛矿光吸收层提高相应钙钛矿太阳电池的光电转化效率和稳定性。在HAc溶剂辅助退火制备MAPb I_3的基础上,利用CsBr的无水甲醇溶液处理MAPbI_3膜。通过这种方法,能够将Cs~+和Br~-同时掺杂进MAPb I_3里,形成Cs_xMA_(1-x)Pb I_(3-y)Br_y。掺杂的Cs~+能提高相应器件的稳定性,而Br~-掺杂有利于提高电池的开路电压。另外,MAPb I_3晶粒会在无水甲醇的作用下先部分分解,然后在CsBr的作用下重结晶,有效促进了钙钛矿晶粒的长大。值得注意的是,这种CsBr处理能有效改善钙钛矿层与空穴传输层的界面。形成的Cs_xMA_(1-x)Pb I_(3-y)Br_y导带位置有所提高,能与MAPbI_3形成type-Ⅱ型异质结,有效阻碍MAPb I_3导带上的电子与空穴传输层最低未占轨道(LUMO)上的空穴复合。SEM结果显示,随着CsBr浓度的增加,钙钛矿的晶粒尺寸逐渐增大。但是其光电性能并未随晶粒尺寸的增加而提高,这主要是因为掺杂的Cs~+和Br~-的量会随着CsBr浓度的增加而增大,导致相应钙钛矿的禁带宽度变大,从而降低光吸收。通过优化CsBr的浓度,在2 mg/ml时制备出了性能最好的钙钛矿太阳电池,其光电转化效率高达16.02%,并且在湿度低于15%、室温、黑暗条件下,经过3500小时以后仍保持在14%左右,具有良好的稳定性。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-05-01）
高悝,叶春,李春华[3]（2017）在《纳米材料用于改性水处理中的有机-无机杂化膜的研究进展》一文中研究指出通过将亲水性的纳米粒子加入有机高分子膜的制备中得到的有机-无机杂化膜结合了无机膜和有机膜的优点,成为膜技术领域的研究热点之一。在制膜过程中引入的纳米粒子主要包括ZrO_2、TiO_2、Al2O3、SiO_2、石墨烯等,主要通过3种不同方法:无机纳米颗粒可直接加入铸膜液、复合纳米粒子改性、纳米粒子前驱体改性制备有机-无机杂化膜。从理论与应用两个角度对有机-无机杂化膜在提高物理和化学稳定性、分离性能,膜亲水性以及抗污染性能等方面进行了阐述,归纳了有机-无机杂化膜在水处理领域的应用效果以及最新研究进展,并针对杂化膜研究提出了一些建议。(本文来源于《应用化工》期刊2017年10期）
柳超,陈国荣,李忠裕,王世成,袁丛辉[4]（2018）在《有机/无机杂化多元素协同阻燃剂的合成及其阻燃改性环氧树脂的研究》一文中研究指出为了提高环氧树脂(EP)的阻燃性能,通过四羟甲基硫酸膦(THPS)与对苯二胺在SiO_2纳米粒子表面反应合成了有机/无机杂化多元素协同阻燃剂SiO_2@聚四(4-氨基苯胺甲基)硫酸膦(SiO_2@TAMPS),并对其结构进行了表征.将SiO_2@TAMPS引入到EP中形成阻燃复合材料,其玻璃化转变温度(Tg)、最大分解温度(Tmax)和残炭率均有明显提升;极限氧指数(LOI)可达30.3%,垂直燃烧等级为V-0级.结果表明,阻燃剂SiO_2@TAMPS增加了残炭的石墨化程度,使炭层在高温下更稳定,并且起到了物理交联点的作用,增强了SiO_2与EP的界面作用,提高了EP的强度和韧性.(本文来源于《厦门大学学报(自然科学版)》期刊2018年02期）
