一、用纳米碳制备光子晶体（论文文献综述）
王若男[1]（2021）在《纳米碳光催化剂的合成及光催化产氢性能》文中研究指明半导体光催化产氢技术被认为是同时克服环境污染和全球能源短缺挑战的最有前途的策略之一。纳米碳作为一种新型纳米材料已经被证明具有光催化活性。然而,目前报道的纳米碳光催化剂对太阳光的吸收范围较窄,严重限制光催化性能的提高。因此,构建高效且具有宽光谱光吸收的纳米碳光催化剂是目前研究的热点。本论文通过多种杂原子掺杂,实现对纳米碳光学性质和电荷分离效率的调控,进而实现高效光催化制氢。主要内容如下:1.通过水热法合成了一种氧氮共掺杂的ONCS光催化剂。ONCS光催化剂表现出较宽的可见光吸收能力,且能带位置满足水分解和分子氧活化的热力学要求。此外,ONCS基体中丰富的非晶/结晶界面促进了光生载流子的分离和转移动力学。因此,在可见光下,甚至在远红光和近红外光照射下,ONCS都具有良好的光催化制氢性能和苯甲醇氧化活性。此外,在自然光照射下,ONCS仍然可以有效地驱动氢合成,表明其在太阳能收集和转换方面具有巨大的潜力。2.采用光驱动方法在常温下合成了一种氮氧硫共掺杂的CNSO光催化剂。结果表明制备的CNSO光催化剂的光吸收带边达到红光区,CNSO能带位置满足光催化分解水产氢的热力学要求。并且在450 nm（可见光）、660 nm（红光）、730 nm（远红光）和800 nm（近红外光）条件下,CNSO光催化剂产氢效率分别达到23.75μmol h-1、0.51μmol h-1、0.02μmol h-1、0.01μmol h-1。
刘秀[2]（2021）在《助催化剂分离的TiO2基催化剂的制备及光催化性能研究》文中提出将太阳能转化为清洁燃料可以有效解决能源和环境危机。例如,通过光催化还原过程将二氧化碳（CO2）转化为有价值的燃料可以实现太阳能的化学存储。低成本的二氧化钛（TiO2）具有合适的能带结构和较高的耐光腐蚀性能,已证明对于使用水作为电子和质子源的CO2进行光还原非常有前途。然而,窄的光谱响应范围（仅紫外线区域）以及原始TiO2内光诱导的电子-空穴对的快速复合导致太阳能的利用率低和光催化效率有限。因此,从实用的观点出发,提高TiO2的可见光吸收和电子-空穴分离效率具有重要意义。本论文以中空结构TiO2为研究对象,通过助催化剂的负载、与其他半导体材料构成异质结等策略对其改性,可以提高可见光吸收、促进电荷转移和抑制电荷载流子的重组来显着提高光催化还原二氧化碳性能。本论文主要研究内容如下:（1）H-TiO2-x NT/NC-CoNi纳米管的设计与制备及其光催化还原CO2的性能测试。以碳纳米纤维（CNFs）为基底,采用动力学涂覆方法在CNFs表面涂上TiO2纳米层得到CNFs@TiO2纳米线,然后CNFs@TiO2在马弗炉中高温煅烧得到TiO2纳米管,在TiO2纳米管内外包覆一层MOF-CoNi得到TiO2@MOF-CoNi纳米管,最后TiO2@MOF-CoNi纳米管分别在氮气和H2/Ar混合气气流中热处理得到H-TiO2-x NT/NC-CoNi纳米管。H-TiO2-x NT/NC-CoNi具有较高的光催化CO2还原活性。增强的光催化活性归因于H-TiO2-x产生的光生电子被表面的CoNi合金捕获,实现了高效的电子和空穴在空间上的分离和抑制电荷的复合。该工作提供了一种合成高效光催化还原CO2的TiO2基光催化剂的有效方法。（2）MnO2/TiO2 NT/Au催化剂的设计与制备及其光催化还原CO2的性能测试。首先通过水热法合成MnO2纳米线,采用动力学涂覆方法在MnO2纳米线涂上TiO2纳米层得到MnO2@TiO2核壳纳米线,通过光沉积法在制得的MnO2@TiO2核壳纳米线表面上负载贵金属Au粒子,最后在乙二胺溶液中除去部分MnO2同时在TiO2表面中插入胺基。得到双助催化剂空间分离的MnO2/TiO2 NT/Au分级结构光催化剂。MnO2/TiO2 NT/Au分级结构光催化剂具有较高的CO2转化率。还原助催化剂Au和氧化助催化剂MnO2分别捕获TiO2 NT产生的光生电子和空穴,实现了高效的电子和空穴在空间上的分离和抑制电荷的复合。表明双重助催化剂在分离光生载流子方面具有协同作用。并且为光催化反应提供更多的催化活性位。本研究为提高CO2转化率提供了合理的光催化剂设计方案。（3）CoOx/Zn Fe2O4@H-TiO2-x/Au-Cu空心核/壳纳米球催化剂的设计制备及其光催化还原CO2的性能测试。使用碳球为模板,综合采用浸渍法、溶剂热法、煅烧和动力学涂覆方法等手段相结合的方法制备了表面富氧空位Zn Fe2O4@TiO2双壳中空异质结构纳米球(Zn Fe2O4@H-TiO2-x),并与空间分离的CoOx和Au-Cu双金属助催化剂结合。Zn Fe2O4@TiO2异质结和空间分离的双助催化剂可以显着促进光致载流子的分离。结合独特的空心双壳异质结构特性和改进的表面态性能,该杂化纳米球可以有效地吸附和活化CO2分子。这些优点使得优化后的催化剂的气相光催化CO2还原活性明显高于对照的CoOx/Zn Fe2O4/Au-Cu和Zn Fe2O4@H-TiO2-x双壳中空纳米球。同时,金-铜双金属效应提高了CO2转化率和CH4选择性。这项工作提供了合理的光催化剂设计并提高了CO2转化率和CH4的选择性。
任超男[3]（2021）在《纳米二氧化硅的可控制备及其在结构色和染料降解方面的应用》文中认为近年来,对各种污染物的快速有效治理一直是热门研究方向,其中以有机染料的降解问题尤为突出。有机染料成分复杂难以降解且毒性大,在严重破坏生态环境平衡的同时也对我们的身心健康造成极大危害。针对上述问题,本文从追本溯源和污染治理两个角度提出如下研究思路:一方面,可控制备绿色环保的二氧化硅（SiO2）微球,构筑结构色材料以代替传统的颜料、染料等色素,从根源上遏制染料污染的产生;另一方面,对上述微球进行包覆改性,利用光催化技术降解现已产生的染料污染物。为获得高质量单分散的纳米SiO2微球,对传统的Stober法进行改进,采用前驱体两步滴加法和差速离心法,以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体,氨水（NH3·H2O）为催化剂,乙醇为分散剂,在较短时间内制备出纯相的非晶态纳米SiO2,其具有粒径均一、分散性良好、球度高、表面光滑的特点。研究发现,在一定范围内,随着前驱体用量的增加,反应温度的降低或催化剂浓度的增大,SiO2微球粒径均随之增大,反之则减小。在分散剂的水/乙醇体积比由0:1增加至4:1的过程中,纳米SiO2的粒径减小,分散性变差。因此,可通过改变单一变量或同时改变若干变量来实现对不同粒径SiO2微球的可控制备。以上述制备的不同粒径范围的SiO2微球为基元,合成得到不同结构色的光子晶体。研究发现,当光子晶体的组成基元粒径增大时,光子带隙的位置会逐渐向长波段方向移动。SEM结果显示,光子晶体内部总体呈现有序的六角排列,但一定缺陷使光子晶体的带隙位置发生偏移。以简化制备工艺和降低成本为目标,本研究采用垂直自组装法和旋涂法制备光子晶体,前者质量明显优于后者。对比两种不同夹心结构的光子晶体,大-小-大结构比小-大-小结构的排列更加平整有序;双尺寸光子晶体的内部缺陷多,结构色质量差,侧面验证了鲜艳结构色的呈现前提是粒径均一的组成基元;高温热处理在一定程度上可以提高结构色的质量,增强薄膜在载玻片上的附着强度。结合不同纳米粒子的特性与功能,基于上述制备的纳米二氧化硅,依次合成 SiO2@Ag、SiO2@Ag@SiO2、SiO2@Ag@TiO2 和 SiO2@Ag@SiO2@TiO2四种核壳结构材料。当AgNO3用量为6 mL时,纳米银（Ag）颗粒在SiO2微球表面包覆状况最佳;当TEOS乙醇溶液用量为500μL、NH3·H2O用量为3 mL时,中间SiO2壳层厚度为20 nm;当钛酸丁酯（TBOT）用量为120μL时,TiO2包覆状况最佳。所合成的纳米Ag为面心立方结构,TiO2为锐钛矿型,合成的核壳结构材料为介孔材料,其比表面积随着壳层的增加而增加,介孔的存在和高比表面积有助于提高材料的光催化性能。其中SiO2@Ag@SiO2@TiO2表现出最佳的光催化活性,能降解90%左右的亚甲基蓝（MB）,且具有良好的循环稳定性。
