导读:本文包含了光能转换材料论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光能,材料,氧化钨,金属元素,光热,苯甲酸,电化学。
光能转换材料论文文献综述
魏延泽,王祖民,于然波[1]（2019）在《高效光能转换新媒介:中空多壳层结构材料》一文中研究指出光能的捕获和利用为环境、能源和医学等多个领域的发展提供了广阔的前景.为了实现高效的光能转换,对作为媒介的光功能材料的设计至关重要.作为一种新兴的多级微纳材料,中空多壳层结构(hollow multi-shelled structures, HoMSs)材料在光能转换领域中具有诸多优势,其高效的光捕获能力、增强的光生电荷分离能力和灵活可调的壳壁组成等结构特性都能够有效提高材料对光能的转换效率.本文从HoMSs光功能材料在光能转换过程中的优势出发,总结了其在光催化、太阳能电池和光致发光等光能转换领域中的应用研究进展,并对该领域的发展趋势进行了展望.(本文来源于《科学通报》期刊2019年34期）
陈贝贝[2]（2017）在《核壳结构纳米材料光能转换体系的设计及其光催化和光热治疗性能研究》一文中研究指出近年来,能源消耗和环境污染日益严重,环境污染带来的癌症等疾病威胁人类的生存。太阳能作为可再生、无污染的绿色化学能源得到了人们的广泛关注。利用太阳光进行光催化反应和光热治疗是解决环境污染和肿瘤的有效途径。光催化是利用光激发产生的电子或空穴进行氧化还原反应产生新物质的过程,即光能转化为化学能。有效利用光能转化为化学能需要借助高效、专一的催化剂。因而催化剂材料的设计制备是决定光能转化效率的最直接因素。二氧化铈作为一种n型半导体,具有Ce(Ⅳ)---Ce(Ⅲ)氧化还原循环以及储存和释放氧的能力,广泛应用在光催化降解染料、光解产氢产氧和光催化氧化有机小分子等方面。但是由于CeO2带隙在3.2～eV左右,只对紫外光有响应,而且CeO2中的载流子迁移率低,不能把激发的电子及时地转移到表面或者界面参加化学反应,限制了其在实际生产中的应用。负载贵金属由于表面的局域等离子效应使得光在贵金属纳米颗粒的周围聚焦,对太阳光的利用率得到了很大的提升。此外,负载成本低的另一种金属可以起到传导电荷、降低成本的作用。光热治疗是近年来快速发展的一种肿瘤治疗技术。光热治疗将光能转化为热能,利用高温杀死肿瘤组织或癌细胞,可实现定点靶向治疗,相比于化学治疗方法对正常细胞的杀伤率低,治愈率高。目前研究的高效光热转化制剂主要是贵金属材料,如金、铜纳米粒子等,其光热转化效率高,但难以降解,存在长期生理毒性等隐患。有机小分子衍生物具有结构易裁剪性和易降解性,为发展近红外响应的光热制剂提供了可能,但其分子结构通常具有光、热不稳定性,且分子的疏水结构导致其生理水环境不相溶性,极大地限制了有机小分子光热材料的发展。苝酰亚胺分子衍生物(PDIs)是一类具有共轭平面结构的大环分子。分子结构具有非常高的光热稳定性,在可见区有很强的吸收及非常高的荧光量子效率,被广泛研究应用于发光材料及荧光探针等光电材料。最近,PDI作为生物成像探针分子也见诸报道。二氧化硅是一种是无毒的生物相容性材料,且具有极佳的透光性,广泛应用在生物医学中,如:生物成像、药物释放和纳米治疗等。设计制备Si02包覆的PDI复合结构将为制备水溶性有机分子光热材料,提高光热转换的效率特别是有机分子的光稳定性提供新思路。本论文围绕光能转换这一命题设计合成了两个系列具有核壳结构的纳米材料,详细的解释了二氧化铈光催化氧化苯甲醇的机理,同时还对于二氧化硅纳米胶囊作为光热剂做了稳定性能测试。