姜鑫宇[5]（2017）在《基于PEDOT:PSS改性的有机/无机杂化太阳电池制备及其光伏特性研究》一文中研究指出伴随着经济的快速发展、科技的日益进步以及人们生活方式的改变,传统的能源结构已经不能满足人类对能源日益增长的亟切需求,发展可再生的洁净能源必将成为人类社会实现可持续发展的必然选择。太阳能电池因其环境友好等特点成为解决能源短缺的一个很好的选择,自上世纪八十年代以来一直是国内外研究的热点。然而,无机太阳能电池制备成本高、工艺复杂,而有机太阳能电池效率低、稳定性差的等缺点限制了它们的进一步发展和普及。有机/无机杂化太阳能电池,尤其是由聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)和单晶n型硅组成的杂化太阳能电池,因其兼具无机太阳能电池高效率和有机太阳能低成本的优势,近几年来得到了海内外研究者的广泛关注。组成有机/无机杂化电池的PEDOT:PSS是由疏水导电的PEDOT和亲水绝缘的PSS通过离子化学键结合而成的导电聚合物,它具有高透明度,高柔韧性、优异的热稳定性以及简单的加工工艺等优点,是最具潜力的电池材料之一。然而,绝缘的PSS会导致PEDOT:PSS薄膜的导电性和稳定性变差,从而使得制备的有机/无机杂化电池的转换效率降低。人们如果通过合适的方法提高PEDOT:PSS薄膜的导电性,改变PEDOT和PSS的排布方式,可以有效地解决器件的电荷收集效率低下的问题,进而提高c-Si/PEDOT:PSS杂化太阳能电池的转换效率,并改善其稳定性。基于以上考虑,本论文尝试采用不同浓度的极性溶剂乙二醇以及导电石墨烯作为掺杂剂,改变PEDOT和PSS的分布方式,改善其载流子收集效率,进而改善器件的光伏特性。具体研究内容和结果如下:1.我们系统地研究了不同浓度的乙二醇(EG)掺杂的PEDOT:PSS薄膜的特性和经过EG修饰的c-Si/PEDOT:PSS杂化太阳能电池的性能。实验结果表明,当EG的浓度为7 wt%时,c-Si/PEDOT:PSS杂化太阳能电池的转换效率为9.35%,短路电流密度JSC为27.28 mAcm-2,开路电压VOC为558 mV和填充因子FF为0.609。相比没有添加EG制备的电池转换效率有显着的提高。通过测试PEDOT:PSS薄膜的Raman光谱和方块电阻发现EG的掺杂导致PEDOT链的重组,使得PEDOT链的电子结构由线圈状的苯型结构重新组合成线性或拓展的醌型结构,优化后的结构更有利于载流子的传输,进而提高了薄膜的导电率。同时发现EG的添加对PEDOT:PSS薄膜的厚度和透过率也有影响。而且,我们将7wt%EG掺杂的PEDOT:PSS旋涂在经过处理的Si表面制备c-Si/PEDOT:PSS杂化太阳能电池,制备的电池具有良好的光伏特性。此外,我们将两个制备的电池串联起来,在标准光照的条件下点亮了一个红色LED小灯泡,显示出cSi/PEDOT:PSS杂化太阳能电池良好的应用前景。2.我们系统地研究了不同含量的还原氧化石墨烯(rGO)和7 wt%的乙二醇(EG)作为共溶剂对PEDOT:PSS薄膜光电性能和制备的c-Si/PEDOT:PSS杂化太阳能电池性能的影响。实验结果结果表明,当2 mg/ml rGO掺杂到PEDOT:PSS薄膜中时,薄膜的电导率提高了35%,制备出的c-Si/PEDOT:PSS杂化太阳能电池的效率高达11.95%,并且器件的短路电流密度JSC为31.94 mAcm-2,开路电压VOC为579 mV和填充因子FF为0.648。Raman光谱、方块电阻和外量子效率数据表明rGO和PEDOT之间的π-π键相互作用不仅为空穴传输层中的电荷提供了额外传输途径,而且抑制了界面处的电子复合,使得器件的载流子迁移率明显提高,进而增加了载流子收集效率。此外,rGO的加入降低了PEDOT:PSS薄膜的局部反射率,从而进一步提高了电池的性能。然而,当过量的rGO添加到PEDOT:PSS薄膜中时,会在PEDOT:PSS薄膜的内部引起多余的缺陷,导致载流子的收集效率降低,从而使得器件的性能降低。(本文来源于《兰州大学》期刊2017-05-01）