黄超[4]（2020）在《实时响应型光子晶体微球阵列的制备与外场调控》文中研究说明光子晶体是一种由两种以上介电常数不同的物质在空间上周期性排列的微纳结构,能强烈反射特定波长的光,具有鲜艳的结构色。刺激响应型光子晶体能够在外场激励如温度、电场、磁场、pH、溶剂和药物等作用下改变光子晶体晶格间距进而改变结构色。近年来对外界环境具有响应特征的光子晶体被广泛研究,使其在光子芯片、色度传感器、显示材料、仿生器件、生物医疗等领域有广泛的应用。具有蛋白石结构和反蛋白石结构的光子晶体可通过对刺激响应材料结构的变化设计出多重响应的光学器件,实现对外界刺激源的探测,在诸多领域开始引起关注。目前,研究较多围绕在平面型的光子晶体及其响应行为的调控,针对三维立体及柔性光子晶体的实时响应行为研究较少。因此,本文从光子晶体的结构设计出发,通过多种刺激响应材料复合成蛋白石和反蛋白石结构光子晶体体系,并对其调控机制和实时响应行为进行了探究。主要内容包括:1.构建了特异响应型反蛋白石结构光子晶体水凝胶微球,通过改良的STOBER法水解制备粒径高度均一的SiO2纳米粒子,搭建微流道平台组装蛋白石结构SiO2光子晶体微球模板。通过分子印迹水凝胶和蛋白石光子晶体微球模板结合,利用低温紫外聚合的方式尽可能完整的保留反蛋白石光子晶体结构,在刻蚀SiO2纳米粒子和洗脱印记分子后,得到具有特异性识别的反蛋白石结构光子晶体印记分子水凝胶微球,微球在印记分子存在的环境下引起分子印迹水凝胶内部渗透压升高膨胀,导致光子晶体晶格参数变化,光子带隙发生了明显的可重复性红移。系统研究了反蛋白石光子晶体水凝胶微球的尺寸效应,通过改变水凝胶微球尺寸调节检测灵敏度与检测范围,提出便携特异性色度检测概念,实现了通过反蛋白石光子晶体水凝胶微球对MPA快速、便携检测。2.通过一步法构建了 Janus磁响应蛋白石结构光子晶体微球,在自组装体系中引入PDMS,将单分散乳胶粒子的自组装、磁性纳米粒子的分层沉降和PDMS的固化同步完成。Janus磁响应蛋白石结构光子晶体微球的光子晶体面具有长程有序面心立方堆积结构,微球具有鲜艳的结构色,由于双面磁性纳米粒子含量的巨大差异,对磁场方向的变化非常灵敏,可以与变化的磁场保持一致的频率。同时将单色与多色的Janus磁响应蛋白石结构光子晶体微球与带有凹槽的模板结合设计构建成一种对磁场变化实时响应的显示器件,微球在填充硅油的凹槽模板中能够随着磁场方向的变化,实时改变其方向,实现信息的多重编码、图形的表达与隐藏,在光子晶体实时磁响应显示、信息记录等方面有着潜在的应用。3.通过滚涂法快速构建了大尺寸、形状可控的温敏型短程有序的蛋白石结构光子晶体薄膜,宏观具有明显的结构色,随着环境温度的升高,温敏变色薄膜颜色由灰黑色变为半透明的乳白色与光子晶体层的乳胶粒子形成类似透明的介质,薄膜整体呈现透明状态,反射光强度明显减小。通过向温敏变色薄膜前驱体中添加适量的去离子水,发现可以显着改善温敏蛋白石结构光子晶体薄膜的柔性和力学性能。基于改性温敏型蛋白石结构光子晶体薄膜出色的柔性,构建了可任意弯曲的近红外光实时响应型光子晶体防伪标签和多色蛋白石结构光子晶体柔性显示薄膜。通过980 nm近红外光进行定点照射,照射区域由于温度迅速升高,从反射态转化为透明态,通过裸眼可以清晰识别光子晶体标签隐藏的二进制编码信息和光子晶体柔性薄膜上近红外光写出的信息;随着近红外光源的撤除,可以通过降低光子晶体复合薄膜表面温度,达到实时隐藏二进制编码信息和可逆擦除多色光子晶体薄膜上记录的信息功能。
马金荧[5]（2020）在《纳米碳修饰Bi12O17Cl2复合材料的制备和光催化性能》文中研究说明作为新型的半导体光催化剂,Bi12O17Cl2因其特殊的能带结构以及优良的光催化性能,使其成为一种极具应用潜力的光催化剂。但是由于快速的电子空穴复合速率,降低了Bi12O17Cl2光催化效率,对其进行改性是一种发展趋势。因此,本文以新型半导体材料Bi12O17Cl2作为基础,通过纳米碳的修饰对其进行改性,设计具有高活性的Bi12O17Cl2光催化剂。本研究具体的内容如下:（1）制备出新型碳纳米管改性Bi12O17Cl2(CNTs/Bi12O17Cl2)复合光催化剂。管径为20 nm的CNTs材料均匀地分布在片层结构Bi12O17Cl2的表面,不仅使其在可见光下具有更强的吸收能力,还展现了更好的光生电子-空穴对的分离效果。以Rh B为模型污染物考察了其光催化的活性,实验结果表明当引入的碳纳米管含量为11 mg时,CNTs/Bi12O17Cl2-2具有最佳的光催化活性,其降解Rh B的反应速率明显高于g-C3N4和P25（Ti O2）,达到了5.133 min-1g-1,约是纯Bi12O17Cl2催化剂材料的光催化性能的3.2倍。此外,所制备的CNTs/Bi12O17Cl2-2复合微粒还拥有较好的循环稳定性,通过对催化剂进行反应活性物种捕获实验得知h+和·O2-是主要的活性组分,并推测出可能的光催化反应机理。（2）制备出新型石墨烯改性Bi12O17Cl2(G/Bi12O17Cl2)复合光催化剂。以Rh B为模型污染物考察了其光催化的活性,实验结果表明当G引入量为7.5 mg时,G/Bi12O17Cl2-2的光催化活性最高,所制备的复合微粒具有最佳的光催化性能,其降解Rh B的反应速率达到了5.333 min-1g-1,约是Bi12O17Cl2催化剂材料光催化性能的2.6倍。此外,所制备的G/Bi12O17Cl2-2复合微粒还拥有较好的循环稳定性,通过活性物种捕获实验得知h+和·O2-在光催化的过程中起到主要作用,最后根据实验及表征的结果,提出了G/Bi12O17Cl2复合材料可能的光催化反应机理。
段默俨[6]（2020）在《光辅助间接碳燃料电池阳极反应机理及催化剂的研究》文中认为现今,全球能源和环境问题日益突出,这种日益突出的问题迫使人类思考现有的能源利用模式及能源发展模式是否真的适合解决现在世界范围内的能源环境问题。目前人类所使用的能源及利用能源的方式会造成大量的浪费和对环境的污染,迫切需要一种新技术来改善当前的状况。但是,直接碳燃料电池所需的操作温度太高,导致目前直接碳燃料电池的商业化进程非常困难,所以急需稳定效率的解决方法,目前解决方法的思路一般集中在利用碳的间接电氧化来降低燃料电池的操作温度。而这种在接近室温的操作温度下,利用碳燃料的间接电氧化途径来实现燃料电池的对外供电,此类碳燃料电池我们称之为间接碳燃料电池。通过将磷钼酸作为液相介质引入到低温碳燃料电池阳极溶液中,研究了其对碳电氧化的催化作用。通过循环伏安法研究了磷钼酸本身的电化学性质。通过线性扫描伏安法和计时电流法研究了磷钼酸对碳间接电氧化的催化作用,发现磷钼酸中的Mo具有在+6和+1价态中变化的能力。之后利用线性扫描伏安法的测试可以发现磷钼酸中的+6价Mo可以将碳燃料氧化,同时被碳燃料还原成为+5价的Mo,反应后的磷钼酸溶液中低价态的磷钼酸可以在碳布电极上发生电氧化,产生电流密度,并且被氧化回高价态的磷钼酸的状态,利用此过程将原本在碳燃料上的电子成功转移到电极上,完成了碳的间接电氧化。引入单纯日光照射下的磷钼酸与不同种生物质碳燃料反应后的全电池测试,可以对比出光辅助间接碳燃料电池的放电性能;通过调整反应液浓度或者调整进液流速等条件观察光辅助间接碳燃料电池性能的变化情况,单纯进行光催化后间接碳燃料电池的整体性能没有在有热效应时的间接碳燃料电池放电性能优秀,但是整体差距较小,甚至在磷钼酸大浓度下已经非常接近引入热效应后的全电池放电性能。因此,利用多金属氧酸盐（磷钼酸）的光致化学反应间接电氧化碳燃料后的全电池可以在低温条件下稳定放电,实现光辅助间接碳燃料电池的电能输出:活性最高秸秆碳做燃料的间接碳燃料电池的开路电压可达0.442 V最高的功率密度可以达到0.119 m W cm-2说明了秸秆碳做绿色燃料的可行性,在单纯日光光照反应后的反应液做阳极液的全电池测试中秸秆碳表现出最高的活性,光辅助间接碳燃料电池的开路电压可以达到0.366 V最高的功率密度可以达到0.138 m W cm-2并且电池稳定性较间接碳燃料电池更优秀,直接证明了光辅助间接碳燃料电池的可行性和秸秆作为绿色碳燃料的研究方向的正确性。
