近年来, 石墨烯以其独特的结构和优异的性能, 在化学、物理和材料学界引起了广泛的研究兴趣. 人们已经在石墨烯的制备方面取得了积极的进展, 为石墨烯的基础研究和应用开发提供了原料保障. 本文大量引用近三年最新参考文献, 综述了石墨烯的制备方法: 物理方法(微机械剥离法、液相或气相直接剥离法)与化学法(化学气相沉积法、晶体外延生长法、氧化?还原法), 并详细介绍了石墨烯的各种修饰方法. 分析比较了各种方法的优缺点, 指出了石墨烯制备方法的发展趋势. 

采用固相反应法在1400℃合成了CaZr_1-xIn_xO_3-α(x=0, 0.05, 0.10, 0.15)陶瓷粉体, 在空气中1550℃, 10 h对材料进行二次烧结. XRD物相分析结果确定合成后的样品中有CaZrO₃和微量CaIn₂O₄存在. 实验在600’850℃含水氩气中测量了样品的交流阻抗谱, 计算出其电导率随温度变化的规律和电导激活能. 在800℃时, CaZr_1-xIn_xO_3-α的电导率分别为4.64×10^-7 S/cm(x=0)、3.06×10^-4 S/cm(x=0.05)、3.89×10^-4 S/cm(x=0.10)、3.93×10^-4 S/cm (x=0.15). 研究结果表明: 对CaZrO₃掺In能显著提高材料的电导率, 降低电导激活能, 掺杂量x>0.1时, 电导率增加变缓, 并且电导率随温度的升高而增大. 研究得到CaZr_1-xIn_xO_3-α的电导率与掺杂量的关系式.

以SiO₂@TiO₂核壳结构粒子为新型功能填料, 采用旋涂方法制得了高温隔热涂层. TEM照片显示通过溶胶-凝胶法, 成功在SiO₂核上包覆上厚度为50 nm的TiO₂壳层. 通过自开发的测试设备表征了填料加入前后涂层在1300~1500℃的隔热性能. 结果表明: SiO₂@TiO₂核壳结构粒子加入后, 隔热涂层能将从热源辐射出的热流减少50%, 在热源温度达1500℃时涂层试样的表背温度差为260℃. 加入SiO₂@TiO₂核壳粒子的涂层在高温下隔热效果明显, 是一种很有前景的高温隔热涂层填料.

锌离子电池是近年来发展起来的一种新型二次水系电池, 具有高能量密度、高功率密度、放电过程高效安全、电池材料无毒廉价、制备工艺简单等优点, 在大型储能等领域具有很高应用价值和发展前景。本文综述了水系锌离子电池的研究进展, 对金属锌作负极的优点和面临的处理问题进行总结, 对已报导的正极材料中锌离子电池的电化学性能和反应机制进行分析, 并通过分析目前多价离子的脱嵌特性对锌离子电池正极材料的发展进行预测。

以Na₂WO₄·2H₂O和Zn(COOCH₃)₂·2H₂O为原料, 采用微波水热法, 制备具有光催化性能的黑钨矿型棒状ZnWO₄纳米晶. 利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外–可见吸收光谱仪(UV-Vis)和光致发光谱仪(PL)分别对产物的物相、形貌和光学性能进行了表征. 结果表明: 采用微波水热法, 产物沿(100)晶面取向生长为棒状结构; 对其光学性能和光催化性能的研究显示, 所制备的ZnWO₄具有蓝光发光特性, 其激发峰和发射峰分别为295和460 nm, 其还具有较强的紫外吸收特性; 棒长约为50~60 nm, (100)取向度为0.24的ZnWO₄纳米晶具有最佳的光催化性能.

本文提出了一种新型染料敏化太阳能电池的叠层结构设计, 其中光阳极由导电玻璃上的第一层TiO₂纳米薄膜和不锈钢网上的第二层TiO₂纳米薄膜组成, 不同染料间的负反应相比混染共敏方式少. 此结构中引入的金属网, 减少了导电玻璃的使用片数, 从而减少入射光的损失; 同时也解决了两层不同TiO₂薄膜间的电连接性问题, 并提高电子传输和收集效率. 此叠层电池的光电转换效率达1.96%, 短路电流为8.4mA/cm², 相比相同电池厚度的单层电池, 效率提高约62%. 通过阻抗谱分析了叠层电池内部的电子传输, 给出叠层电池的等效电路图. 此外, 还发现电池厚度的增加及电子在不锈钢网表面的复合对光电性能有显著影响.

