导读:本文包含了异质结复合体系论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:TiO_2纳米棒阵列,两步水热,纳米异质结,光电化学性能
异质结复合体系论文文献综述
王壮[1]（2018）在《一维TiO_2基纳米异质结复合体系的制备及其光电化学性能研究》一文中研究指出近年来,能源危机和环境污染已经成为全球性问题,人们对可再生能源的发展及应用寄予厚望。设计和利用半导体器件将清洁的太阳能转化为电能、氢能等成为解决能源和环境问题的突破口。二氧化钛(TiO2)作为一种宽禁带半导体,具有廉价无毒、化学性质稳定、光催化活性高等优点,在能源、环境及生物领域有广泛的应用。而具有一维结构的TiO2纳米棒阵列,相比传统的TiO2纳米颗粒,在比表面积、电子传输、回收再利用等方面优势凸显,受到了广泛关注。在一维TiO2纳米棒的基础上构建纳米异质结构,一方面可以显着增强TiO2对太阳光的吸收,另一方面可以加速电子的传输效率,从而提高TiO2的光电化学性能。本文中利用传统的水热法,在氟掺杂氧化锡(FTO)导电衬底上生长了高度有序的TiO2纳米棒阵列,并通过第二次水热过程,在TiO2纳米棒的表面构建纳米异质结构,研究并探讨纳米异质结的形成对TiO2光电化学(PEC)性能的影响。具体研究内容如下:通过两步水热法,在FTO衬底上生长分形结构的TiO2纳米树异质结。TiO2纳米树是枝干结构,主干为金红石相TiO2纳米棒,主干上的分支为锐钛矿相TiO2纳米薄片。利用简单的连续离子层吸附反应(SILAR)分别在TiO2纳米棒和TiO2纳米树的表面沉积CdS/ZnS量子点(CdS/ZnSQDs),利于比较它们不同结构对PEC性能的影响。样品的形貌、结构、光学特性及光电化学性能得到了详细的表征及研究。结果表明,在敏化Cd/ZnSQDs后,TiO2纳米树光阳极相比于TiO2纳米棒光阳板表现出了更优异的PEC性能。其中,敏化后的TiO2纳米树光阳极的光电流密度为0.29 mA/cm2,几乎是敏化后的TiO2纳米棒的2倍(0.15 mA/cm2)。在线性扫描伏安(LSV)的测试中,敏化后的TiO2纳米树光阳极在偏压1 V时的光电流密度1.5 mA/cm2,是敏化后的TiO2纳米棒的1.5倍(1.0 mA/cm2)。分形结构的Ti02纳米树相比于TiO2纳米棒具有更大的比表面积,一方面增强了对光的吸收,另一方面可负载更多的量子点。并且TiO2纳米树的枝干交界处形成了金红石/锐钛矿的异质结,有利于电荷的有效分离和传输。因此,分形TiO2纳米树异质结构在高效率的光电能源装置的应用方面具有很大的潜力。通过两步水热法,在FTO衬底上生长了 MoS2纳米薄片敏化的TiO2纳米棒阵列。通过改变MoS2单源前驱体的浓度,制备出了不同MoS2含量的MoS2/TiO2样品。随着浓度的增加,MoS2的形貌表现出由纳米薄片(MNP)到纳米球(MNS)的转变。MNP的负载大大增加了 TiO2纳米棒的比表面积,其固有窄带隙,将TiO2纳米棒对太阳光的吸收范围拓宽至可见光区域,且MNP边缘具有很多缺陷,有利于光催化反应的进行。结果表明,最优的MoS2/TiO2电极展示出了最高的光电流密度(0.293mA/cm2)以及最大的的光催化降解罗丹明B(RhB)速率常数(9.21×10-3/min),分别是普通TiO2电极的9和2.4倍。说明,MoS2与TiO2的接触界面和异质结可以加速电荷转移,抑制电子-空穴对(e--h+)的复合,从而提高了光电化学和光催化性能。因此,MoS2/Ti02异质结构在光分解水和太阳能电池方面具有潜在的应用。(本文来源于《安徽大学》期刊2018-02-01）