陈诗丽[7]（2019）在《分子印迹光子晶体传感器的制备及检测应用》文中研究表明我国的食品安全体系仍在建立阶段,尚未完善,食品安全问题频发,特别是动物源性食品的药物残留问题已经引发了消费者的广泛关注。恩诺沙星是常用的广谱杀菌药物,被广泛应用于禽畜及水产养殖中,大剂量使用会在动物体内发生蓄积从而滞留在动物肾脏和肝脏。残留的恩诺沙星及其代谢物环丙沙星会随着养殖废水和生活污水排到污水处理厂中,现有的水处理工艺难以将其有效去除,会对水体和土壤造成一定的污染,甚至诱导抗药菌株的产生。另外,苯佐卡因是常用鱼用麻醉剂中的一种,可以降低鱼体的应激反应,进而提高长途运输的过程中鱼的存活率。给鱼体施用麻醉剂后,应该经过一定的休药期再上市出售,以保证在消费者食用之前鱼体内的麻醉剂浓度达到对人体健康无害的限值。而鱼体死亡后麻醉剂的含量不会再降低,直接食用这些麻醉剂含量高的鱼会给人类健康带来危害。目前我国暂时缺乏对鱼用麻醉剂的相关法律法规、使用标准和检测标准,因此市场上有可能会存在不规范使用或者滥用的情况,其药物残留和安全性问题引起消费者的高度重视。动物源性食品的药物残留问题对人体健康和生态环境都存在巨大的潜在风险,长期食用药物残留超标的动物源性食品有可能会导致慢性中毒、过敏反应等症状,严重者会致癌、致畸、致突变,必须采取更为有效的监管措施和检测手段。药物残留现有的仪器检测方法具有仪器昂贵、对操作人员要求高等不足之处,难以满足现场实时检测的要求。分子印迹技术具有预定性、专一性识别、实用性等特点,可以根据不同的需要设计不同的分子印迹聚合物,该聚合物具有较强的稳定性和较长的使用寿命。响应性光子晶体具有信号自表达的特点,可以快速地响应目标分子。本研究结合分子印迹技术专一性识别与响应性光子晶体信号自表达的优点,以恩诺沙星和苯佐卡因为模板分子,分别构建便携式的恩诺沙星和苯佐卡因反蛋白石分子印迹光子晶体（molecularly imprinted photonic crystal,MIPC）传感器。具体的研究工作如下:（1）分别通过改进的St?ber法和乳液聚合法制备了单分散、球形度好、粒径均一的二氧化硅（SiO2）和聚苯乙烯（PS）微球,对其合成条件进行了优化,然后通过垂直沉积自组装的方法制备SiO2和PS光子晶体,两种光子晶体均形成面心立方结构和鲜明的结构色,衍射峰波长随着微球粒径的增加而出现红移,为反蛋白石MIPC传感器的制备提供了较好的模板。（2）制备恩诺沙星反蛋白石MIPC传感器,并重点研究分子印迹体系的优化,挑选出最为适合的功能单体、溶剂、交联剂和洗脱液。实验结果表明,分子印迹过程中聚合条件的不同对MIPC的识别性能具有较大的影响。最后选定丙烯酸（AA）作为功能单体,甲醇作为溶剂,乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）作为交联剂且最佳用量为57μL,模板分子、功能单体与交联剂的最佳摩尔比例为1:6:3,0.01 mol/L NaOH溶液:甲醇=2:3（V:V）为洗脱液。所制备的恩诺沙星MIPC能够快速有效地识别目标分子,具有良好的响应性能。（3）制备苯佐卡因反蛋白石MIPC传感器,通过各种实验对其识别性能进行优化并将其应用于实际样品（鱼肉）的检测。实验结果表明,苯佐卡因MIPC能快速识别目标分子,并能多次重复利用。随着苯佐卡因浓度的增加,MIPC衍射峰红移约35 nm,颜色由绿色逐渐变为黄色,成功实现“可视化”检测,最低检出限为0.001 mol/L（165mg/L）,而非印迹光子晶体（Non-imprinted photonic crystal,NIPC）红移量只有19 nm。将苯佐卡因MIPC应用于鱼肉样品的检测,与HPLC检测方法对比,两种方法的加标回收率基本一致,验证了将MIPC传感器应用于实际样品中痕量苯佐卡因的初步筛查和常规分析的可行性。本传感器的成功研发对动物源性食品的药物残留检测工作具有现实的研究价值,为进一步建立自动化的动物源性食品药物残留分析仪器做出了探索性的工作和提供了新的思路,有望最终应用于食品安全检测部门乃至家庭等的现场实时快速检测,对保障人类健康具有积极的社会意义。
陈高文[8]（2019）在《有序-无序层次结构光子晶体的制备及性能研究》文中指出基于有序结构光子晶体的结构生色材料由于具有呈色鲜艳、饱和度高、色泽明亮、永不褪色等特点,因此受到了人们的广泛关注与研究。但是有序结构带来的布拉格衍射使得结构色材料具有呈色角度依赖性,这一特性极大限制了结构色材料在许多领域的应用。现阶段制备无角度依赖的结构生色材料的主要策略是构建无定型结构的光子晶体,虽然这种长程无序-短程有序的光子结构具有各向同性的特征,能够呈现出无角度依赖的结构色,但是其本征结构带来的过强的非相干散射使得呈现的结构色严重泛白、暗淡、没有光泽。为了解决光子晶体结构生色材料中呈色角度依赖性和呈色鲜艳,明亮之间的矛盾,本文从光子晶体微观结构的设计出发,设计了一种表面长程有序,内部无定型的新型层次结构光子晶体。以包覆了聚多巴胺的聚苯乙烯（PS@PDA）纳米微球和小粒径单分散的阴离子型聚氨酯分散体（PUD）作为自组装单元。通过对胶体粒子自组装机理进行研究,分别设计了热辅助和电泳沉积两种动态自组装过程,成功制得了层次结构光子晶体膜。（1）设计了一种二元共混热辅助动态自组装过程,我们制备了一种表面长程有序,内部无定型的有序-无序层次结构光子晶体。通过监控自组装过程中的粒子形貌,分析了动态自组装过程中的粒子自组装行为,揭示了有序-无序层次结构的形成机理。反射光谱结果表明,所制备的层次结构光子晶体能够呈现高明亮度,鲜艳的结构色同时还具有呈色低角度依赖性。通过考察自组装过程中PU添加量对光子晶体结构和性能的影响,发现PU与PS@PDA微球的质量比为0.1:1时所制备的结构色膜具有最优性能,此时薄膜呈色饱和度高,有强烈的金属光泽,同时光线入射角从0°变化到60°时,层次结构光子晶体膜的光子禁带仅发生约20～30nm的峰位移,这证明结构色膜具有呈色低角度依赖性。（2）通过研究电泳沉积自组装机理,设计一种变电压阴极电泳自组装过程用于制备有序-无序层次结构光子晶体。使用聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）作为电荷反转剂和胶黏剂来解决光子晶体膜开裂问题。分别考察了分散液pH值,外加工作电压,以及PDDA添加量对光子晶体结构及自组装行为的影响。使用曲面导电基材（不锈钢勺）进行电泳自组装,成功在曲面基底上制备了层次结构光子晶体涂层。通过实验考察,发现PDDA与PS@PDA微球的质量比为0.09:1,一阶段电泳工作电压为40V,1min;二阶段工作电压为3V,3min时,制备结构色膜具有有序无序层次结构,呈现出鲜艳的颜色。
张一帆[9]（2019）在《sp基一维纳米碳材料的电弧法制备及其结构表征》文中进行了进一步梳理完全由sp轨道杂化成键构成的一维纳米碳材料—“卡拜”,因理论预测其拥有世界最高的杨氏模量（石墨烯、碳纳米管的两倍）、随拉伸可调节其直接带隙等优异而独特的性质,已成为纳米科技新的研究热点之一。虽然卡拜尚无法被实验制备,但是近年来相关领域的突破性进展,尤其是:超长一维碳原子链存在于碳纳米管中构成的碳纳米线、由短碳链构成的白碳晶体、由sp结构与sp2结构共同构成的石墨炔等,都为研究者们展现出sp基纳米碳材料特殊的物理化学性质与潜在的应用前景。本课题主要围绕含有sp结构的一维纳米碳材料开展相关制备与表征工作。主要目的是拓展氢电弧放电法制备碳纳米线的合适条件,提高碳纳米线的产量和纯度,通过表征与计算模拟探索碳纳米线的结构性质与生长机理,以及在气相下寻找制备sp基一维纳米碳材料的可能性。本论文的主要内容分为三个部分:第一部分为第一章,介绍了sp基一维纳米碳材料的种类与结构特征、研究历史与最新研究进展;第二部分包含第二、三章,研究并提出了新的策略以拓展氢电弧法制备碳纳米线的合适条件范围,进行了相应的表征研究,并使用有限元模拟讨论相关机理;第三部分为第四章,研究了在偏离大量制备sp2结构纳米碳材料的环境下使用气相电弧法制备短碳链结构的可能性。主要成果如下:1.提出通过调控电弧等离子体所处环境因素实现调控电弧等离子体性质的策略,以此扩展碳纳米线的合适制备条件范围,并提高碳纳米线的产量。2.成功使用电弧等离子体周边气体环境冷却的手段增强氢电弧放电法,并制备高纯碳纳米线样品,在-20到20°C的气体环境冷却条件下成功将合适的制备电流条件范围从原来的仅限50 A扩展为50到80 A,在液氮温度的气体环境冷却条件下使最佳制备气压条件提升到100 Torr,最佳电流制备条件提升到90 A。3.成功使用静态磁场增强的直流电弧放电法制备碳纳米线,将碳纳米线的制备条件范围扩展到30 A,并在40 A下获得了最高含量的碳纳米线样品。4.研究了拉曼光谱中来自碳纳米线的特征峰位,发现两种不同的增强制备方法下获得的碳纳米线的带隙分布发生了显着变化,为选择性制备指定结构的碳纳米线提供了可能。5.结合拉曼光谱数据与扫描电子显微镜形貌表征研究发现碳纳米线的产量与多壁碳纳米管的生长质量存在密切关系,使用两种不同的增强方法都能够有效提高多壁碳纳米管的生长质量,从而提高碳纳米线的产量。6.使用有限元模拟计算了两种增强手段分别对直流电弧放电过程中的电弧等离子体产生的影响,发现两种增强手段都能够在相应合适的条件下,提高等离子体的温度,从而提高多壁碳纳米管的生长质量,进而提高碳纳米线的产量。7.总结了卡拜结构的研究历史与实验经验,提出使用气相电弧放电法在小电流、低气压氢气环境下制备短碳链结构的方法,成功在10到20 A电流条件以及10到50 Torr气压条件下制备获得短碳链结构。