通过采用机械合金化方法制备的高活性的粉体, 可以高度可重复性地制备高质量的铁基超导材料Sm_0.85Nd_0.15FeAsO_0.85F_0.15. 样品具有高临界温度T_c(约51 K)和高临界场H_c2(达到377 T). 由WHH公式确定的H_c2显著高于常规固相方法制备样品的典型值(<200 T). 高的临界磁场H_c2与样品微结构有很大关系. 机械合金化处理的原始粉体包含大量的晶格畸变缺陷, 在快速升温和低温退火制备的小晶粒陶瓷样品中这些缺陷会部分残留, 因此形成有效的磁通钉扎, 从而提高样品的临界场.

低维化和纳米化实现电、声输运特性的协同调控从而优化热电性能是当前热电材料领域的一个重要研究方向. 通过外混、原位复合等方式引入的纳米颗粒能散射具有中长波波长的声子从而降低材料的晶格热导率, 同时纳米化有助于载流子在费米能级附近态密度的提高, 纳米颗粒构成的界面所产生的界面势垒能有效过滤低能量载流子, 从而增大赛贝克系数. 纳米颗粒的含量、分散状态以及颗粒本征性质是设计高性能纳米复合热电材料的关键. 对于不同材料体系, 外部混合、原位氧化、分相析出等制备方法为实现微结构控制提供了可能. 本文以几个典型材料体系为例介绍微结构调控提高材料热电性能的研究进展, 并讨论微结构调控对电、声输运的影响机制.

用十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)通过离子交换法对钠基蒙脱土成功进行了有机化插层改性. 红外分析结果表明: OTAC与蒙脱土之间发生了反应, X射线衍射(XRD)分析结果显示随OTAC浓度的提高, 蒙脱土的(001)晶面间距逐渐扩大, 最大值可增至3.80 nm; 基于以上分析研究, 假定了OTAC分子在蒙脱土片层间的排列分布状态. 扫描电镜(SEM)观察到改性前后蒙脱土的表面形貌发生了显著变化, 改性前蒙脱土团聚成大小不一的致密堆积颗粒, 而改性后的蒙脱土被剥离为松散的鱼鳞片状; 接触角测试和沉降实验结果表明, 改性后钠基蒙脱土的表面润湿性由亲水性转变为亲油性.

采用氧等离子体辅助脉冲激光沉积方法(PLD)在硅衬底上, 制备出高度(001)取向的钙钛矿相结构钛铌镁酸铅(PMN-PT)薄膜. 研究了氧等离子体辅助对PMN-PT薄膜相结构、微观形貌和电学性能的影响. 结果表明, 通过在薄膜沉积过程中引入高活性的氧等离子, 可以有效地提高PMN-PT薄膜的结晶质量和微观结构. 未采用氧等离子体辅助PLD方法制备PMN-PT薄膜的介电常数(10 kHz)和剩余极化(2P_r)分别为1484和18 μC/cm², 通过采用氧等离子体辅助, 其介电常数和剩余极化分别提高至3012和38 μC/cm².  

以片状NaNbO₃晶粒为模板, 以K₄CuNb₈O₂₃(KCN)为助烧剂, 通过丝网印刷技术制备出晶粒定向的K_0.45Na_0.55NbO₃(KNN)无铅压电陶瓷. 片状的NaNbO₃模板是以铋层状Bi_2.5Na_3.5Nb₅O₁₈为前驱物, 通过熔盐-拓扑微观反应制得. 织构化(K_0.45Na_0.55)NbO₃陶瓷的晶粒定向程度达到95%, 其定向晶粒沿丝网印刷方向平行排列, 块体的相对密度达到92%. 在平行和垂直于丝网印刷方向的两个面上, 织构化(K_0.45Na_0.55)NbO₃陶瓷表现出不同的定向程度, 且其介电、铁电和压电性能均明显优于无织构化陶瓷. 介电常数ε_r、压电系数d₃₃、机电耦合系数k_p在平行于丝网印刷方向的表面上, 分别提高了75%、44%、42%; 在垂直于丝网印刷方向的表面上分别提高了35%、30%、35%. 相对于目前其它的晶粒定向技术, 丝网印刷方法既简单又高效.