况武,康国栋,刘中楠,周美青,刘丹丹[6]（2016）在《有机/无机杂化TiO_2纳米粒子掺杂改性复合正渗透膜活性分离层的研究》一文中研究指出通过自由基聚合在纳米二氧化钛(TiO_2)表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯(PHEMA),得到有机/无机杂化的TiO_2-PHEMA纳米粒子,作为界面聚合制备复合正渗透(FO)膜的有机相添加剂,对活性分离层进行掺杂改性.考察了TiO_2-PHEMA粒子含量对分离层结构与性质以及膜性能的影响.结果显示,当TiO_2-PHEMA添加量为有机相均苯叁甲酰氯溶液的质量分数0.1%时,FO膜的表面水接触角下降到47.7°,均方根表面粗糙度增加到99.5nm,表明TiO_2-PHEMA的加入显着提高了分离层的亲水性以及膜表面粗糙度.在AL-FS(分离层面向原料液)和AL-DS(分离层面向驱动液)两种操作模式下,复合膜的水通量分别从6.8L/(m2·h)和12.2L/(m2·h)增加到23.6L/(m2·h)和39.2L/(m2·h),并保持着较高的NaCl截留率(R>90%).(本文来源于《膜科学与技术》期刊2016年06期）
王霞,时圣闯,陈玉祥,吴艺琛,吉兴星[7]（2016）在《有机-无机杂化硅溶胶改性环氧树脂涂层的制备及性能研究》一文中研究指出采用溶胶-凝胶法制备了有机-无机杂化硅溶胶,将其作为改性剂来制备不同配比的改性环氧树脂涂层。利用红外光谱对合成的有机-无机杂化硅溶胶进行了表征。测试了改性涂层的物理化学性能和在模拟油田采出水中的电化学交流阻抗谱,并对涂层进行SEM和EDS分析。结果表明:红外光谱分析合成的有机-无机杂化硅溶胶得到了所需要的特征基团;当m(杂化硅溶胶)∶m(环氧树脂)=5∶4时,涂层的物理性能最佳,同时涂层的耐酸、耐碱效果也得到增强;EIS分析得到其在模拟油田采出水中的耐腐蚀性能有显着改善;从SEM和EDS分析得到m(杂化硅溶胶)∶m(环氧树脂)=5∶4时,涂层的表面形貌相对最好且没有团聚现象,而当m(杂化硅溶胶)∶m(环氧树脂)=5∶1时,涂层的表面团聚现象较为严重。(本文来源于《材料导报》期刊2016年S2期）
张明星[8]（2016）在《无机—有机杂化材料改性PVDF膜及其防污性能研究》一文中研究指出膜生物反应器(MBR)具有比传统污水处理技术更好的出水水质、更强的微生物截留能力等优点,但是膜污染的发生阻碍了MBR在实际中的广泛应用。大分子有机物以及颗粒物在膜表面的堆积造成膜孔堵塞,从而导致膜污染的发生。值得注意的是亲水性膜能够在膜表面形成一层水层,有效抵挡污染物质在表面的吸附,减缓膜孔堵塞,降低膜污染的发生频率。微生物在膜表面的繁殖生长也会加重膜孔堵塞,膜表面杀菌性能的提升也是膜抗污染改性的重要方向。本研究主要针对膜表面的亲疏水性及抗菌附着能力的改善,利用表面涂敷和表面接枝的方法在膜表面引入无机-有机杂化材料,使用季铵化方法在膜表面接枝功能性官能团,提高膜表面的亲水性和抗菌吸附能力。借助FTIR分析膜表面功能性官能团的接入情况,借助接触角测定仪测定膜表面的亲疏水性,利用过滤通量实验考察改性膜的清水通量和BSA通量,研究改性膜抗蛋白吸附性能,借助SEM观察膜表面大肠杆菌附着情况,研究改性膜抗微生物附着能力,从而验证改性膜的抗污染性能。本文通过有机合成的方法合成了一种带活性叔胺基的四倍体硅氧烷物质(4GTPS-2N),属于无机-有机纳米杂化材料,材料本身带有12个乙氧基,易于水解缩合形成较大网状聚合物(POSS)进而进行膜表面涂敷,也可与膜表面的羟基反应通过表面接枝直接接入到膜表面。材料中的叔胺基基团容易发生季铵化接枝功能性官能团,进而快速实现功能化。本文通过表面涂敷和表面接枝两种方法将得到的无机-有机杂化材料接枝到膜表面。