卢毅[10]（2019）在《基于二氧化钛@石墨烯核壳结构的空位调控及稳定性研究》文中研究指明伴随着社会的经济发展,日益严重的能源危机和环境污染问题是我们面对的一个重要难题。因此,开发和利用新的清洁能源变得越来越迫切。氢被认为是处理环境污染和能源危机的替代理想绿色能源。基于水分解的光催化半导体被认为是将氢转化为太阳能的关键。在所有的光催化材料中,二氧化钛作为纳米半导体材料由于其无毒、廉价、高活性和稳定性而广泛应用。但是二氧化钛有较大的禁带宽度而光响应范围较窄,只能吸收太阳光波段中的紫外部分,导致占据太阳能约50%的可见光不能利用。而且,光生电子-空穴对的复合以热或发光的形式耗散吸收的能量,这是导致其光催化效率低的主要原因之一。二元异质结在它们重新组合之前有助于分离和传输表面/界面载体。不仅如此,近年来人们还尝试在三元异质结中利用光生载流子,例如将二元复合物与大尺寸的还原氧化石墨烯（rGO）进行复合,这样可以促进光生载流子的收集,从而提高其利用率。针对以上问题,本论文从影响光催化剂催化效率的本质原因即光生电子和空穴的快速复合出发,设计了一系列基于TiO2@rGO的分级复合材料,减少了光生电子与空穴的快速复合。主要研究内容如下:（1）具有表面氧空位和钛空位的TiO2@rGO异质结界面的构筑通过两步煅烧,得到了尺寸在500 nm的TiO2@rGO核壳结构。透射电镜图片表明rGO成功的包覆在TiO2微球表面,且形成了纳米尺度的晶体融合。通过X射线光电子能谱分析发现TiO2和rGO之间通过Ti-C化学键连接,说明包覆结构牢固。电子顺磁共振谱发现材料在氩气中高温煅烧生成了氧空位,然后在空气中低温煅烧生成了钛空位。通过对比不同样品,得出rGO在空气中低温煅烧时限域作用是生成表面氧空位和钛空位原因。光催化性能测试表明其产氢速率在有Pt的情况下达到了30.5 mmol h-1g-1,是二氧化钛产氢速率的4倍;（2）具有自内而外钛空位的TiO2@CQDs@rGO异质结界面的构筑通过在钛源水解时引入CQDs,将CQDs原位掺入到TiO2晶体内部并用rGO包覆。表面/界面处的金属空位是分离内部电荷的受体型位点,核壳纳米结构可以在空间上整合到复合材料中以形成一个系统并产生高性能纳米催化剂和生物催化催化剂。在这个章节中,CQD充当掺杂TiO2纳米颗粒并形成界面钛空位的庞大分子。三元异质结显示出从内部到钛空位和CQD的电荷分离的连续效应,从TiO2的导带转移到CQD再到rGO壳并将收集的电荷利用到反应物。因此,该方法提供了产生空间内向外异质结的理想模式,导致光生电荷分离/传输/收集/利用的级联效应。这种机理已经被研究并初步扩展为四元复合材料,其在光催化产氢测试（8倍于TiO2）和表观量子效率方面表现出显着的性能。（3）具有可见光活性的TiO2@CdS@rGO异质结界面的构筑通过分级静电自组装方法来制备分级TiO2@CdS@rGO三元包覆结构,用这种方法制备的分级TiO2@CdS@rGO三元光催化剂具有高光催化活性和优异的光稳定性（在用可见光光照80小时,完成15次循环后仍保留82%的初始光催化活性,超过纯CdS活性的两倍）。我们从杂化轨道、键能到原子应力-形变和纳米界面融合等方面对光催化剂的三元纳米结效应进行研究,并且已经在原子/纳米尺度上提出了三元系统中电荷载流子的连贯分离机制。
二、用纳米碳制备光子晶体（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、用纳米碳制备光子晶体（论文提纲范文）
（1）纳米碳光催化剂的合成及光催化产氢性能（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光催化产氢概论 |
| 1.3 纳米碳研究现状 |
| 1.3.1 纳米碳的结构 |
| 1.3.2 纳米碳的性质 |
| 1.3.3 纳米碳的制备方法 |
| 1.3.4 纳米碳在光催化中的应用 |
| 1.4 选题依据及研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 化学试剂和实验设备 |
| 2.2 材料表征方法 |
| 2.2.1 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.2.2 霍尔效应仪 |
| 2.2.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.4 紫外-可见光谱仪(UV-Vis) |
| 2.2.5 红外傅里叶转换光谱(FT-IR) |
| 2.2.6 荧光光谱仪（PL） |
| 2.2.7 X射线光电子能谱 |
| 2.2.8 激光拉曼光谱仪 |
| 2.2.9 电子顺磁共振谱(EPR) |
| 2.2.10 比表面和孔径分布分析(BET) |
| 2.2.11 电化学工作站 |
| 第三章 氮氧共掺杂纳米碳的合成及光催化产氢性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 纳米碳的制备 |
| 3.2.2 催化剂表征 |
| 3.2.3 光催化实验 |
| 3.2.4 苯甲醇的光催化氧化反应 |
| 3.2.5 QY测量 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 ONCS的制备 |
| 3.3.2 纳米碳形貌表征 |
| 3.3.3 纳米碳结构表征 |
| 3.3.4 纳米碳光学性质表征 |
| 3.3.5 纳米碳能带表征 |
| 3.3.6 纳米碳光催化分解水性能研究 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 光驱动氮氧硫共掺杂纳米碳的合成及光催化产氢性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 纳米碳的制备 |
| 4.2.2 催化剂表征 |
| 4.2.3 光催化实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 纳米碳的制备 |
| 4.3.2 纳米碳形貌表征 |
| 4.3.3 纳米碳结构表征 |
| 4.3.4 纳米碳光学性质表征 |
| 4.3.5 纳米碳产氢性能评价 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 论文总结和展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 本论文创新性 |
| 5.3 进一步工作建议 |
| 参考文献 |
| 研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（2）助催化剂分离的TiO2基催化剂的制备及光催化性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光催化技术简介 |
| 1.2.1 光催化反应的基本原理 |
| 1.2.2 光催化还原CO_2的基本原理 |
| 1.2.3 光催化还原CO_2性能影响因素 |
| 1.2.4 常见的光催化还原CO_2的光催化剂 |
| 1.2.5 光催化还原CO_2中的助催化剂 |
| 1.3 影响TiO_2基光催化的因素 |
| 1.3.1 晶相因素 |
| 1.3.2 晶面因素 |
| 1.3.3 表面改性策略 |
| 1.4 TiO_2基光催化剂的助催化剂分类 |
| 1.4.1 双金属助催化剂 |
| 1.4.2 金属化合物助催化剂 |
| 1.4.3 金属和石墨烯助催化剂 |
| 1.4.4 石墨烯和金属化合物助催化剂 |
| 1.5 选题背景及研究意义 |
| 1.6 本论文研究内容 |
| 第2章 实验材料及表征方法 |
| 2.1 实验化学试剂 |
| 2.2 实验仪器及设备 |
| 2.3 表征方法 |
| 2.4 光催化二氧化碳还原性能测试 |
| 第3章 H-TiO_(2-x)NT/NC-CoNi纳米管光催化剂的制备及其光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 纳米碳纤维的制备 |
| 3.2.2 TiO_2纳米管的制备 |