利用大气等离子喷涂制备了ZrO₂涂层, 采用扫描电子显微镜结合图像分析的方法对涂层的显微结构特征(总气孔率和大气率)进行了量化表征. 同时利用扫描电子显微镜附带X射线扫描成像对涂层内部的微裂纹和大的分隔裂纹的三维分布进行了表征. 据此建立了ZrO₂涂层显微结构与热导率之间的关系. 室温下, 涂层N2的热导率较N1的低, 因为涂层N2内气孔和微裂纹数较多; 在1000℃, 由于微裂纹的烧结作用导致热导率增大, 所以涂层N2的热导率较N1反而高. 高温下, 涂层内由微裂纹汇聚而形成的大的分隔裂纹的存在则可以有效地抑制烧结, 降低涂层的热导率.

以碳纤维为填充物, 环氧树脂为基体, 制备了碳纤维/环氧树脂介电复合材料. 介绍了两种分布方式对复合材料介电性能的影响, 分别研究了两种分布方式的介电常数随碳纤维含量和长度的变化规律. 在2.6–8.2 GHz频率范围内, 轴向介电常数是径向介电常数的数倍; 实部和虚部都随着碳纤维含量的增加而增大; 碳纤维长度也对介电性能的各向异性影响显著. 双层微波传输带模型可以合理地解释这些规律.

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂, 磷酸三甲酯(C₃H₉O₄P)为辅助模板剂, 以二水合四氯化锡(SnCl₄·2H₂O)为锡源, 在水溶液中用水热法合成了孔壁为结晶态多孔氧化锡纳米粒子团聚体. 通过扫描电子显微镜(SEM), 高分辨透射电子显微镜(HRTEM), X射线衍射(XRD), 热分析, N₂吸附-脱附等对样品的结构和形貌进行了表征分析. 结果表明: 小分子磷酸三甲酯的加入能够很好地辅助四氯化锡在CTAB胶束附近的堆积, 有利于提高材料的比表面积, 并改善体系的热稳定性. 进一步通过恒电流法研究了材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能. 经300℃煅烧处理的多孔氧化锡团聚体表现出了高的首次可逆脱锂容量(962.4 mAh/g), 经分析原因发现, 这是由于体系内残留的不完全燃烧的碳及材料本身的多孔结构引起的. 综上可见, 加入电负性较大的大体积反离子作为共模板剂可作为一种改善多孔金属氧化物材料性能的有益尝试.

石墨烯以其优异的性能和独特的二维结构成为材料领域研究热点。本文综述了石墨烯的制备方法并分析比较了各种方法的优缺点, 简单介绍了石墨烯的力学、光学、电学及热学性能。基于石墨烯的复合材料是石墨烯应用领域中的重要研究方向, 本文详细介绍了石墨烯聚合物复合材料和石墨烯基无机纳米复合材料的制备及应用, 并特别讨论了石墨烯/块体金属基复合材料的制备方法和其优异性能。

利用水热法在不同条件下在ITO-PET(tin-doped indium oxide polyethylene terephthalate)上制备氧化锌纳米棒阵列, 通过一些定量的参数, 如纳米棒的直径、长度和棒密度来表征纳米棒的形貌. 通过改变反应条件可以调节上述参数. 分别讨论了两个重要条件: 反应时间和前驱体浓度. 研究表明前驱体浓度对长径比有重要影响. 柔性基底上的氧化锌纳米棒作为染料敏化电池的新型光阳极, 长径比的改变对柔性电池有重要的影响. 可通过调节反应条件来提高柔性染料敏化电池的性能.