邵珠峰[2]（2015）在《TiO_2基异质结纳米复合体系光—电特性实验研究》一文中研究指出二氧化钛(TiO2)半导体功能材料,由于其低成本、无毒性、高表面活性和高稳定性等优点,被广泛应用于光催化、太阳能电池、电致变色效应器件,湿度传感器件、抗菌器件和自旋电子学器件等领域。但由于其禁带宽度为3.2 e V,导致其仅能直接吸收小于388 nm波长的太阳光,不能有效吸收可见光,从而限制了TiO2在实际光催化和光电转换中的应用。TiO2基半导体异质结纳米复合体系结合了纳米材料和半导体异质结的优点,并广泛应用于许多领域。在环境污染治理等应用领域,TiO2异质结纳米复合体系得到广泛研究,这是因为它能够克服TiO2块体材料由于光生载流子的快速复合所导致的低量子效率这一不利因素;同时,不同禁带宽度半导体与TiO2的复合异质结,能够充分拓展TiO2半导体的太阳光谱可见光吸收范围。因此,TiO2基纳米异质结的研究在绿色能源制取、分解污水和环境保护以及光诱导杀菌等应用领域具有极大的潜在价值。本课题选择金纳米粒子修饰的TiO2纳米管阵列薄膜所构成的Au/TiO2纳米异质结和多孔硅/TiO2纳米异质结,利用稳态和纳秒时间分辨瞬态荧光光谱技术,研究紫外光、可见光激发条件下,TiO2基复合异质结光生载流子分离与复合过程的竞争机制;同时分析了金纳米粒子和多孔硅对TiO2半导体光催化活性的影响及其机理。以上问题的研究和解决,对于理解光-电-化学过程中TiO2异质结纳米复合体系表(界)面电荷转移的动力学行为具有相当的意义,并且可以促进这一体系在光电、光伏和光化学等领域的诸多应用。首先,为了使金纳米粒子激发的表面等离激元共振效应与TiO2可见光吸收能级匹配,我们利用真空磁控溅射和高温退火方法,成功制备了粒径统一,分布离散均匀的金纳米粒子;并通过调节溅射过程中金膜沉积时间,控制金纳米粒子的粒径大小,达到了在可见光谱范围内调节表面等离激元共振峰位置的目的。其次,通过阳极氧化方法制备得到有序排列的TiO2纳米管阵列薄膜(TNA)。通过磁控溅射和高温退火的方法,金纳米粒子薄膜被修饰到TiO2纳米管阵列薄膜的表面,形成Au/TiO2纳米异质结。采用266 nm紫外光激发金纳米粒子修饰前后的TiO2纳米管薄膜样品,通过对比发现,金纳米粒子修饰过的TiO2纳米管薄膜的光催化活性得到显着增强,并通过稳态光致发光光谱得到证实。经过更进一步的研究,发现266 nm紫外光激发纳秒时间分辨瞬态光致发光光谱的明显蓝移。根据上述实验现象,我们提出Au/TiO2纳米异质结光生载流子表面光催化和复合过程的电荷转移竞争关系;并通过紫外光照射Au/TiO2纳米异质结降解甲基橙溶液,验证上述理论解释的合理性。再次,通过稳态和纳秒时间分辨瞬态光致发光谱、X射线光电能谱和拉曼光谱,验证了Au/TiO2纳米异质结中氧空位缺陷态的存在。紫外-可见光(UV-vis)吸收谱表明Au/TiO2纳米异质结光吸收从紫外区域扩展到可见光区域。利用400 nm光激发纳秒时间分辨瞬态光致发光光谱,可以清晰观测到不同金纳米粒子溅射时间修饰TiO2纳米管阵列薄膜的Ti3+价态发光谱强度的变化。上述实验现象充分说明:金纳米粒子可以有效调控TiO2纳米管薄膜氧空位缺陷态浓度以及电荷态。通过可见光照射Au/TiO2纳米异质结降解甲基橙溶液方法,验证了Au/TiO2纳米异质结的可见光区光-电-化学活性;其中,可见光激发金纳米粒子表面等离激元共振效应,可以使得金纳米粒子中的热电子传递到TiO2导带,这对Au/TiO2异质结复合体系的可见光光降解起到了关键作用。通过上述的工作,我们找到了一种能够简单有效合成缺陷态基光催化剂的方法。最后,通过电化学腐蚀方法制备得到硅孔有序排列的多孔硅阵列薄膜。通过磁控溅射和阳极氧化方法,所制备的TiO2纳米粒子被修饰到多孔硅阵列薄膜的表面,构成多孔硅/TiO2纳米异质结。采用266 nm和400 nm激发光分别探测多孔硅/TiO2纳米异质结纳秒时间分辨瞬态光致发光光谱,均发现了明显的蓝移现象;同时,X射线光电能谱验证了多孔硅/TiO2纳米异质结中Si3+和Ti3+价态的存在。基于上述实验现象,我们建立了266 nm和400 nm激发多孔硅/TiO2纳米异质结光生载流子分离与复合过程中竞争机制,这对新型高效异质结光催化剂的合成具有重要指导意义。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2015-03-01）