| 3.2.3 TiO_2@MOF-CoNi纳米管的制备 |
| 3.2.4 H-TiO_(2-x)NT/NC-CoNi纳米管的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 H-TiO_(2-x)NT/NC-CoNi纳米管的表征 |
| 3.3.2 光催化还原CO_2性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 MnO_2/TiO_2 NT/Au分级结构光催化剂的制备及其光催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 MnO_2纳米线的合成 |
| 4.2.2 MnO_2@TiO_2纳米线前驱体的合成 |
| 4.2.3 TiO_2 NT纳米管的合成 |
| 4.2.4 TiO_2 NT/Au的合成 |
| 4.2.5 MnO_2/TiO_2 NT的合成 |
| 4.2.6 MnO_2/TiO_2 NT/Au的合成 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 MnO_2/TiO_2 NT/Au复合材料的表征 |
| 4.3.2 光催化还原CO_2性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 CoO_x/Zn Fe_2O_4@H-TiO_(2-x)/Au-Cu光催化剂的制备及其光催化性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 涂有ZIF-67 层的碳球(CS)的合成(CS@ZIF-67) |
| 5.2.2 CoO_x/ZnFe_2O_4空心纳米球的合成 |
| 5.2.3 CoO_x/ZnFe_2O_4@TiO_2双壳中空纳米球的合成 |
| 5.2.4 CoO_x/ZnFe_2O_4@H-TiO_(2-x)/Au-Cu双壳中空纳米球的合成 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 CoO_x/ZnFe_2O_4@H-TiO_(2-x)/Au-Cu DHNSs的合成过程 |
| 5.3.2 催化剂的表征 |
| 5.3.3 光催化还原CO_2性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
（3）纳米二氧化硅的可控制备及其在结构色和染料降解方面的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 纳米二氧化硅的合成方法 |
| 1.3 光子晶体简介 |
| 1.3.1 结构色概述 |
| 1.3.2 光子晶体的分类 |
| 1.3.3 光子晶体的光学特性 |
| 1.4 光催化剂简介 |
| 1.4.1 半导体二氧化钛的光催化性能 |
| 1.4.2 金属银对光催化性能的提升 |
| 1.5 纳米二氧化硅在光子晶体及催化降解方面的应用 |
| 1.5.1 纳米二氧化硅在光子晶体结构色呈现方面的应用 |
| 1.5.2 纳米二氧化硅在催化降解污染物方面的应用 |
| 1.6 本课题研究的目的意义及主要内容 |
| 1.6.1 课题研究的目的意义 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 1.6.3 技术路线 |
| 2 纳米二氧化硅的可控制备与表征 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 材料试剂与仪器设备 |
| 2.2.2 纳米二氧化硅的制备 |
| 2.2.3 分步滴加前驱体(TEOS)提高SiO_2微球质量 |
| 2.2.4 差速离心提高SiO_2微球质量 |
| 2.3 分析表征 |
| 2.3.1 物相结构分析 |
| 2.3.2 粒度分析 |
| 2.3.3 分散性分析 |
| 2.3.4 微观形貌分析 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 纳米SiO_2的微观形貌及分散性 |
| 2.4.2 反应时间对纳米SiO_2的影响 |
| 2.4.3 水醇比对纳米SiO_2的影响 |
| 2.4.4 分步滴加前驱体(TEOS)对纳米SiO_2的影响 |
| 2.4.5 差速离心对纳米SiO_2的影响 |
| 2.4.6 TEOS用量对纳米SiO_2的影响 |
| 2.4.7 反应温度对纳米SiO_2的影响 |
| 2.4.8 NH_3·H_2O用量对纳米SiO_2的影响 |
| 2.4.9 热处理温度对SiO_2物相结构的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 二氧化硅基光子晶体的制备与表征 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 材料试剂与仪器设备 |
| 3.2.2 实验方法 |
| 3.3 分析表征 |
| 3.3.1 双基片垂直自组装机理分析 |
| 3.3.2 旋涂法自组装机理分析 |
| 3.3.3 紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis)分析 |
| 3.3.4 扫描电子显微镜(SEM)分析 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 垂直自组装和旋涂法制备光子晶体的微观形貌 |
| 3.4.2 光子晶体薄膜的光学特征 |
| 3.4.3 夹心结构光子晶体的微观形貌 |
| 3.4.4 双尺寸SiO_2基光子晶体的微观形貌 |
| 3.4.5 高温处理对光子晶体的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4. SiO_2@Ag@SiO_2@TiO_2核壳结构的制备及其光催化性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 材料试剂与仪器设备 |
| 4.2.2 SiO_2表面氨基的负载 |
| 4.2.3 SiO_2表面Ag层的包覆 |
| 4.2.4 中间壳层SiO_2的包覆 |
| 4.2.5 TiO_2壳层的包覆 |
| 4.3 分析与表征 |
| 4.3.1 物相结构分析 |
| 4.3.2 微观形貌分析 |
| 4.3.3 光催化性能分析 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 SiO_2基核壳结构材料的物相与晶体结构 |
| 4.4.2 AgNO_3用量对SiO_2@Ag的影响 |
| 4.4.3 前驱体及催化剂用量对SiO_2@Ag@SiO_2的影响 |
| 4.4.4 TBOT用量对SiO_2@Ag@TiO_2的影响 |
| 4.4.5 SiO_2@Ag@SiO_2@TiO_2的微观形貌分析 |
| 4.4.6 SiO_2基核壳结构材料的光催化性能研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5. 结论与展望 |
| 5.1 主要结论及创新点 |
| 5.1.1 主要结论 |
| 5.1.2 论文的主要创新点 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（4）实时响应型光子晶体微球阵列的制备与外场调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 光子晶体概述 |
| 1.2.1 光子晶体的基本概念 |
| 1.2.2 光子晶体的分类 |
| 1.2.3 光子晶体的制备方法 |
| 1.3 响应型光子晶体的研究与发展 |
| 1.3.1 温度响应特性的光子晶体 |
| 1.3.2 溶剂响应特性的光子晶体 |
| 1.3.3 力致响应特性的光子晶体 |
| 1.3.4 药物响应特性的光子晶体 |
| 1.3.5 其他响应特性及新型光子晶体 |
| 1.4 非平面型光子晶体的研究与发展 |
| 1.4.1 蛋白石结构刺激响应型光子晶体微球 |
| 1.4.2 反蛋白石结构刺激响应型光子晶体微球 |
| 1.5 本论文研究目的及意义 |
| 1.6 本论文研究内容及创新点 |