采用传统的固相合成法制备了Eu³⁺掺杂的Bi₄Si₃O₁₂发光材料. 使用X射线粉末衍射技术对制备的发光粉体进行了表征. Eu³⁺掺杂的Bi₄Si₃O₁₂材料的激发谱表明, 在265 nm处强而宽的谱带对应于Eu³⁺ → O^2-之间的电荷转移跃迁带. 在用紫外光激发的荧光光谱中, Eu³⁺掺杂的Bi₄Si₃O₁₂材料在614 nm处有强的红光发射. 材料的激发和发射光谱结果表明, Eu3+掺杂的Bi₄Si₃O₁₂有望做为红色固体发光的候选材料.

用传统固相反应法制备了(K_0.5Na_0.5)NbO₃(KNN)和0.98(K_0.5Na_0.5)NbO₃-0.02LaFeO₃(0.98KNN-0.02LF)无铅陶瓷, 并对其介电、铁电性质以及相结构进行了研究. KNN陶瓷是正交相, 0.98KNN-0.02LF陶瓷是伪立方相结构. 介电研究表明: 0.98KNN-0.02LF 陶瓷的介温曲线与KNN陶瓷相比较出现两点异常: (i)正交相–四方相相变温度(T_O-T)和四方 相–立方相相变温度(T_T-C)均降低; (ii)最高介电常数温度T_m附近的相变温度宽化. 并且, 0.98KNN-0.02LF陶瓷在0~400℃内显示了相对比较平坦的介电常数, 介电常数达到2000, 介电损耗低于4%. 电滞回线变“窄”进一步证明了0.98KNN-0.02LF陶瓷的弛豫性.

利用固相反应法制备了Sr₄Al₁₄O₂₅:(Eu²⁺, Dy³⁺)长余辉夜光材料, 并研究了H₃BO₃含量、固相反应温度和Eu含量对Sr₄Al₁₄O₂₅:(Eu²⁺, Dy³⁺)长余辉夜光材料性能的影响. 实验结果表明, H₃BO₃含量对蓝绿发射的Sr₄Al₁₄O₂₅相的形成至关重要. 在固相反应温度为1400℃, H3BO3含量为10at%, Eu/Al原子比为0.03的优化条件下, 获得了发射波长为 490 nm, 余辉时间长达24 h以上的Sr₄Al₁₄O₂₅夜光粉. 发光强度与Eu含量的关系证明, Sr₄Al₁₄O₂₅相的蓝绿发射过程主要受电子从深陷阱到Eu²⁺能级的转移速度的控制.

以尿素为沉淀剂, 通过沉积-淀的方法, 制备了高分散的金纳米颗粒负载的介孔氧化锆薄膜; 以1064 nm激光为入射光束, 通过Z扫描实验测试了复合薄膜的非线性光学折射和吸收, 并计算了复合薄膜的非共振三阶非线性光学极化率(~10^-10 esu), 金纳米颗粒的高分散性和氧化锆薄膜衬底的高线性折射率使复合薄膜显示了增强的三阶非线性极化率.

通过浆料直写无模成型技术制备了三维的TiO₂网络结构, 所得结构在空气中1150℃的条件下煅烧2 h, 并用于亚甲基蓝的光催化分解. 分别通过X射线衍射和扫描电子显微镜研究了烧成样品的物相结构和形貌. 用紫外-可见分光光度计表征了烧成样品的光催化分解性能, 结果显示本结构样品的光催化性能优于同质量的圆柱状样品. 此外, 本实验设计了三种不同的网络结构, 烧成后进行光催化降解性能测试. 结果显示: 通过合理的结构设计, 网络样品的光催化降解性能可提高大于60%的程度. 样品催化性能的提高可归因于催化剂结构设计所带来的材料对光辐射吸收的增强.

Mesoporous carbon CMK-3 was synthesized by using SBA-15 silica mesoporous as hard template and characterized through nitrogen adsorption/desorption and low angle X-ray diffraction. As-prepared material with large pores and high surface area was used to remove Orange G dye from aqueous solution. Adsorption experiments were carried out as batch studies at variety of contact times, pH, initial dye concentrations, temperatures and salt concentrations. Langmuir and Freundlich isotherm models were employed to simulate the equilibrium data of anionic dye. It was found that the equilibrium data were well represented by the Langmuir isotherm, yielding maximum monolayer adsorption capacity of 189 mg/g. Experimental data were analyzed using pseudo-first order and pseudo-second order kinetic models and obtained results indicated that kinetics followed a pseudo-second order equation.