张亚彬[3]（2014）在《CuO-ZnO复合体系异质结材料制备及其气敏性能》一文中研究指出ZnO是具有3.37ev禁带宽度的n型半导体氧化物，而CuO是具有1.2ev禁带宽度的p型半导体氧化物材料，由于它们均具有稳定的物理化学性能且成本低等优点而被广泛应用。但利用单一的半导体氧化物作为气敏传感材料存在一些不足之处，比如灵敏度较低、选择性不够高等等，所以通过对不同氧化物进行复合，充分发挥各自所长，以提高其气敏性能就是一个很有意义的课题。本研究利用两步反应法，首先采用简单的水浴法以CTAB作为表面活性剂制备出ZnO纳米棒，再利用共沉淀法将制备的CuO直接附着在ZnO纳米棒上，得到了花状p-CuO/n-ZnO异质结纳米棒。利用所得到的CuO/ZnO纳米棒制备气敏传感器件，在300oC对不同浓度乙醇气体进行了气敏性能测试。结果表明，用该材料制备的气敏元件对乙醇气体表现出良好的气敏性能，对100ppm的乙醇灵敏度达到了98.8，是ZnO的2.5倍，响应和恢复时间分别为7s和9s。而且该材料对于低浓度的乙醇也具有良好的气敏性能，对于低至1ppm浓度的乙醇灵敏度仍可以达到9.68。这种优良的气敏性能主要是得益于在p-CuO纳米颗粒与n-ZnO纳米棒之间形成的p-n结，由于该p-n结的形成在CuO/ZnO界面形成了一个比较厚的耗尽层，在还原性气体出现时会产生明显的耗尽层厚度变化，从而导致电阻的明显变化。通过水热法制备出CuO片层微球。微球的平均直径大小在3-4μm之间，随着反应时间的增加，片层的厚度变薄。当反应时间为9h时，片层的厚度为27nm。气敏测试结果表明在最佳工作温度260oC下，该样品对10ppm和500ppm的乙醇气体灵敏度分别为4.5和20.8，并且响应时间和恢复时间都在20s以内，对乙醇气体也具有良好的选择性。为进一步研究异质结对材料气敏性能的影响，本研究还探索了通过水热法制备ZnO/CuO微球。当反应时间为30min时，样品的形貌主要是大小在3μm左右的CuO微球。随着反应时间的增加，ZnO纳米棒开始在CuO微球表面生长，当时间为9h时，ZnO纳米棒基本上把CuO微球结构包裹起来。ZnO/CuO微球元件对乙醇的最佳工作温度为300oC，气敏性能受反应时间影响，当制备样品的反应时间为9h时，所的样品制备的气敏元件表现出最佳气敏性能。对10ppm乙醇的灵敏度可达6.2，而对于400ppm乙醇的灵敏度为32，对应的响应时间仅为10s，恢复时间13s。(本文来源于《天津理工大学》期刊2014-01-01）
高兴森,秦明辉,刘俊明[4]（2011）在《Pb(Zr,Ti)O3//CoFe2O4纳米点多铁复合体系及Co/Pb(g1/3Nb2/3)3-PbTiO3异质结中磁、电特性及磁电耦合的研究》一文中研究指出本工作利用脉冲激光沉淀(PLD)和多孔氧化铝模板(AAO)相结合的方法,成功地制备出高质量外延铁磁材料CoFe2O4(CFO)及铁电材料Pb(Zr,Ti)O3(PZT)的周期性纳米点阵[1,2],并进一步提出了可人工调制成份结构的纳米多铁复合材料CFO/PZT的新方法。利(本文来源于《2011中国材料研讨会论文摘要集》期刊2011-05-17）
朱丽红[5]（2007）在《氧化锌/硅纳米孔柱阵列异质结构复合体系的制备及光学特性研究》一文中研究指出硅基ZnO复合材料是当今半导体光电材料领域的研究热点之一。本文利用真空蒸镀及Zn膜氧化法，在硅纳米孔柱阵列衬底上生长ZnO，得到两类具有不同结构特征、大面积均匀的ZnO／Si-NPA异质结构体系，并对其积分光吸收、光致发光特性等进行了系统的对比研究。主要研究内容如下：1．ZnO／Si-NPA异质结构复合体系的制备及结构表征采用水热法制备出具有微纳叁重结构的硅纳米孔柱阵列，以其为衬底，利用真空蒸镀技术生长金属Zn膜，并控制其生长厚度。