对比结果表明,表面涂敷法能够得到接枝量更大的膜涂层,这也使得季铵化后膜表面会有更多的季铵盐,对大肠细菌的抗性实验效果更好,改性膜的亲水性也更大;但是接枝量的增大导致了膜通量的降低,与表面接枝得到的改性膜相比,表面涂敷得到的膜清水通量小50 L/(m2·h),BSA通量下降更快,膜抗蛋白吸附的效果不如表面接枝得到的膜。对照碘甲烷季铵化及3-溴丙酸季铵化后的改性膜研究表明,碘甲烷季铵化后膜表面接触角相比原膜降低10°左右,而3-溴丙酸季铵化后可降低40°以上,且3-溴丙酸季铵化后的膜的清水通量和BSA通量均比碘甲烷效果好,通量恢复也更理想;对比两种改性膜的大肠杆菌附着实验,碘甲烷季铵化得到的改性膜具有更强的抗菌附着能力。通过以上分析可以看出,表面涂敷法得到的膜接枝量较高,改性后表面功能性官能团更多,抗微生物附着效果更好;而表面接枝法得到的膜在通量实验中有更好的表现,抗蛋白吸附性能更强。碘甲烷季铵化得到的正电性膜杀菌性能较高,而3-溴丙酸季铵化得到的双亲性膜有更好的亲水性和抗蛋白吸附能力。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-06-01）
高巧灵,黄小军[9]（2015）在《有机/无机杂化改性膜的制备及其油水分离性能研究》一文中研究指出近年来,随着含油污水的大量排放和溢油事故的频繁发生,加大对含油废水的分离利用已经成为一项非常急迫和重要的课题。本文设计发展了一种基于表面沉积交联的有机/无机杂化改性聚合物分离膜制备方法,并对其油水乳液分离性能进行了系统的研究。以聚砜PSF中空纤维梯度膜为基底,采用浸泡涂覆的方法,在乳酸LA的催化作用下,通过正硅酸乙酯TEOS/γ-缩水甘油醚氧丙基叁甲氧基硅烷GOPTS混合溶液在膜表面的水解缩聚交联反应制备得到改性膜。分别采用衰减全反射傅立叶红外光谱ATR-FTIR、X射线光电子能谱XPS和场发射扫描电镜FESEM等手段表征改性膜表面的组成与微结构。采用接触角仪测试改性膜的超亲水性和水下超疏油性。对油水乳液进行过滤分离发现,与基膜相比,该有机/无机杂化改性膜临界击穿压强高达0.14MPa,且击穿前的除油率可达99%,渗透水通量也高达500L/(m~2·h)以上,分离性能优异。(本文来源于《2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题J 高性能高分子》期刊2015-10-17）
罗浩[10]（2015）在《有机无机杂化改性酚醛疏水及耐热性能研究》一文中研究指出酚醛树脂基复合材料因其良好的烧蚀性能而广泛应用于热防护领域,传统碳/酚醛复合材料密度和热导率较大,不适用于高焓值的长时间再入环境,而采用酚醛气凝胶作为基体的新型碳/酚醛复合材料能够有效降低材料的密度和热导率,具有更为广阔的应用前景。但是,传统的酚醛气凝胶存在残炭率较低且易吸潮的不足,限制了其在热防护材料中的应用。针对以上问题,本文提出了采用有机无机杂化改性的方法向酚醛气凝胶中引入二氧化硅无机相,设计且成功制备了硅杂化改性的酚醛气凝胶(简称硅酚醛气凝胶)及其复合材料,并对其微观结构、热稳定性能、润湿性、压缩性能及热导率等进行了研究。本文以间苯二酚、糠醛、六亚甲基四胺、叁氨丙基叁乙氧基硅烷、甲基叁甲氧基硅烷为原料,采用溶胶-凝胶法制备了硅杂化改性的酚醛气凝胶。结果表明,硅烷水解生成的二氧化硅叁维网络结构与酚醛大分子链间能够形成化学连接,得到叁维互穿网络结构。酚醛颗粒依附于优先生成的二氧化硅网络结构表面长大,形成狭缝孔或楔形孔,孔径分布较为广泛,以孔径30nm中孔为主,同时还存在一定量的微孔及大孔。相较于六亚甲基四胺和酚/醛用量比,硅烷的含量对酚醛气凝胶性能影响较大,随着硅烷与间苯二酚物质的量比值由0增大到0.6,气凝胶中颗粒粒径由200nm左右至降低到将近50nm,相同质量的气凝胶中纳米孔数量逐渐增加,且中孔所占比例增加,在氮气气氛下1000℃的残炭率由46.84%提高到了61.52%。