| 第二章 特异响应型反蛋白石结构光子晶体水凝胶微球的构建及其调控 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 反蛋白石结构光子晶体分子印迹水凝胶微球的构建 |
| 2.2.1 实验部分 |
| 2.2.1.1 实验药品及主要仪器 |
| 2.2.1.2 反蛋白石结构光子晶体分子印迹水凝胶微球的制备及表征 |
| 2.2.2 结果与讨论 |
| 2.2.2.1 蛋白石结构光子晶体微球特性的研究 |
| 2.2.2.2 反蛋白石结构光子晶体分子印迹水凝胶微球及响应特性的研究 |
| 2.3 特异响应型反蛋白石结构光子晶体水凝胶微球色度检测及其调控机制 |
| 2.3.1 实验部分 |
| 2.3.1.1 实验药品及主要仪器 |
| 2.3.1.2 特异响应型反蛋白石结构光子晶体水凝胶微球色度检测系统的设计及构建 |
| 2.3.2 结果与讨论 |
| 2.3.2.1 特异响应型反蛋白石结构光子晶体水凝胶微球尺寸效应的研究 |
| 2.3.2.2 特异响应型反蛋白石结构光子晶体水凝胶微球阵列用于甲基膦酸的快速检测 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 多色Janus结构实时磁响应型蛋白石光子晶体微球阵列的构建及其磁响应调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Janus结构磁响应光子晶体微球的构建 |
| 3.2.1 实验部分 |
| 3.2.1.1 实验药品及主要仪器 |
| 3.2.1.2 单分散p(St-MMA-AA)乳胶粒子的制备及表征 |
| 3.2.1.3 Janus蛋白石结构光子晶体微球的制备及表征 |
| 3.2.2 结果与讨论 |
| 3.2.2.1 单分散p(St-MMA-AA)乳胶粒子结构特性的研究 |
| 3.2.2.2 Janus蛋白石结构光子晶体微球光学特性的研究 |
| 3.2.2.3 Janus蛋白石结构光子晶体微球尺寸特性的研究 |
| 3.2.2.4 Janus蛋白石结构光子晶体微球磁响应特性的研究 |
| 3.3 多色Janus结构磁响应型蛋白石光子晶体微球阵列用于实时磁响应显示材料的研究 |
| 3.3.1 实验部分 |
| 3.3.1.1 实验药品及主要仪器 |
| 3.3.1.2 单色Janus磁响应型蛋白石结构光子晶体微球阵列的设计及构建 |
| 3.3.1.3 多色Janus结构磁响应型蛋白石光子晶体微球阵列图案的设计及构建 |
| 3.3.2 结果与讨论 |
| 3.3.2.1 单色Janus结构磁响应型蛋白石光子晶体微球阵列调控机制的研究 |
| 3.3.2.2 多色Janus结构磁响应型蛋白石光子晶体微球阵列图案调控机制的研究 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 近红外光响应实时显示型光子晶体薄膜的构建及其可调制光响应机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 温敏型蛋白石结构光子晶体薄膜的快速制备和构建 |
| 4.2.1 实验部分 |
| 4.2.1.1 实验药品及主要仪器 |
| 4.2.1.2 温敏型蛋白石结构光子晶体薄膜的制备 |
| 4.2.1.3 温敏型蛋白石结构光子晶体薄膜的表征 |
| 4.2.2 结果与讨论 |
| 4.2.2.1 温敏型光子晶体薄膜结构特征研究 |
| 4.2.2.2 温敏型蛋白石结构光子晶体薄膜特性研究 |
| 4.2.2.3 温敏型蛋白石结构光子晶体薄膜光学性能研究 |
| 4.3 近红外光实时响应型光子晶体薄膜的构建及其特性的研究 |
| 4.3.1 实验部分 |
| 4.3.1.1 实验药品及主要仪器 |
| 4.3.1.2 近红外光实时响应型光子晶体防伪标签的制备及表征 |
| 4.3.1.3 近红外光实时响应型多色光子晶体柔性薄膜的制备 |
| 4.3.2 结果与讨论 |
| 4.3.2.1 近红外光实时响应型光子晶体薄膜的界面及力学性能研究 |
| 4.3.2.2 近红外光实时响应型光子晶体用于柔性防伪标签的研究 |
| 4.3.2.3 近红外光非接触式多色光子晶体柔性薄膜的实时显示特性研究 |
| 4.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 博士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
（5）纳米碳修饰Bi12O17Cl2复合材料的制备和光催化性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 前言 |
| 1.1 光催化技术的发展概况 |
| 1.1.1 光催化基本概念 |
| 1.1.2 光催化技术的优缺点 |
| 1.2 光催化剂的发展概况 |
| 1.3 铋系催化剂的种类及介绍 |
| 1.4 卤氧化铋BiOX(X=Cl、Br、I)系光催化材料 |
| 1.5 非化学计量比Bi_(12)O_(17)Cl_2光催化剂的研究现状 |
| 1.6 选题意义和主要内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 主要试剂 |
| 2.2 实验所用仪器及设备 |
| 2.3 光催化剂的表征测试方法 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 扫描电镜(SEM) |
| 2.3.3 透射电镜(TEM) |
| 2.3.4 紫外-可见漫反射(UV-vis DRS) |
| 2.3.5 比表面积分析(BET) |
| 2.3.6 光致发光光谱(PL) |
| 2.3.7 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.4 光催化降解实验 |
| 2.4.1 光源 |
| 2.4.2 实验装置 |
| 2.4.3 光催化活性实验 |
| 2.4.4 检测活性物种 |
| 3 碳纳米管/Bi_(12)O_(17)Cl_2复合催化剂的性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 CNTs/Bi_(12)O_(17)Cl_2 复合材料的制备及其光催化性能的研究 |
| 3.2.1 催化剂的制备 |
| 3.2.2 催化剂的结构表征 |
| 3.2.3 催化性能研究及催化机理讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 石墨烯/Bi_(12)O_(17)Cl_2复合催化剂的性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 石墨烯/Bi_(12)O_(17)Cl_2复合材料的制备及其光催化性能研究 |
| 4.2.1 催化剂的制备 |
| 4.2.2 催化剂的结构表征 |
| 4.2.3 催化性能研究及催化机理讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
（6）光辅助间接碳燃料电池阳极反应机理及催化剂的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 燃料电池的研究概述及现状 |
| 1.2.1 燃料电池的研究背景 |
| 1.2.2 燃料电池效率 |
| 1.2.3 燃料电池的分类 |
| 1.3 直接碳燃料电池(DCFC) |
| 1.4 间接碳燃料电池(ICFC) |
| 1.4.1 间接碳燃料电池的研究 |
| 1.4.2 间接碳燃料电池阳极催化剂的研究 |
| 1.5 碳燃料概述 |
| 1.5.1 碳燃料的选择 |
| 1.5.2 生物质碳燃料的制备 |
| 1.5.3 生物质碳燃料的活化方法 |
| 1.6 本论文的研究意义与主要研究内容 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂和实验设备 |
| 2.1.1 实验所需的试剂 |
| 2.1.2 实验所需的设备 |
| 2.1.3 实验所需的设备的预处理 |
| 2.2 实验所使用的碳材料的制备 |
| 2.2.1 秸秆碳材料的制备 |
| 2.2.2 纳米碳纤维材料的制备 |
| 2.2.3 细菌纤维素水合碳的制备方法 |
| 2.3 材料的表征方法 |