用球磨法制备具有非晶纳米晶结构的CeMg₁₂+100wt%Ni+Ywt%TiF₃(Y=0、3、5)电极合金, 研究在球磨过程中加入不同含量的TiF₃对合金的微观结构及电化学性能影响。主要从电化学放电容量、循环稳定性以及电化学动力学方面对制备的合金电化学性能进行探讨, 并运用电化学PCT(压力-组成-温度)法从热力学角度进一步研究制备合金电化学性能变化的内在原因。结果表明: TiF₃有助于增强球磨CeMg₁₂+100wt%Ni+Ywt%TiF₃(Y=0、3、5)储氢合金玻璃化形成能力, 改善合金的电化学与动力学性能。另外, 球磨过程中加入TiF₃可以在一定程度上降低合金氢化物的热稳定性, 有利于电化学释氢反应的进行。

采用射频磁控溅射制备了具有特殊层状纳米结构的碲化铋热电薄膜. 以Bi₂Te₃为靶材, 在不同基底温度和沉积时间下制备了薄膜, 并利用X射线衍射、扫描电镜和X射线能谱等对样品进行了结构和成分分析, 同时测试了薄膜的电导率和Seebeck系数. 结果表明, 基底温度是影响薄膜微结构和热电性能的关键因素之一, 较高的基底温度利于层状结构的形成和功率因子的提高, 400℃基底温度下制备薄膜的功率因子最优. 然而, 所有薄膜均显示不同程度偏离Bi₂Te₃的化学计量比而缺Te, 优化薄膜成分有望进一步提高薄膜的热电性能.

研究了频率选择表面对超薄多层微波吸波体在低频(L和S频段)吸波性能的影响. 分别采用硫化工艺和激光刻蚀方法制备出传统的微波吸收材料(MAM)——橡胶板和FSS层, 然后利用它们合成多层微波吸波体(MMA)样品, 在NRL弓形法测试系统中测量该样品的反射率. 发现随着FSS层在传统吸波材料层中的引入, 确实可以增强整个多层吸波体在低频段的吸波性能. 实验结果显示, 当两个FSS层在多层吸波体中适当排列时, 可以在1 GHz得到一个–3.49 dB的反射率峰值, 最大反射峰值可达–9.35 dB, 这时的样品厚度是1.8 mm. 本研究为吸波材料的吸波性能向低频段的拓展提供了一种有效的方法.

采用沉淀法制备了纳米氟羟基磷灰石(FHA), 研究了合成温度、初始氟离子浓度和 pH 值对氟替代的影响. 用 X 射线衍射和红外光谱表征了FHA粉体的物相组成和晶体结构变化, 用透射电镜观察了FHA的形貌. 结果表明: 氟替代会导致晶格参数和键能的变化, 随着合成温度或原料中氟浓度的升高, FHA 晶粒尺寸和长径比增大; 相组成主要受pH值控制, 考虑到OH^–和F ^–对羟基空位的竞争, 高pH值不利于氟替代.

喷雾热分解(Spray Pyrolysis,简称SP)技术是一种很有发展前途的材料制备方法,与传统的材料制备技术相比,它具有很多优越性;如生成物颗粒可控,成分均匀,纯度较高,工艺过程温度低等,已在材料科学的许多领域中得到应用.SP技术在物理和化学方面的灵活性,为合成先进的陶瓷粉体和薄膜提供了更多的机会.本文简要地综述了SP技术以及在陶瓷粉体合成以及薄膜制备等方面的应用.

