摘要：本论文首先采取无皂乳液聚合策略制备出不同粒径的单分散聚苯乙烯(PS)微球。然后采取自组装策略制备出PS胶体晶体模板，其中组装810nmPS胶体晶体模板的最佳工艺条件为：PS乳液与水的体积比为1:1，提拉速度40mm/s，浸渍时间5min。采取溶胶-凝胶法，以PS为模板剂制备掺镧摩尔百分比为0.5%的二氧化钛前驱体溶胶，通过浸渍-提拉法和实验条件的优化，制备出具备有序大孔结构的掺镧纳米晶TiO_2薄膜。结果确定出制备大孔薄膜的最佳工艺条件为：掺镧摩尔百分比为0.5%的二氧化钛前驱体溶胶中钛酸丁酯与去离子水的摩尔比为1：1.5、镀膜层数为一层、样品在马弗炉中以2oC/min的升温速率加热，升温到500oC，保温3.5h，随炉自然冷却至室温，再以同样速率，升温到500oC，保温2h。利用扫描电子显微镜(SEM)对掺镧与未掺镧样品的微结构特性进行一系列比较浅析。结果证实，制备的TiO_2薄膜为大孔有序结构，镧掺杂使得薄膜的有序度增加，并对大孔结构的骨架起到稳固作用；X射线衍射(XRD)结果表明，掺镧和未掺镧TiO_2样品的晶粒尺寸分别为12.3nm和19.8nm，即掺镧后样品的晶粒尺寸显著降低；另外，通过样品的差热-失重(DSC-TG)结果探讨了前驱物在热处理历程中的相变情况。结合表面光电压谱(SPS)，场诱导表面光电压谱(EFISPS)，激光拉曼光谱(Raman)，以及紫外-可见(UV-VIS)吸收光谱等检测技术，浅析样品光激发和场诱导的电荷转移跃迁行为，晶格振动方式，及表面电子结构。结果证实，与未掺镧样品相比，掺镧后的大孔有序纳米晶TiO_2具有较宽的紫外光吸收光谱，较强的表面光伏响应。关键词：镧掺杂论文有序大孔薄膜论文纳米晶TiO_2论文PS模板剂论文表面光电压论文
本论文由www.808so.com摘要5-6
Abstract6-11
第1章 绪论11-19
1.1 探讨背景11
1.2 有序的大孔材料11-13
1.2.1 有序大孔材料的合成12-13
1.2.2 有序大孔材料的运用13
1.3 纳米晶 TiO_2材料概述13-15
1.3.1 纳米二氧化钛的晶体结构13
1.3.2 纳米晶二氧化钛的能带结构13-14
1.3.3 纳米晶 TiO_2光电特性14-15
1.4 多孔 TiO_2薄膜的合成策略15-16
1.4.1 液相法15
1.4.2 物理气相法15
1.4.3 化学气相法15-16
1.4.4 电化学法16
1.5 纳米 TiO_2的改性16-18
1.5.1 掺杂金属离子16-17
1.5.2 非金属离子的掺杂17
1.5.3 半导体的复合17
1.5.4 表面光敏化17-18
1.6 选题作用与探讨内容18-19
第2章 实验的原理及设备19-25
2.1 多功能作用光谱仪的介绍19-21
2.1.1 多功能作用光谱仪的组成19-20
2.1.2 表面光电压谱的测定20-21
2.2 表面光电压的论述21-23
2.2.1 产生表面光伏效应的原理21-23
2.2.2 表面光电压检测原理23
2.2.3 场效应原理23
2.3 红外光谱仪23-24
2.4 紫外可见吸收谱24-25
第3章 单分散 PS 球的合成和胶晶的组装25-37
3.1 实验部分25-28
3.1.1 实验原料和设备25-26
3.1.2 聚苯乙烯乳液的合成26-27
3.1.3 PS 模板的组装27-28
3.2 测试与表征28
3.3 结果浅析28-36
3.3.1 PS 球的红外光谱讨论28-29
3.3.2 PS 模板的形貌及分散性讨论29-30
3.3.3 实验的最佳案例确定30-33
3.3.4 溶液的体积分数对 PS 模板形貌的影响33-34
3.3.5 不同粒径的 PS 合成34-35
3.3.6 PS 的差热-失重浅析35-36
3.4 本章小结36-37
第4章 镧掺杂对有序大孔 TiO_2薄膜光电特性的影响37-55
4.1 实验部分37-40
4.1.1 实验原料及设备37-38
4.1.2 实验流程38-39
4.1.3 实验案例设计39-40
4.2 测试与表征40
4.3 掺镧与未掺镧样品的表征40-45
4.3.1 镧掺杂对有序大孔 TiO_2微观形貌的影响40-41
4.3.2 镧掺杂对纳米晶 TiO_2晶体类型的影响41
4.3.3 镧掺杂对纳米晶 TiO_2拉曼光谱的影响41-43
4.3.4 镧掺杂对有序大孔 TiO_2薄膜 UV-VIS 特性的影响43
4.3.5 镧掺杂对纳米晶二氧化钛表面光伏特性的影响43-45
4.4 不同孔径有序大孔 TiO_2薄膜的形貌浅析45-47
4.5 最佳有序大孔薄膜的结构与性能表征47-53
4.5.1 钛酸丁酯与去离子水不同摩尔比对有序大孔 TiO_2薄膜微观形貌的影响47-48
4.5.2 不同镀膜层数对有序大孔 TiO_2薄膜微观形貌的影响48-49
4.5.3 不同保温时间对有序大孔 TiO_2薄膜微观形貌的影响49-50
4.5.4 二次热处理对有序大孔 TiO_2薄膜微观形貌的影响50-51
4.5.5 有序大孔 TiO_2薄膜的 XRD 浅析51
4.5.6 掺镧 TiO_2与 PS 复合物的差热-失重讨论51-52
4.5.7 有序大孔 TiO_2薄膜的表面光电压谱浅析52-53
4.6 本章小结53-55
结论55-56
参考文献56-60
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果60-61
致谢61-62
作者介绍62
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简述掺镧有序大孔纳米晶TiO_2薄膜制备及其光电特性
更新时间：2024-03-04
作者：用户投稿
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