半导体纳米粒子薄膜的组装以及卟啉、酞菁对薄膜光电压的敏化

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ytcxw
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
纳米薄膜在光学、电学、磁学、力学、化学传感等方面具有独特的性质,是一类具有广泛应用前景的新材料。在众多制备纳米薄膜的技术中,自组装技术从分子水平操纵纳米粒子,将其组装成结构有序的薄膜,具有简便易行、可操作性强的优点。本论文采用静电自组装的方法将半导体纳米粒子组装成薄膜,利用有机染料酞菁、卟啉对无机半导体纳米粒子薄膜进行敏化;考察了由带相反电荷的酞菁和卟啉形成的酞菁-卟啉、卟啉-卟啉聚集体的结构组成和光谱性质;利用静电自组装技术组装了半导体胶体粒子的链式结构,研究了如何通过调控纳米粒子的表面态而改变纳米粒子的发光性质。各章内容概括如下: 1.组装了(CdS-PDDA)n、(ZnS-PDDA)n和(CdSe-PDDA)n纳米粒子薄膜,考察了膜的形貌、结构和性质。利用磺化酞菁铜对薄膜进行敏化,实验结果表明染料与几种纳米电极界面之间均发生了有效的光生电荷分离,使电极的光伏信号明显增强,响应范围增宽,证明磺化酞菁铜对上述半导体纳米电极进行了有效敏化。 2.合成了水溶性卟啉5,10,15,20-四(4-三甲基铵基苯基)卟啉碘化物(H2TAPP)及其金属衍生物ZnTAPP和CoTAPP,将H2TAPP与5,10,15,20-四(4-磺酸基苯基)卟啉(H2TSPP)分别与CdS纳米粒子电极作用,考察了两类电极的光伏响应效果。实验结果表明卟啉环上的取代基能够影响卟啉的LUMO和HOMO能级,使H2TAPP不能敏化CdS纳米粒子电极,而H2TSPP能够成功地将其敏化。 3.发现H2TAPP与ZnTAPP以及H2TAPP与CoTAPP在溶液中形成了异聚体,吸附了卟啉异聚体后的CdS纳米电极的光电响应得到明显改善。虽然H2TAPP及其金属卟啉由于自身的氧化还原电势和CdS纳米粒子的导带能级不匹配而无法单独敏化CdS纳米电极,但形成异聚体后却产生了完全不同于单一染料的敏化效果,这种现象至今尚未见报道,这对构建新型太阳能电池提供了新的设计思路。此外,对卟啉异聚体的敏化机理进行了探讨。 4.研究了带负电荷的水溶性酞菁CuTsPc与带正电荷的卟啉MTAPP(M=H2、Zn、Co、Ni、Cu)以及带负电荷的卟啉(H2TSPP)与MTAPP(M=Zn、Co、Ni、Cu)作用,实验结果表明这些带异性电荷的酞菁与卟啉以及卟啉与卟啉在溶液中迅速形成聚集体。利用吸收光谱确定了这些超分子的组成,并且对超分子内组分之间的电荷传递进行了初步研究。 5.利用静电自组装的方法成功制备了陈化的CdS胶体粒子与5,10,15,20-四(4-三甲基铵基苯基)卟啉钴碘化物(CoTAPP)的链式结构,并利用吸收光谱、荧光光谱与扫描电镜等检测手段表征了该链式结构。同时制备了新合成的CdS纳米粒子与CoTAPP的静电自组装复合膜,将二者从形貌、性质等方面进行了比较,提出链式结构的形成机理。该方法不使用外加模板,简单易行,是一种新颖的制备一维结构的方法。另外,通过改变反应条件和反应物配比,合成了具有不同表面态的ZnS纳米粒子,利用UV-vis、荧光、XRD等手段,对其结构和表面态的发光性质进行了表征。初步研究结果表明通过控制外部条件可以有效调控纳米粒子表面态,从而改变纳米粒子的发光性质。
其他文献
艺术思想是十九世纪艺术发展的重要方向.在这个时期中产生了很多的艺术流派和艺术画家,他们在创作绘画的同时也在展现着自身对于艺术的理解,因此,该时期的艺术发展便成为研究
本论文共分两部分,第一部分是关于含氟碳链咪唑盐的合成及在过渡金属催化的偶联反中的应用研究;第二部分是关于含硫合成子的应用研究。   第一部分:以三氟丙烯为原料,找到了一
在过去很长的一段时间,国内的艺术展览多偏重展示经典艺术家的经典作品,吸引了大批慕名而来的观众。这些展览虽然依托于博物馆和美术馆的藏品实力短时间内集结了一批经典作品
这本是一只极普通的船,漂浮在嘉兴南湖的水面;这又是一只极不平凡的船,载着辉煌的历史,载着绚丽的昨天。船不大,却载着救民于水火的伟大理想;船不大,却点燃了一个时代的火把。这只船
黄芩是一种具有广谱药理作用的传统中药。其主要生物活性成分是黄酮类化合物黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素和汉黄芩素。近年米,生物医学和新药开发等领域的发展极大的促进了黄芩等
由于在光通讯、光计算机和光能转换等方面的应用前景,合成大的非线性光学材料是当前非常活跃的高科技领域。本论文介绍了非线性光学、非线性光学材料和具有非线性光学性质的树
最近,中共中央政治局委员、书记处书记、中宣部部长丁关根同志在山西视察工作时强调:山西各级党委、政府和广大干部群众,要认真学习贯彻江总书记的“七一”重要讲话精神,抓住机遇
中国油画中的写意语言探索是“中西艺术结合”的实践形式之一。油画和写意,一者是西方传统绘画材料,一者是中国传统艺术形式,两者的融合产生了艺术文化碰撞的火花,油画中写意
等离子体平板显示(PDP)是目前高清晰度、大屏幕平板显示中的佼佼者,使挂壁彩电成为现实,但其关键部分之一—PDP荧光粉的发展却存在着相当滞后的问题,因此急需开发出性能更好
超分子化学是目前最令人着迷和发展前景甚好的领域之一,虽然超分子化学的发展时间不长,但是近一段时间以来超分子化学呈现快速发展态势,并在材料、信息、医药、能源、环境等领域