采用上述方法制备的硅酚醛气凝胶与水的静态接触角达到80°,而经过接枝叁甲基乙氧基硅烷疏水处理后,其与水的静态接触角提高到135°。与未接枝的硅酚醛气凝胶相比在氮气气氛下1000℃的残炭率提高了3.86%,起始热分解温度提高了18.5℃。采用低密度、低热导率的短切碳纤维骨架为增强相,制备了轻质碳/酚醛复合材料。硅酚醛气凝胶均匀分布于短切碳纤维骨架中,气凝胶与纤维的界面结合较好,能够均匀包裹在碳纤维表面。经过疏水处理的复合材料的静态接触角达到132°,能够满足疏水要求。随酚醛气凝胶中叁氨丙基叁乙氧基硅烷、甲基叁甲氧基硅烷含量的增加,复合材料在厚度方向上的杨氏模量和屈服强度分别由18.8MPa和0.63MPa提高到了22.1MPa和1.08MPa。采用Hot disk方法测得各组分材料沿着不同方向的热导率均在0.1 W/m-1K-1左右,证明此轻质碳/酚醛复合材料具有优良的隔热性能。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2015-06-01）
有机无机杂化改性论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
有机-无机杂化钙钛矿太阳电池是一种以有机-无机杂化钙钛矿材料作为光吸收层的新型太阳电池,从钙钛矿太阳电池的崛起发展到今天,其光电转化效率已超过22%。作为钙钛矿太阳电池的光吸收层,有机-无机杂化钙钛矿材料由于其载流子迁移率高、载流子扩散长度能达到微米级、光吸收范围可调节、吸收系数大、缺陷容忍度高、双极性电荷传输和复合速率低等特性而成为半导体材料中的一颗新星。影响钙钛矿太阳电池性能的因素有很多,例如钙钛矿膜层的晶粒尺寸、钙钛矿膜层的覆盖率、钙钛矿材料的成分、界面情况等。本文以二氧化钛(TiO_2)纳米棒阵列为基底,主要从钙钛矿光吸收层的成膜质量、界面情况以及钙钛矿成分方面对钙钛矿太阳电池的性能影响进行了研究。首先利用互扩散法制备了四方相的有机-无机杂化钙钛矿CH_3NH_3PbI_3(MAPb I_3)光吸收层,然后在此基础上利用冰醋酸(HAc)溶剂辅助退火对MAPb I_3膜进行了优化,提高了其光电性能。最后,在HAc溶剂辅助退火的基础上,利用溴化铯(CsBr)无水甲醇溶液处理MAPbI_3膜,使得相应钙钛矿太阳电池的光电转化效率和稳定性有了进一步提高。该论文的主要内容如下:(1)利用互扩散法制备钙钛矿光吸收层。将碘化铅(PbI_2)和甲基碘化胺(CH_3NH_3I,MAI)依次旋涂在TiO_2纳米棒基底上,以制备MAPb I_3膜。对所制备MAPb I_3的晶体结构、形貌以及相应器件的光电性能及输出稳定性进行了表征。通过调节MAI的浓度,制备出了不同的MAPbI_3光吸收层。当MAI浓度为30 mg/ml时,MAPbI_3的孔隙填充度和覆盖率均较好,所制备出的MAPb I_3几乎不含Pb I_2,所对应的器件表现出了良好的光电性能,光电转化效率达7.38%,短路电流密度为17.24 mA/cm~2,开路电压为0.79 V,填充因子为0.54。(2)通过HAc溶剂辅助退火优化钙钛矿光吸收层进一步提高相应器件的光电转化效率。在互扩散法制备MAPbI_3膜的基础上,首次在制备MAPbI_3的退火过程中引入HAc溶剂,并对所制备的MAPb I_3光吸收层和相应器件的光伏性能进行了表征。在HAc溶剂辅助退火过程中,HAc蒸汽能为MAI与PbI_2的反应提供一个润湿的环境,有利于MAI和PbI_2的互扩散,促进反应的进行。此外,MAPb I_3会在HAc蒸汽的作用下轻微溶解,然后重结晶,这能有效促进MAPb I_3晶粒在Ti O_2纳米棒阵列中的渗透。