| 2.3.1 X射线衍射法(XRD) |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.3 傅里叶变换红外光谱分析(FTIR) |
| 2.4 电化学测试方法 |
| 2.4.1 循环伏安法 |
| 2.4.2 线性扫描伏安法 |
| 2.4.3 计时电流测试 |
| 2.4.4 燃料电池全电池测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 不同种碳材料的制备及间接碳燃料电池阳极催化性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同种碳材料的制备以及表征 |
| 3.2.1 材料的制备 |
| 3.2.2 材料的物性表征和分析 |
| 3.3 实验部分 |
| 3.3.1 碳材料的预处理 |
| 3.3.2 实验测试样品的制备 |
| 3.3.3 测试仪器的组装和测试方法 |
| 3.4 实验结果与讨论 |
| 3.4.1 细菌纤维素水合碳做碳材料时阳极反应的结果与讨论 |
| 3.4.2 煤质活性炭做碳材料时阳极反应的结果与讨论 |
| 3.4.3 纳米碳纤维做碳材料时阳极反应的结果与讨论 |
| 3.4.4 秸秆碳做碳材料时阳极反应的结果与讨论 |
| 3.4.5 磷钼酸对碳间接电氧化的促进作用 |
| 3.4.6 磷钼酸间接电氧化碳反应的机理探讨 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 光辅助间接碳燃料电池全电池测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电极的制备与燃料电池全电池系统的组装 |
| 4.2.1 碳布电沉积钯电极制备 |
| 4.2.2 阴极氧化剂的制备 |
| 4.2.3 燃料电池全电池系统的组装 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 全电池反应机理 |
| 4.3.2 四种碳燃料的全电池测试 |
| 4.3.3 碳燃料为细菌纤维素水合碳的光辅助间接碳燃料电池 |
| 4.3.4 碳燃料为纳米碳纤维的光辅助间接碳燃料电池 |
| 4.3.5 碳燃料为秸秆碳的光辅助间接碳燃料电池 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）分子印迹光子晶体传感器的制备及检测应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 光子晶体概述 |
| 1.2 蛋白石与反蛋白石结构的光子晶体 |
| 1.3 响应性光子晶体 |
| 1.4 分子印迹技术概述 |
| 1.5 分子印迹聚合物的制备方法 |
| 1.5.1 本体聚合 |
| 1.5.2 沉淀聚合 |
| 1.5.3 悬浮聚合 |
| 1.5.4 乳液聚合 |
| 1.5.5 原位聚合 |
| 1.6 分子印迹聚合物识别性能的影响因素 |
| 1.6.1 功能单体 |
| 1.6.2 交联剂 |
| 1.6.3 溶剂 |
| 1.6.4 引发剂和引发方式 |
| 1.6.5 洗脱液 |
| 1.7 响应性光子晶体与分子印迹技术的联用 |
| 1.8 分子印迹光子晶体拟需要解决的问题 |
| 1.9 研究目的、意义及研究内容 |
| 1.9.1 研究目的 |
| 1.9.2 研究意义 |
| 1.9.3 技术路线与研究内容 |
| 第二章 SiO_2 微球的合成及其光子晶体的制备与表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂及仪器 |
| 2.2.2 合成单分散SiO_2 微球 |
| 2.2.3 SiO_2 光子晶体的制备 |
| 2.2.4 样品表征 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 TEOS与氨水用量对SiO_2 微球的影响 |
| 2.3.2 硅球粒径对光子晶体衍射峰及结构色的影响 |
| 2.3.3 SiO_2 光子晶体衍射峰波长实际值与理论值的对比 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 PS微球的合成及其光子晶体的制备与表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂及仪器 |
| 3.2.2 单分散PS微球的制备 |
| 3.2.3 PS光子晶体的制备 |
| 3.2.4 样品表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 合成方法对PS微球粒径的影响 |
| 3.3.2 乳化剂用量对PS微球粒径的影响 |
| 3.3.3 苯乙烯用量对PS微球粒径的影响 |
| 3.3.4 加料方式对PS微球粒径的影响 |
| 3.3.5 合成时间对PS微球粒径的影响 |
| 3.3.6 PS光子晶体的制备 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 恩诺沙星反蛋白石MIPC传感器的制备及分子印迹体系的优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂与仪器 |
| 4.2.2 恩诺沙星分子印迹光子晶体的制备与表征 |
| 4.2.3 分子印迹体系的优化 |
| 4.2.4 MIPC对恩诺沙星的识别性能探究 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 分子印迹体系的优化 |
| 4.3.2 恩诺沙星MIPC的形貌表征 |
| 4.3.3 恩诺沙星MIPC的识别性能 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 鱼用麻醉剂光子晶体传感器的制备及应用研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂与仪器 |
| 5.2.2 苯佐卡因光子晶体传感器的制备与表征 |
| 5.2.3 苯佐卡因光子晶体传感器吸附性能的优化及探究 |
| 5.2.4 实际样品的测定及方法对比 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 苯佐卡因光子晶体传感器吸附性能的优化及探究 |
| 5.3.2 实际样品的测定及方法对比 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 论文发表情况 |
| 致谢 |
（8）有序-无序层次结构光子晶体的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 结构生色材料与角度依赖性 |
| 1.1.1 天然与人工结构色材料 |
| 1.1.2 结构色材料的角度依赖性 |
| 1.1.3 无角度依赖型结构生色材料 |
| 1.2 三维光子晶体的制备及应用 |
| 1.2.1 三维光子晶体结构色材料的制备方法 |
| 1.2.2 三维光子晶体结构色材料的应用 |
| 1.3 复合结构光子晶体及禁带叠加理论 |
| 1.3.1 复合结构光子晶体 |
| 1.3.2 复合结构光子晶体的制备方法 |
| 1.3.3 光子禁带叠加理论 |
| 1.4 高明亮度低角度依赖结构色材料 |
| 1.5 本论文的研究意义、内容及创新点 |
| 1.5.1 研究目的和意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 创新点 |
| 第二章 PS@PDA纳米微球和阴离子型PU分散体的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料与仪器 |
| 2.2.2 单分散包覆聚多巴胺的聚苯乙烯(PS@PDA)微球的制备 |
| 2.2.3 阴离子型聚氨酯(PU)分散体的制备 |
| 2.2.4 测试与表征 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 PS@PDA微球的性能与表征 |
| 2.3.2 阴离子型聚氨酯分散体的性能与表征 |
