甄超
,
吴亭亭
,
Mohammad W. Kadi
,
Iqbal Ismail
,
刘岗
,
成会明
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60981-0
光电化学电池(如染料敏化太阳能电池、量子点敏化太阳能电池以及光电化学水分解电池)是实现太阳能转化及存储的有效手段之一.其中,光电极是光电化学电池的核心组成部分,它集光吸收、光生电荷输运及转移等决定光转化效率的关键过程于一身,因此构筑高活性半导体光电极以实现高效太阳能转化利用引起研究者广泛关注.多孔TiO2纳米颗粒堆垛薄膜光阳极因具有大的比表面积,可提供更多的染料(量子点)担载和反应活性位点,在光电化学电池中表现出优异活性而被广泛研究.然而, TiO2纳米颗粒间大量存在的晶界对光生电荷有较强的散射作用,降低了光生电荷的收集效率.英国牛津大学Snaith研究小组利用模板辅助水热过程首次获得了(001)晶面占优的多孔单晶锐钛矿TiO2微米颗粒,这种多孔单晶TiO2微米颗粒在具有大比表面积的同时,其单晶结构还能有效去除晶界对电荷的散射作用,因而具有优异的电荷输运特性.利用这种多孔单晶TiO2微米颗粒组建的光阳极用于染料敏化太阳能电池中,展现出优异的太阳能光电转化性能.受该工作启发,各种形貌的多孔单晶TiO2微米颗粒作为光催化剂和光电化学分解水用光阳极材料被广泛研究,并表现出优异活性.在单晶微米颗粒堆垛成的薄膜光电极中,虽然单个单晶微米颗粒中晶界对电荷的散射作用被有效抑制,但是单晶颗粒间的晶界仍然存在并影响光生电荷的收集效率.为了彻底抑制晶界对光生电荷的散射作用,每个单晶颗粒都应该贯穿整个薄膜,例如一维TiO2纳米棒单晶阵列薄膜.虽然一维单晶阵列薄膜能够有效提高光生电荷的收集效率,但相对于多孔薄膜具有较小的比表面积,限制了担载染料(量子点)和反应位点的数量.为了增大TiO2单晶纳米棒阵列薄膜的比表面积,目前主要的手段包括调控纳米棒长径比、表面修饰TiO2纳米颗粒以及二次生长构建TiO2枝晶阵列.本文首次提出通过制备多孔单晶TiO2纳米棒单晶阵列薄膜来获得高比表面积和高光生电荷收集效率的光阳极,提高光电化学电池的效率.在透明导电薄膜(FTO)表面利用水热生长TiO2纳米棒阵列薄膜之前,预先在FTO基体上沉积一层SiO2球密堆模板, TiO2纳米棒单晶阵列在从FTO表面向上生长过程中,会将SiO2球模板包裹进TiO2纳米棒中,再通过碱溶液将SiO2球模板溶解,首次在FTO基体上原位生长出多孔单晶TiO2纳米棒阵列薄膜.将所得多孔单晶金红石TiO2纳米棒阵列薄膜作为光电化学分解水电池光阳极,其光电化学分解水活性相对于实心单晶金红石TiO2纳米棒阵列提高了2.6倍.多孔单晶金红石TiO2纳米棒阵列光阳极性能的提升可归因于：(1)多孔结构赋予多孔单晶金红石TiO2纳米棒阵列薄膜更大的比表面积,可提供更多的反应活性位点；(2)多孔结构能够有效缩短单晶金红石TiO2纳米棒中光生电荷体相输运距离,提高光生电荷的收集效率；(3)多孔结构通过对光多次反射吸收可有效增强光吸收,产生更多光生电荷参与水分解反应；(4)在制备过程中引入Si掺杂,导致多孔单晶金红石TiO2纳米棒带隙扩大了0.1 eV,带隙增大归因于导带位置负移0.1 eV,光生电子具有更强的还原能力,光电流起始电位相应负移约0.1 V.
关键词:
氧化钛
,
光阳极
,
多孔
,
单晶
,
纳米棒阵列
张来新
,
胡小兵
合成材料老化与应用
简要介绍了纳米超分子化学的产生、发展及应用,重点综述了:①超分子纳米材料的合成及应用;②新型超分子纳米材料制备的新方法及其应用;③新型超分子纳米材料的合成及在医药学方面的应用.并对纳米超分子化学的发展进行了展望.
关键词:
纳米超分子化学
,
合成
,
应用
郝兰众
,
李燕
,
刘云杰
,
邓宏
功能材料
介质铁电超晶格薄膜是一类新型的薄膜材料,已逐渐开始受到重视,成为研究的热点.本文主要分析了铁电超晶格薄膜的结构特点、组分材料、介电铁电性能;介绍了其在实际中的应用以及在近几年的发展;概括了几种常用的介质铁电超晶格薄膜的生长技术及其影响因素;最后对铁电超晶格薄膜的发展和应用前景进行了展望.