通过一系列的测试技术,包括XRD、TEM、Raman、BET、UV和细胞毒性分析分别探究了核壳结构纳米材料作为催化剂和光热治疗药物在光催化氧化有机小分子以及光热治疗方面的应用。1.由于金属间及金属-载体间的协同相互作用,双金属负载型纳米结构可有效吸收可见光,抑制光生电荷复合,从而选择性催化氧化苯甲醇生成苯甲醛。采用低温、无模板的方法简便合成方法制备了一系列不同浓度的铜-金双金属负载的核壳结构复合纳米催化剂,并详细研究了铜对催化反应活性和催化剂稳定性的影响。Au和Cu纳米颗粒分别或以合金结构原位还原沉积在CeO2纳米棒(纳米管)上,分别制备了单金属(Au@CeO2和Cu@CeO2)和一系列双金属负载的核壳纳米结构(Au8Cu2@CeO2,Au5Cu5@CeO2和Au1Cu9@CeO2)。以上述双金属负载纳米结构为催化剂进行苯甲醇至苯甲醛的光催化氧化,反应活性随Cu含量增加而提高,在Au1Cu9CeO2处达到峰值。Cu的掺入增大了比表面积并有利于表面氧空位的生成,从而提高光催化苯甲醇氧化效率。催化反应活性与氧空位浓度存在密切关系,据此,我们提出了铜物种浓度影响的催化效率的机理。值得提出的是,催化剂Au1Cu9@CeO2含有极少量的金物种,而表现出最好的催化活性,这是以铜取代金制备低价高效稳定催化剂的主要目标。同时,我们提供了一种制备双金属负载型纳米复合材料的简便有效的方法,在低温、无毒无分散剂的条件下成功制备了稳定高效的纳米催化剂材料。2.设计合成了一例苝二酰亚胺(PDI)分子,并将其封装在二氧化硅纳米胶囊(SNC)中,开发了一种新的光热治疗剂。PDI由于分子内电子转移和在SNC中的空间限制诱导了 PDI分子的聚集,导致了 PDI@SNC具有强的NIR吸收和荧光淬灭。由于PDI的分子骨架非常坚固,该体系具有很高的光稳定性。此外,具有低细胞毒性的PDI@SNC在肿瘤携带的斑马鱼模型中对于肿瘤消融显示出优异的体内成像和光热效力,成为在临床应用中潜在的新型光热剂。(本文来源于《山东大学》期刊2017-05-31）
周鹤[3]（2017）在《自掺杂TiO_2纳米管基复合材料的制备及其光能转换与储存性能研究》一文中研究指出利用太阳能有望解决人类未来将要面临的能源危机。然而,现今人们对太阳能的利用还太少。限制太阳能的大规模利用的主要原因在于目前转换太阳能和能量储存的成本太高。将太阳能的转换与储存一体化能够提高整个系统的集成度,从而降低利用太阳能的总成本。光电容器是近些年来人们较为广泛关注的光能转换与储存一体化装置,对其的研究重点在于新结构的设计和高性能电极材料的开发。本研究论文即是在以上研究背景下,基于TiO_2纳米管材料优异的光电性能,针对其导电性差而不具备储能能力的缺点,拟采用电化学还原法对其进行自掺杂改性,以增强其导电性和储能能力,最终将其用于光电容器电极材料。本研究论文的主要研究内容和结果概括如下:首先,本论文采用阴极极化法对TiO_2纳米管进行自掺杂改性。在-1.2～-1.8 V(vs SCE)电位范围内对TiO_2纳米管进行自掺杂改性可以将氧空位引入TiO_2晶格,成功地制备出自掺杂TiO_2纳米管。其中,-1.4V是最优的阴极极化电位,在此电位下改性后TiO_2纳米管的导电性增强了 5个数量级、电容值提升了 39倍。自掺杂改性对于TiO_2纳米管导电性增强的机制在于大幅度减小了电子在TiO_2固体内的传输电阻,而TiO_2表面处的电荷转移电阻没有多大变化。然后,本论文对自掺杂改性前后TiO_2纳米管的光电性质进行了考查并将其用于光电容器电极材料。自掺杂改性后TiO_2纳米管对可见光的吸收稍微有所增强,导带的位置稍稍正移,饱和光电流也较改性前的大,但达到饱和光电流所需的电位更正,这是由于自掺杂改性后TiO_2纳米管的导电性太好而导致能带弯曲较小所致。