采用固相法制备了Ba_0.9175Ca_0.08Nd_0.0025(Zr_0.18Ti_0.8175-xY_xMn_0.0025)O₃ (BCZT-Y, x=0、0.5mol%、0.75mol%、1.0mol%、 1.5mol% 、2.0mol%)铁电陶瓷, 研究了不同Y³⁺掺杂量对该铁电陶瓷结构与介电性能的影响。结果表明: 随着Y³⁺掺杂量增加, Y³⁺进入晶格, BCZT-Y陶瓷的密度从4.029 g/cm³增加到6.058 g/cm³; 同时介电峰压低并展宽, 居里温度向低温方向移动, 表现出明显的铁电体弛豫特征, 采用Lorenz型公式对该实验结果进行拟合验证,发现随着Y³⁺掺杂量增加, 电滞回线变窄变斜、回线面积大幅减小, 剩余极化强度和矫顽电场降低。

利用柠檬酸硝酸盐溶胶凝胶自蔓延燃烧法, 在室温下制备了NiFe₂O₄
纳米粉体.通过调节氨水在前驱体溶液中的用量,获得了不同类型的干凝胶,并制备了相应的自燃烧粉体.借助XRD、TEM、IR、TGDTA技术, 研究了自燃烧粉体结晶度的变化规律,干凝胶的性质及热分解过程,进而分析了柠檬酸硝酸盐自蔓延燃烧的机理.研究表明,自燃烧粉体的主要物相为NiFe₂O₄,但含有少量α-Fe₂O₃与FeNi₃杂相. 随着氨水用量的增加, 合成粉体的结晶度逐渐提高. 干凝胶内含有无定形非晶相与NH₄NO₃结晶相, 氨水用量对NH₄NO₃含量及干凝胶的性质有显著的影响. 自蔓延燃烧的本质是NH₄NO₃分解与柠檬酸燃烧相互促进而形成的链式反应.

近年来, 石墨烯以其独特的结构和优异的材料性能而广泛应用于物理、化学及材料学等领域. 其中被寄予厚望的应用之一是高光电转换效率的新一代太阳能电池. 本文综述了石墨烯应用于太阳能电池领域的发展现状, 包括石墨烯应用于太阳能电池透光导电极、工作电极以及电池中电子受体材料等方面, 并指出了其今后的发展趋势.

用电弧炉熔炼法制备了新的三元金属间化合物Ce₅AgBi₃, 用Rietveld方法对其结构进行了精修, 该化合物为Hf₅CuSn₃结构(空间群p63/mcm), 其中Ce、Ag和Bi分别占据Hf、Cu和Sn的位置, 晶胞参数为: a=b=9.7163(3)A, c=6.6228(2)A, V=541.47(5)A³. 该结构特点是沿着c轴方向的层状结构. 其中6g的Ce和Bi组成六边形网状平面结构, 2d的Ag和4f位置的Ce分别占据由Ce-Bi六边形所形成的沿着c轴方向的两种隧道中. 用PPMS对Ce5AgBi3的磁性和比热性能做了分析. 该化合物低温下为反铁磁性, 奈尔温度为3.8K, 高温时符合居里-外斯定律, 有效磁量子数为2.67μ_B, 表明其磁矩都是由Ce³⁺提供.

提出了一种新的氧化物电极制备方法: 微波热解法. 分别采用微波热解法及刷涂热解法来制备电极. 通过SEM、XRD、强化寿命、线性扫描等测试手段对两种电极进行了比较. 以酸性红G为目标物考察两种电极的电催化性能. 与传统刷涂热解法相比, 微波热解法所需操作时间较少(2 h), 操作步骤及强度也较低. 结果表明, 新方法制备得到的电极在表面形貌、氧化物晶型、电极稳定性、氧析出电位及电催化性能等方面, 相比于传统方法制备的电极, 均有一定程度的提升.

利用传统的固相反应工艺制备了NaCu₃Ti₃NbO₁₂和NaCu₃Ti₃SbO₁₂陶瓷, 对它们的介电性质和晶格结构进行了研究。结果显示, 两种陶瓷都存在低频介电常数高于7×10³的巨介电行为; 在室温或者更低温度下, 两种陶瓷的介电频谱(40 Hz~110 MHz)的实部只出现一个介电弛豫, 而更高温度下的介电频谱的实部则会有两个介电弛豫; XRD结果显示两种陶瓷中都含有少量的CuO第二相。这些实验结果能用CCTO陶瓷中的内阻挡层电容效应解释。NaCu₃Ti₃SbO₁₂陶瓷的室温介电损耗在40 Hz到7 kHz的宽频率范围内低于0.05, 并且其1 kHz的介电损耗在-50~ 80℃的宽温度范围内低于0.05, 这对于实际应用有重要意义。

