Cu2O微纳结构的光催化及拉曼应用

来源 :山东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cbgch
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
宏观世界的许多性质是由微观世界的不同结构决定的,例如荷叶的疏水性质,滤纸的过滤功能等。得益于探测技术的不断增强,人们对微观世界的认识变得更加方便。本文聚焦于Cu2O微纳结构的光催化及拉曼应用,以地球上丰富的元素之一——铜作为原材料,利用电化学沉积法、碱液刻蚀法等方法制备出特定的微纳结构。通过构建异质结、更改Cu2O空位等方法调节电子跃迁过程;通过引入金属结构提高入射光的利用率,构筑局域热点;从而使结构具有或兼具诸如催化及拉曼活性,其主要研究内容如下:(1)为研究Cu2O微纳结构的光催化性能,设计并制备了由Cu2O核和Au壳层组成的三维异质结构纳米线,Cu2O/Au纳米线不仅具有良好的光催化性能,而且具有类似fenton的化学性质,可作为过氧化氢传感器使用。此外,这种异质结构实现了催化效率、可回收性和多功能性的集成。进一步考虑到其制备工艺简单、结构材料来源低廉等特点,Cu2O/Au纳米线在多功能光催化剂领域具有广阔的应用前景。(2)为了提高原位SERS定量性能,探索光催化反应的精确拉曼检测方法,设计并讨论了一种异质结构的Cu2O/Zn O/Ag纳米刷结构。该结构集成了高灵敏的原位SERS传感器和高效的光催化剂,可在低至10-6 M的浓度范围内实现光催化反应的实时监测。在此范围内,不同检测手段之间的决定系数超过0.86,这意味着该平台的高精度量化。我们对该平台的结构效果、SERS性能、光催化性能、电场特性等进行了系统的综合分析,并进行了详细的讨论。该工作初步实现了实时光催化监测中原位SERS检测的精确定量,是一种新的尝试,对其他原位分析技术也有一定的借鉴意义。(3)为探究Cu2O基微纳结构的SERS化学增强特性,设计并制备了一种具有陷光效应的Cu2O纳米片基底,得益于Cu2O纳米片形成的微腔结构,以及其本征缺陷中的氧空位、铜空位等,该结构具有较好的拉曼增强性能。初步实现了通过调整限光效应来加强Cu2O纳米片拉曼增强性能,并通过调整空位来进一步加强Cu2O纳米片拉曼增强性能。该工作中通过对Cu2O中氧空位、铜空位的调控增强拉曼信号强度是一种新的尝试,对理解SERS机理具有一定的借鉴意义。
其他文献
传统拉曼光谱技术是通过对比入射光与散射光的频率来分析物质结构,但是极低的散射光强度限制了传统拉曼光谱技术的发展。为了解决传统拉曼光谱技术存在的问题,获得被测物质结构稳定的拉曼信号,科研工作者们提出了表面增强拉曼散射(SERS)技术。能否获得稳定的拉曼信号是衡量SERS基底性能的标准,然而随着SERS技术在实际应用中的不断发展,传统基底的缺点日益暴露出来。比如贵金属基底稳定性差,半导体基底灵敏度低,
学位
随着单分子技术的不断发展,科研工作者不仅可以设计具有不同功能的单分子器件,而且可以在分子结的组装过程中对其电输运性质进行实时测量,这为进一步提高单分子控制技术和理解分子结的形成过程提供了可能。因此深入探寻分子器件的电输运性质在分子结组装过程中的变化规律及其内在机制,不仅对设计制造稳定性高、集成性能好的分子器件至关重要,而且可以在单原子分子层次上理解原子分子之间的相互作用规律,并进一步实现原子分子体
学位
显微图像中红细胞分类对贫血、疟疾、骨髓瘤和溶血病等相关疾病的鉴定诊断具有重要意义。这些疾病的诊断目前通过人工操作完成,由专业医生用显微镜找到合适区域后,根据红细胞的形态学及数量等特征对外周血红细胞进行分类和识别,检查是否出现异常红细胞。显微镜视野下红细胞数量巨大,人工检查方法只能对患者的红细胞情况进行粗略的观察和统计。同时该方法也暴露了红细胞检测的弊端:a.人工成本高;b.效率低;c.人工操作主观
学位
热活化延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF)材料凭借其低成本、高利用率、低污染等优点成为有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)发光层材料的主要候选者。近几年,双发射TADF分子材料逐渐出现,并在白光有机发光二极管(White Organic Light-Emitting Diodes,WO
学位
Co3O4作为一种宽带隙的p型金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductors,MOSs),作为气体传感器材料存在选择性差,灵敏度低等缺点。但因其作为气敏材料时具有催化氧化作用,Co3O4材料仍然是气体传感器材料领域当今研究的热点之一。目前存在较多对氧化钴进行改性的报道,常见的手段包括贵金属掺杂、与有机材料复合、与其它金属氧化物复合,以及从形貌调控角度出发制备形貌多样的氧化钴
学位
由于富勒烯在物理、化学、医学、材料科学以及其他科学领域体现出来的重要特性及作用,近年来富勒烯及其衍生物成为科学家们的重点研究对象,在医学、天文学、生物学等领域做出了巨大的贡献。在物理研究领域中,富勒烯的几何构型、稳定性、光谱特性以及与其他物质的相互作用成为当前研究领域的主要内容。虽然富勒烯制作成本以及制备技术要求高,对其的研究仍处于初始阶段。但富勒烯作为新型的碳纳米材料,具有大量卓越性能以及庞大的
学位
白细胞是人类免疫系统的核心组成部分,是为人体抵抗外来细菌和病毒入侵的重要屏障,当人体发生某种疾病时,血液中白细胞的数量和种类也会随之发生变化。因此,对人体中外周血白细胞进行准确的检测与分类,对帮助医生进行相关疾病的诊察与判别具有重要意义。传统的外周血白细胞的临床检测往往通过采用人工镜检进行采集与识别,但是这类人为分析和处理的方法很容易受到主观因素的影响,存在一定的误差,且由于外周血白细胞数量多、差
学位
光场调控一直是人们感兴趣的研究热点领域。振幅、相位和偏振作为描述光波特性的三个基本参量是进行光场调控的关键。超表面是由各向异性的纳米结构排列而成的平面二维超材料,在操纵光场的振幅、相位和偏振方面表现出了非凡的能力。随着超表面领域的不断发展,各种基于超表面的微纳光子学器件已被广泛研究并应用于诸多领域,引起了人们对一系列新颖光学现象的探索,为光学器件的小型化和集成化提供了一种有效的途径。矢量光场和晶格
学位
美术课程是提高幼儿审美意识、自我表现和情感的有效方法。在美术课程中积极开发当地文化资源,充分利用当地文化因素,同时需要了解幼儿的心理需求,满足幼儿的美术需求。本文从本土化美术教育课程的概念,课程内容的选择原则等方面展开本土化幼儿美术的研究,并提出了利用当地资源开展幼儿美术教育课程的策略,有效促进了幼儿美术认知和美术表现。
会议
光子学中的连续域束缚态(BICs),具有超高的品质因子和局域场增强,能极大增强光与物质的相互作用。目前,光子学BICs在非线性光学、相干光产生、传感器、滤波器、量子光学等领域都有广泛研究与应用,是纳米光子学研究前沿课题与热点领域之一。本论文主要数值研究了基于准BICs的全介质纳米共振结构中增强的非线性光学响应,对实验设计与制备基于准BICs的非线性光学器件具有重要指导意义和研究价值。本论文的主要研
学位