由于具有了储能能力,可将其作为优异的光电容器电极材料来使用,其转换并储存光能的容量为 5.98 mF/cm2(3.77 mC/cm2)。第叁,本论文将电容活性物质MnO_2负载于自掺杂TiO_2纳米管上,以进一步增强材料的储能能力。通过连续化学浴沉积法将MnO_2颗粒负载于纳米管上可以获得175 mF/cm2的面积比电容,该值是使用Ti作为基底时的1.52倍;这是因为采用孔状的TiO_2纳米管基底能够增大活性材料的反应面积和降低离子扩散电阻。另一方面,通过一种高脉冲方波沉积法能够消除纳米管壁上的不均匀成核趋势,从而能成功地沿纳米管壁均匀沉积一层MnO_2;形成的TiO_2@MnO_2结构由于最大程度地利用了TiO_2纳米管的表面积,因而获得了 425 F/g的高比电容。最后,本论文将WO_3负载于自掺杂TiO_2纳米管上作为光能转换部件与大容量的TiO_2@MnO_2储能部件相结合,组装成高效的光电容器电极系统。WO_3的负载大大增强了自掺杂TiO_2纳米管对可见光的转换效率,因而可以将其用来对大容量的TiO_2@MnO_2进行光充电。当两部件的面积比为1:1时,体系的工作电位窗口为0.35V,转换光能并加以储存的容量可达76.6 mF/cm2(26.8 mC/cm2),其中起储能作用的主要是TiO_2@MnO_2。增大体系中光能转换部件与储能部件的面积之比能够加快对体系的光充电速率并提高体系的工作电位窗口,但会降低整个体系单位面积转换并储存的光能。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-05-01）
夏磊,西鹏,程博闻[4]（2009）在《一种新型稀土光能转换材料的合成及应用(英文)》一文中研究指出合成了一种新型的多支化苯甲酸配体,并且以该配体作为第一配体,1,10-邻菲罗琳作为第二配体、Eu~(3+)离子作为发光中心,合成了多支化稀土光能转换材料。通过IR、元素分析、DSC、TG和荧光光谱对有机稀土光能转换材料的结构以及热性能和荧光性能进行了研究。红外光谱表明配体和phen与稀土Eu~(3+)进行了配位。荧光光谱表明该稀土光能转换材料具有优异的荧光性能。(本文来源于《中山大学学报(自然科学版)》期刊2009年S2期）
韩芳[5]（2001）在《催化荧光动力学分析法及新型双波段光能转换复合材料的研究》一文中研究指出近年来，有一种定量检测分析法以其高灵敏度、准确度及选择性在定量分析化学领域中倍受关注，成为检测痕量组分的有力手段，这就是催化荧光动力学分析法。催化荧光动力学分析法是荧光动力学分析法的主要类型，它是以催化反应为基础来测定物质含量的方法。由于测量对象并非被测物本身，而是经“化学放大”了的其它物质，因而此法的灵敏度很高，检测限可达ng级或pg级。 依据催化荧光动力学分析法所具有的高灵敏度这一显着优点，针对以往运用该法对过渡金属元素尤其是贵金属元素的检测所用指示剂较陈旧这一现状，本文合成了一类新颖的荧光特效腙类试剂，并基于它们的氧化-还原反应，运用催化荧光动力学分析法对痕量过渡金属元素，尤其是贵金属元素进行了检测。具体为：合成并运用邻香草醛水杨酰腙成功地测定了人工合成样及矿样中锇的含量；合成并运用水杨醛对硝基苯甲酰腙成功地测定了人工合成样及矿样中铱的含量；运用邻羟基萘醛水杨酰腙成功地测定了人发、小麦粉及水样中锰的含量。 当今社会处于知识经济的时代，科学技术是第一生产力，如何把科学技术转化为生产力、实现其经济效益和社会效益是每一位科学工作者的责任。