| 2.3.3 二元共混分散体的稳定性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 二元共混热辅助动态自组装制备有序-无序层次结构光子晶体 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料与仪器 |
| 3.2.2 玻片清洗 |
| 3.2.3 二元共混热辅助动态自组装法制备有序-无序层次光子晶体膜 |
| 3.2.4 制备无定型结构光子晶体膜 |
| 3.2.5 自组装过程中粒子形态监测 |
| 3.2.6 测试与表征 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 二元共混热辅助动态自组装过程 |
| 3.3.2 有序-无序层次光子结构的光学性能 |
| 3.3.3 PU添加量对结构色薄膜的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 变电压电泳自组装制备有序-无序层次结构光子晶体 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料与仪器 |
| 4.2.2 胶体粒子前驱分散液的制备 |
| 4.2.3 变电压电泳自组装制备有序-无序层次光子结构 |
| 4.2.4 测试与表征 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 PDDA添加量对电泳自组装的影响 |
| 4.3.2 光子晶体微观形貌的控制及其光学性能 |
| 4.3.3 曲面基底上的电泳自组装 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（9）sp基一维纳米碳材料的电弧法制备及其结构表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 含sp结构一维纳米碳材料的研究现状 |
| 1.1 卡拜 |
| 1.1.1 卡拜的早期研究 |
| 1.1.2 卡拜的近期进展 |
| 1.2 碳纳米线 |
| 1.2.1 碳纳米线的结构 |
| 1.2.2 碳纳米线的主要制备方法 |
| 1.2.3 碳纳米线的形成机理研究 |
| 1.2.4 碳纳米线的表征及物性研究 |
| 1.3 短碳链系统 |
| 1.3.1 短碳链的主要制备方法 |
| 1.3.2 短碳链的表征及物性研究 |
| 1.4 本课题研究的内容及意义 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 气体环境冷却增强电弧法制备碳纳米线及其表征研究 |
| 2.1 研究目的 |
| 2.2 气体环境冷却增强电弧法实验设计 |
| 2.2.1 实验装置设计 |
| 2.2.2 制备过程及参数 |
| 2.3 气体环境冷却增强条件制备碳纳米线样品表征 |
| 2.3.1 碳纳米线的拉曼光谱表征 |
| 2.3.2 碳纳米线的扫描电子显微镜表征 |
| 2.3.3 碳纳米线的透射电子显微镜表征 |
| 2.4 温度分布的有限元模拟分析 |
| 2.4.1 直流电弧模型分析 |
| 2.4.2 温度分布的有限元模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 磁场增强电弧法制备碳纳米线及其表征研究 |
| 3.1 研究目的 |
| 3.2 磁场增强电弧法实验设计 |
| 3.2.1 实验装置设计 |
| 3.2.2 制备过程及参数 |
| 3.3 磁场增强条件制备碳纳米线样品表征 |
| 3.3.1 碳纳米线的拉曼光谱表征 |
| 3.3.2 碳纳米线的扫描电子显微镜表征 |
| 3.3.3 碳纳米线的透射电子显微镜表征 |
| 3.4 磁场分布的有限元模拟分析 |
| 3.4.1 直流电弧的磁场分析 |
| 3.4.2 磁场分布的有限元模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 极限条件气相电弧法制备短碳链结构 |
| 4.1 研究目的 |
| 4.2 实验方案与过程 |
| 4.3 实验结果表征 |
| 4.3.1 含短碳链样品的紫外吸收光谱表征 |
| 4.3.2 含短碳链样品的拉曼光谱表征 |
| 4.3.3 粉末样品的电子显微图像表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文和参加的会议 |
| 作者在攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（10）基于二氧化钛@石墨烯核壳结构的空位调控及稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 光催化反应机理 |
| 1.3 二氧化钛光性能提升方法 |
| 1.3.1 纳米结 |
| 1.3.2 空位工程 |
| 1.4 本论文的主要研究内容及创新点 |
| 第2章 核壳结构TiO_2@rGO异质结界面的构筑及表面空位调控 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂、耗材和仪器 |
| 2.2.2 实验方法 |
| 2.2.3 材料结构表征方法 |
| 2.2.4 光催化产氢性能表征方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 形貌结构表征 |
| 2.3.2 光催化性能表征 |
| 2.3.3 机理研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 核壳结构TiO_2-CQDs@rGO异质结界面构筑及体相空位调控 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂、材料和仪器 |
| 3.2.2 实验方法 |
| 3.2.3 材料结构表征方法 |
| 3.2.4 光催化产氢性能表征方法 |
| 3.2.5 光电化学测试方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 形貌结构表征 |
| 3.3.2 光催化性能表征 |
| 3.3.3 机理研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 核壳结构TiO_2@CdS@rGO异质结的构筑及其光催化性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂、材料和仪器 |
| 4.2.2 实验方法 |
| 4.2.3 材料结构表征方法 |
| 4.2.4 光催化产氢性能表征方法 |
| 4.2.5 光电流测试方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 形貌结构表征 |
| 4.3.2 光催化性能表征 |
| 4.3.3 机理研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间的科研成果 |
四、用纳米碳制备光子晶体（论文参考文献）
- [1]纳米碳光催化剂的合成及光催化产氢性能[D]. 王若男. 山西大学, 2021(12)
- [2]助催化剂分离的TiO2基催化剂的制备及光催化性能研究[D]. 刘秀. 黑龙江大学, 2021
- [3]纳米二氧化硅的可控制备及其在结构色和染料降解方面的应用[D]. 任超男. 陕西科技大学, 2021(09)
- [4]实时响应型光子晶体微球阵列的制备与外场调控[D]. 黄超. 北京化工大学, 2020(01)
- [5]纳米碳修饰Bi12O17Cl2复合材料的制备和光催化性能[D]. 马金荧. 辽宁石油化工大学, 2020(04)
- [6]光辅助间接碳燃料电池阳极反应机理及催化剂的研究[D]. 段默俨. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [7]分子印迹光子晶体传感器的制备及检测应用[D]. 陈诗丽. 广州大学, 2019(01)
- [8]有序-无序层次结构光子晶体的制备及性能研究[D]. 陈高文. 华南理工大学, 2019(01)
- [9]sp基一维纳米碳材料的电弧法制备及其结构表征[D]. 张一帆. 上海大学, 2019(01)
- [10]基于二氧化钛@石墨烯核壳结构的空位调控及稳定性研究[D]. 卢毅. 武汉理工大学, 2019(07)