继而在高温条件下纯氧气氛中进行氧化退火，得到了两种具有不同结构特征的ZnO／Si-NPA异质结构复合体系：(1)当Zn膜沉积量较少(～50nm)时，ZnO较集中地生长在衬底硅柱顶端；(2)当增加Zn膜厚度到～70nm时，ZnO以类似于“幕布”式的连续薄膜覆盖在衬底表面。2．ZnO／Si-NPA异质结构复合体系光学特性的研究通过对ZnO／Si-NPA复合体系光学特性的研究，发现样品具有蓝光、蓝绿光、绿光、黄光、紫外光多种发射光。且两种不同结构的ZnO／Si-NPA复合体系，其发光特性大不相同。柱顶选择性生长的ZnO／Si-NPA结构，其光学特性表现出衬底与ZnO二者共同作用的结果。而“幕布”式生长的ZnO／Si-NPA结构的光学特性只表现出ZnO的光学特性，衬底Si-NPA的光学特性被完全抑制。3．退火温度对ZnO／Si-NPA复合体系光学特性的影响通过分析不同退火温度对“幕布”式结构的ZnO／Si-NPA复合体系光学特性的影响，深入研究了该结构特征的复合体系发光机理。结果发现，低温退火后的样品其光学特性为衬底Si-NPA的特征表现。600度退火的样品的发光性能出现过渡趋势，表现出衬底与ZnO共同作用的结果，当进一步升高退火温度达到700度、800度时，样品的光学特性中衬底的影响被消除，只有ZnO的光学特征。因此通过对样品制备条件的抑制，即可在一定程度上实现对ZnO／Si-NPA发光特性的有效调控，从而获得具有特定发光特性的光电材料。(本文来源于《郑州大学》期刊2007-05-01）
楚连璧[6]（2000）在《“YN”甘蔗育种体系研究——应用“异质复合分离理论”获云南割手密F1高糖性状超优新种质》一文中研究指出用传统种质与云南野生种质远缘杂交 ,以“异质复合分离理论”假说、3交技术模式、 5级选育程序 ,就 5个内容对传统的 POJ、Co、ROC体系进行创新研究。一是将种质基础从 ROC体系的 1属 4种 11个原种品系扩大到 3属 6种 2 4个原种品系 ,其中栽培原种品系与野生原种品系数的比例从 8∶ 3调整为 12∶ 12 ,实现种质遗传平衡 ;二是将育成品种内栽培原种与野生原种的染色体比例从 7∶ 1- 9∶ 1调整为 2∶ 1- 3∶ 1,实现细胞遗传平衡 ;叁是用杂交复合法将传统种质的糖分及产量性状、野生种质的抗性及适应性状分别形成“性状复合遗传力”,产生杂合体杂种优势 ;四是用自交分离法将杂合体杂种优势中的优良性状连锁遗传及目的性状超亲变异分离出来 ;五是用回交重组法将分离出来的高产高糖与抗性及适应性性状基因优化重组 ,在分子水平上产生性状兼优的杂种优势。 2 0 0 1年起将陆续提供云南 YN系列杂交花穗(本文来源于《甘蔗》期刊2000年04期）
异质结复合体系论文开题报告
（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：
二氧化钛(TiO2)半导体功能材料,由于其低成本、无毒性、高表面活性和高稳定性等优点,被广泛应用于光催化、太阳能电池、电致变色效应器件,湿度传感器件、抗菌器件和自旋电子学器件等领域。但由于其禁带宽度为3.2 e V,导致其仅能直接吸收小于388 nm波长的太阳光,不能有效吸收可见光,从而限制了TiO2在实际光催化和光电转换中的应用。TiO2基半导体异质结纳米复合体系结合了纳米材料和半导体异质结的优点,并广泛应用于许多领域。在环境污染治理等应用领域,TiO2异质结纳米复合体系得到广泛研究,这是因为它能够克服TiO2块体材料由于光生载流子的快速复合所导致的低量子效率这一不利因素;同时,不同禁带宽度半导体与TiO2的复合异质结,能够充分拓展TiO2半导体的太阳光谱可见光吸收范围。因此,TiO2基纳米异质结的研究在绿色能源制取、分解污水和环境保护以及光诱导杀菌等应用领域具有极大的潜在价值。本课题选择金纳米粒子修饰的TiO2纳米管阵列薄膜所构成的Au/TiO2纳米异质结和多孔硅/TiO2纳米异质结,利用稳态和纳秒时间分辨瞬态荧光光谱技术,研究紫外光、可见光激发条件下,TiO2基复合异质结光生载流子分离与复合过程的竞争机制;同时分析了金纳米粒子和多孔硅对TiO2半导体光催化活性的影响及其机理。