使用了一种在自组装单分子层(SAM)模板衬底上由电化学氧化-还原自发生长的方法, 择优取向生长氧化亚铜(Cu₂O)微晶. 通过扫描电子显微镜和微区XRD等方法对合成的Cu₂O晶体进行了形貌和结构表征. 结果表明: 合成的样品为立方结构的Cu₂O晶体, 且形貌、取向和颗粒尺寸得到了有效控制, 此结果可归结为SAMs对电化学氧化-还原过程的影响和结晶过程中的模板效应. 利用该方法, 将Cu₂O晶体生长于静态式微悬臂梁的表面作为敏感层, 制得了一种新型的化学传感器. 基于Cu₂O晶体表面的Cu(I)与DMMP (甲基膦酸二甲酯, 沙林模拟剂)分子中的膦酰基团之间存在的配位作用, 该传感器可对几十ppb的DMMP重复响应. 

吸波材料是武器装备的重要材料之一, 目前朝着“厚度薄、密度低、频段宽、吸收强”的方向发展. 本文综述了吸波材料的最新研究方法与进展, 并提出了现有研究中存在的不足及进一步研究的方向. 目前吸波材料的主要研究方向是制备纳米复合吸波材料, 对吸波材料进行表面改性或掺杂改性, 以及改变材料的微观形貌和结构设计等. 然而现有的研究集中在常规吸波材料上, 以摸索性的应用研究为主, 缺乏理论的指导和突破性的创新. 进一步的研究应以电磁波吸收理论为基础, 开发纳米复合吸波材料以及具有结构设计的纳米复合吸波材料, 并大力开展智能吸波材料与结构以及超材料吸波材料的研究与开发.

稀磁半导体是指在非磁性化合物半导体中通过掺杂引入部分磁性离子所形成的一类新型功能材料.目前，稀磁半导体的磁性来源和机理一直是该领域的研究热点，掺杂的磁性离子通过怎样的交换方式实现铁磁性一直存有争议.本文对近几年来ZnO基稀磁半导体磁性机理研究进展作一综述，着重阐述了代表性的RRKY理论、平均场理论、双交换理论和磁极子理论，对实验和理论方面的热点和存在问题作一评价，对磁性理论的研究提出了新思路.

二氧化钛纳米材料是当前纳米科技的研究热点, 其在太阳能光催化分解水制氢、二氧化碳的光催化还原、染料敏化太阳能电池等清洁能源技术方面均显示了重大的应用前景. 本文主要综述了近年来二氧化钛基纳米材料的研究趋势、存在的主要问题, 以及这些材料在上述清洁能源利用中的最新进展. 对备受关注的非金属掺杂、高能面暴露的二氧化钛、染料敏化太阳能电池阳极致密层等热点问题进行了评述和展望.

采用不同的醇溶剂, 以六亚甲基四胺为沉淀剂, 以TiCl₃为前驱体, 通过溶剂热的方法控制合成出纳米级的锐钛矿型、金红石型和板钛矿型的二氧化钛. 通过XRD、TEM、UV-Vis光谱和XPS能谱对其进行了表征, 研究了醇的种类、 六亚甲基四胺的量对二氧化钛相组成及光催化性能的影响. 结果发现, 以甲醇为溶剂, 酸性条件有利于生成锐钛矿相, 碱性条件有利于生成金红石相和板钛矿相. 溶剂热条件下可以得到氮掺杂的TiO_2-xN_x. 光催化降解甲基橙活性结果表明锐钛矿和板钛矿混晶具有最好的光催化活性.

低温条件下, 采用水热法, 通过控制前驱溶液的pH值, 在预先镀有ZnO纳米膜的导电玻璃衬底上制备了形貌各异的ZnO阵列, 用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和紫外-可见分光光度计等分析手段对ZnO纳米棒的结构和形貌进行了表征. 同时还对不同形貌阵列的形成机理进行探讨. 结果表明, 所制ZnO纳米棒为单晶, 沿c轴择优生长. 在pH值为10.5左右时, 能得到取向性好、直径均匀(d~nm)的ZnO纳米棒阵列. 光学测试表明, 在可见光区透光度超过80%, 禁带宽度约为3.25eV.