关键词:
铁电超晶格
,
y薄膜
,
分子束外延
曾立英
,
赵永庆
,
李丹柯
,
李倩
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.05.002
对一种超塑性温度相对较低的双相钛合金SPZ的超塑性能进行了研究.结果表明:740～800℃,应变速率恒为1.11×10-3s-1时,SPZ合金的最大拉伸延伸率均超过1600%;760°C,合金的超塑延伸率可高达2149%.760℃,应变速率高达1.11×10-2s-1时,合金的超塑延伸率仍可达1380%.也就是说,700℃/1hAC处理后,SPZ合金在试验温度范围内具有低温高速超塑性.SEM观察发现,超塑变形前,合金的晶粒细小均匀,平均晶粒尺寸只有0.89μm;应变速率为2.22×10-3s-1,740℃,760℃变形后SPZ合金的晶粒尺寸分别为1.51μm,2.33μm.超塑性变形的微观机制是以晶界滑动为主,晶内变形以及位错蠕变起了协调作用.
关键词:
低温超塑性
,
双相钛合金
,
延伸率
,
细晶组织
,
变形机制
管志平
,
马品奎
,
宋玉泉
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00078
材料的拉伸断裂问题同时也是断裂延伸率问题,而材料的超塑性以其大的断裂延伸率为主要特征.自超塑性现象发现以来,人们从来没有停止过对超塑性大延伸率变形本质的探索.这方面的文献特别多,但主要集中在超塑性微观机理和变形机制方面,而对于超塑性变形力学规律方面的研究则相对较少.实际上,超塑性大延伸率与其力学稳定性密切相关,并由其特殊的断裂机制所决定.因此,本文首先从超塑性的微观断裂机制出发,着重回顾超塑性孔洞的形核、生长和连接的微观物理机制的研究进展.然后,主要从宏观力学稳定变形出发,回顾国内外有关超塑性拉伸过程中颈缩的产生和发展导致的断裂延伸率或极限应变的力学分析的研究工作,并作了相应的归类和评述.结论指出:尽管超塑性断裂机制的研究很多,但是缺乏统一的认识,仍需要长期的基础性工作.目前的首要任务就是从超塑性拉伸宏观力学规律出发,依据现代数值分析技术深入研究其力学稳定变形机制,以便揭示超塑性大延伸率现象的力学本质.在分析过程中,应采用精确定量的本构方程,并考虑变形路径等外部条件的影响.
关键词:
超塑性
,
拉伸
,
断裂延伸率
,
极限应变
,
孔洞
李磊
,
谭玉红
,
王秋玲
,
罗延安
,
钟显辉
,
宁平治
原子核物理评论
doi:10.3969/j.issn.1007-4627.2004.04.007
简要评述超核物理学近几年的发展, 包括常规超核和非常规超核两个方面. 对于包含通常超子的常规超核, 重点介绍近来在日本KEK完成的一批超核实验及其理论分析. 对其中关于超子杂质效应和超子平均自由路程等实验测量结果进行了理论分析, 得到一些有意义的结果. 并对奇异数为S=-2的Ξ超核的结构和性质进行了若干研究. 对于包含C夸克或B夸克的其他味超核, 以及可能的包含pentaquark的θ+超核也做了适当的介绍.
关键词:
超核
,
杂质效应
,
平均自由路程
,
味超核
,
θ+超核
于相龙
,
周济
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.07.020
本文以智能超材料关键技术为主线，基础研究和新产品研发为辅，简要论述近年来智能超材料的发展现状和趋势。根据智能超材料所调控激元的不同，可分为智能电磁超材料，智能机械超材料，智能热学超材料，智能耦合超材料，此外两项关键技术为智能超材料新型设计与仿真技术和材料制备技术与材料基因工程。这些智能超材料在科学基础研究方面涉及超材料中多物理场耦合机制，新型人工原子与人工分子设计，超材料与自然材料的融合，超材料可调性探索和新型传感型超材料机制探求。基础研发和技术拓展将推进智能超材料施展到更加广泛的应用领域，如微型天线及无线互联，光电磁隐身，医学图像上用的完美成像，航空航天和交通车辆所用的智能蒙皮，精密仪器制程与片上实验室集成型超材料等。基于上述国内外智能超材料研究的发展趋势，本文进行了系统性的分类厘清，并分析了其研究现状，给出了我国智能超材料发展的美好愿景。
关键词:
超材料
,
光学超材料
,
机械超材料
,
热学超材料
,
智能耦合超材料