以上问题的研究和解决,对于理解光-电-化学过程中TiO2异质结纳米复合体系表(界)面电荷转移的动力学行为具有相当的意义,并且可以促进这一体系在光电、光伏和光化学等领域的诸多应用。首先,为了使金纳米粒子激发的表面等离激元共振效应与TiO2可见光吸收能级匹配,我们利用真空磁控溅射和高温退火方法,成功制备了粒径统一,分布离散均匀的金纳米粒子;并通过调节溅射过程中金膜沉积时间,控制金纳米粒子的粒径大小,达到了在可见光谱范围内调节表面等离激元共振峰位置的目的。其次,通过阳极氧化方法制备得到有序排列的TiO2纳米管阵列薄膜(TNA)。通过磁控溅射和高温退火的方法,金纳米粒子薄膜被修饰到TiO2纳米管阵列薄膜的表面,形成Au/TiO2纳米异质结。采用266 nm紫外光激发金纳米粒子修饰前后的TiO2纳米管薄膜样品,通过对比发现,金纳米粒子修饰过的TiO2纳米管薄膜的光催化活性得到显着增强,并通过稳态光致发光光谱得到证实。经过更进一步的研究,发现266 nm紫外光激发纳秒时间分辨瞬态光致发光光谱的明显蓝移。根据上述实验现象,我们提出Au/TiO2纳米异质结光生载流子表面光催化和复合过程的电荷转移竞争关系;并通过紫外光照射Au/TiO2纳米异质结降解甲基橙溶液,验证上述理论解释的合理性。再次,通过稳态和纳秒时间分辨瞬态光致发光谱、X射线光电能谱和拉曼光谱,验证了Au/TiO2纳米异质结中氧空位缺陷态的存在。紫外-可见光(UV-vis)吸收谱表明Au/TiO2纳米异质结光吸收从紫外区域扩展到可见光区域。利用400 nm光激发纳秒时间分辨瞬态光致发光光谱,可以清晰观测到不同金纳米粒子溅射时间修饰TiO2纳米管阵列薄膜的Ti3+价态发光谱强度的变化。上述实验现象充分说明:金纳米粒子可以有效调控TiO2纳米管薄膜氧空位缺陷态浓度以及电荷态。通过可见光照射Au/TiO2纳米异质结降解甲基橙溶液方法,验证了Au/TiO2纳米异质结的可见光区光-电-化学活性;其中,可见光激发金纳米粒子表面等离激元共振效应,可以使得金纳米粒子中的热电子传递到TiO2导带,这对Au/TiO2异质结复合体系的可见光光降解起到了关键作用。通过上述的工作,我们找到了一种能够简单有效合成缺陷态基光催化剂的方法。最后,通过电化学腐蚀方法制备得到硅孔有序排列的多孔硅阵列薄膜。通过磁控溅射和阳极氧化方法,所制备的TiO2纳米粒子被修饰到多孔硅阵列薄膜的表面,构成多孔硅/TiO2纳米异质结。采用266 nm和400 nm激发光分别探测多孔硅/TiO2纳米异质结纳秒时间分辨瞬态光致发光光谱,均发现了明显的蓝移现象;同时,X射线光电能谱验证了多孔硅/TiO2纳米异质结中Si3+和Ti3+价态的存在。基于上述实验现象,我们建立了266 nm和400 nm激发多孔硅/TiO2纳米异质结光生载流子分离与复合过程中竞争机制,这对新型高效异质结光催化剂的合成具有重要指导意义。
（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。
异质结复合体系论文参考文献
[1].王壮.一维TiO_2基纳米异质结复合体系的制备及其光电化学性能研究[D].安徽大学.2018
[2].邵珠峰.TiO_2基异质结纳米复合体系光—电特性实验研究[D].哈尔滨工业大学.2015
[3].张亚彬.CuO-ZnO复合体系异质结材料制备及其气敏性能[D].天津理工大学.2014
[4].高兴森,秦明辉,刘俊明.Pb(Zr,Ti)O3//CoFe2O4纳米点多铁复合体系及Co/Pb(g1/3Nb2/3)3-PbTiO3异质结中磁、电特性及磁电耦合的研究[C].2011中国材料研讨会论文摘要集.2011
[5].朱丽红.氧化锌/硅纳米孔柱阵列异质结构复合体系的制备及光学特性研究[D].郑州大学.2007
[6].楚连璧.“YN”甘蔗育种体系研究——应用“异质复合分离理论”获云南割手密F1高糖性状超优新种质[J].甘蔗.2000
标签：TiO_2纳米棒阵列; 两步水热; 纳米异质结; 光电化学性能;