另一方面,HAc能提高Ti O_2的亲水性,有利于PbI_2在TiO_2上很好地附着,最后使MAPbI_3与TiO_2的结合质量提高。与常规互扩散法所制备的MAPb I_3相比,HAc溶剂辅助退火方法制备的MAPbI_3光吸收层具有更好的孔隙填充度,这能有效减少电子-空穴对的复合。此外,HAc溶剂辅助退火制备的MAPb I_3具有更好的结晶性。稳态荧光光谱(PL)结果显示,HAc溶剂辅助退火制备的样品在Ti O_2与MAPbI_3之间具有更好的电荷传输,证明HAc溶剂辅助退火能明显改善Ti O_2与MAPbI_3的界面。最后,通过优化HAc溶剂辅助退火时间,在退火45 min时制备出了平均光电转化效率高达12.20%的钙钛矿太阳电池,这比常规互扩散法提高了63.54%。(3)通过CsBr无水甲醇溶液处理钙钛矿光吸收层提高相应钙钛矿太阳电池的光电转化效率和稳定性。在HAc溶剂辅助退火制备MAPb I_3的基础上,利用CsBr的无水甲醇溶液处理MAPbI_3膜。通过这种方法,能够将Cs~+和Br~-同时掺杂进MAPb I_3里,形成Cs_xMA_(1-x)Pb I_(3-y)Br_y。掺杂的Cs~+能提高相应器件的稳定性,而Br~-掺杂有利于提高电池的开路电压。另外,MAPb I_3晶粒会在无水甲醇的作用下先部分分解,然后在CsBr的作用下重结晶,有效促进了钙钛矿晶粒的长大。值得注意的是,这种CsBr处理能有效改善钙钛矿层与空穴传输层的界面。形成的Cs_xMA_(1-x)Pb I_(3-y)Br_y导带位置有所提高,能与MAPbI_3形成type-Ⅱ型异质结,有效阻碍MAPb I_3导带上的电子与空穴传输层最低未占轨道(LUMO)上的空穴复合。SEM结果显示,随着CsBr浓度的增加,钙钛矿的晶粒尺寸逐渐增大。但是其光电性能并未随晶粒尺寸的增加而提高,这主要是因为掺杂的Cs~+和Br~-的量会随着CsBr浓度的增加而增大,导致相应钙钛矿的禁带宽度变大,从而降低光吸收。通过优化CsBr的浓度,在2 mg/ml时制备出了性能最好的钙钛矿太阳电池,其光电转化效率高达16.02%,并且在湿度低于15%、室温、黑暗条件下,经过3500小时以后仍保持在14%左右,具有良好的稳定性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
有机无机杂化改性论文参考文献
[1].邵峰.有机—无机杂化钙钛矿电池制备和材料的改性研究[D].中国科学技术大学.2018
[2].刘莉.有机—无机杂化钙钛矿太阳电池的制备与改性[D].吉林大学.2018
[3].高悝,叶春,李春华.纳米材料用于改性水处理中的有机-无机杂化膜的研究进展[J].应用化工.2017
[4].柳超,陈国荣,李忠裕,王世成,袁丛辉.有机/无机杂化多元素协同阻燃剂的合成及其阻燃改性环氧树脂的研究[J].厦门大学学报(自然科学版).2018
[5].姜鑫宇.基于PEDOT:PSS改性的有机/无机杂化太阳电池制备及其光伏特性研究[D].兰州大学.2017
[6].况武,康国栋,刘中楠,周美青,刘丹丹.有机/无机杂化TiO_2纳米粒子掺杂改性复合正渗透膜活性分离层的研究[J].膜科学与技术.2016
[7].王霞,时圣闯,陈玉祥,吴艺琛,吉兴星.有机-无机杂化硅溶胶改性环氧树脂涂层的制备及性能研究[J].材料导报.2016
[8].张明星.无机—有机杂化材料改性PVDF膜及其防污性能研究[D].哈尔滨工业大学.2016
[9].高巧灵,黄小军.有机/无机杂化改性膜的制备及其油水分离性能研究[C].2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题J高性能高分子.2015
[10].罗浩.有机无机杂化改性酚醛疏水及耐热性能研究[D].哈尔滨工业大学.2015