本文在对催化荧光动力学分析法这一基础理论进行应用研究的同时，对高科技农业领域里的光能转换薄膜材料也进行了深入的研究，具体为：针对目前添加了光能转换材料的薄膜单纯发红光或蓝光这一现状，根据红光及蓝光成分增加时，光合作用增强原理，着手研究290-400nm近紫外区有宽带吸收，450-480nm（蓝区）及600-650nm（红区）有发射的新型双波段光能转换薄膜复合材料。 取得的阶段性进展为：合成吸收近紫外光，发蓝光或红光的高效光能转换材料各一种，通过结构表征确定了它们的组成，并对它们的某些物理化学 山东师范大学硕士论文一”性质进行了研究；这两种光能转换材料的最突出优点是其发射蓝光或红光波段，与叶绿素所吸收的蓝光或红光波段相接近，若将它们复合成为薄膜材料，必将加强农作物的光合作用。通过荧光光谱测试分析，研制出一种适合植物光合作用所需蓝光、红光强弱比例的复合发光材料中这两种光能转换材料的配比。(本文来源于《山东师范大学》期刊2001-04-25）
文康[6]（1995）在《光能转换新材料》一文中研究指出宾夕法尼亚大学的材料专家K.Uchirio研制出了一种新材料,它无需通过机械装置,就可将光脉冲直接转换成声信号。这种新材料是通过对PLZT(铅—澜—锆的钛酸盐)进行改进制备成功的。 Uchino将痕量氧化钨添加到PLZT陶瓷材料中,以实现光向机械运动的转(本文来源于《稀土信息》期刊1995年09期）
光能转换材料论文开题报告
（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：
近年来,能源消耗和环境污染日益严重,环境污染带来的癌症等疾病威胁人类的生存。太阳能作为可再生、无污染的绿色化学能源得到了人们的广泛关注。利用太阳光进行光催化反应和光热治疗是解决环境污染和肿瘤的有效途径。光催化是利用光激发产生的电子或空穴进行氧化还原反应产生新物质的过程,即光能转化为化学能。有效利用光能转化为化学能需要借助高效、专一的催化剂。因而催化剂材料的设计制备是决定光能转化效率的最直接因素。二氧化铈作为一种n型半导体,具有Ce(Ⅳ)---Ce(Ⅲ)氧化还原循环以及储存和释放氧的能力,广泛应用在光催化降解染料、光解产氢产氧和光催化氧化有机小分子等方面。但是由于CeO2带隙在3.2～eV左右,只对紫外光有响应,而且CeO2中的载流子迁移率低,不能把激发的电子及时地转移到表面或者界面参加化学反应,限制了其在实际生产中的应用。负载贵金属由于表面的局域等离子效应使得光在贵金属纳米颗粒的周围聚焦,对太阳光的利用率得到了很大的提升。此外,负载成本低的另一种金属可以起到传导电荷、降低成本的作用。光热治疗是近年来快速发展的一种肿瘤治疗技术。光热治疗将光能转化为热能,利用高温杀死肿瘤组织或癌细胞,可实现定点靶向治疗,相比于化学治疗方法对正常细胞的杀伤率低,治愈率高。目前研究的高效光热转化制剂主要是贵金属材料,如金、铜纳米粒子等,其光热转化效率高,但难以降解,存在长期生理毒性等隐患。有机小分子衍生物具有结构易裁剪性和易降解性,为发展近红外响应的光热制剂提供了可能,但其分子结构通常具有光、热不稳定性,且分子的疏水结构导致其生理水环境不相溶性,极大地限制了有机小分子光热材料的发展。苝酰亚胺分子衍生物(PDIs)是一类具有共轭平面结构的大环分子。分子结构具有非常高的光热稳定性,在可见区有很强的吸收及非常高的荧光量子效率,被广泛研究应用于发光材料及荧光探针等光电材料。最近,PDI作为生物成像探针分子也见诸报道。二氧化硅是一种是无毒的生物相容性材料,且具有极佳的透光性,广泛应用在生物医学中,如:生物成像、药物释放和纳米治疗等。设计制备Si02包覆的PDI复合结构将为制备水溶性有机分子光热材料,提高光热转换的效率特别是有机分子的光稳定性提供新思路。本论文围绕光能转换这一命题设计合成了两个系列具有核壳结构的纳米材料,详细的解释了二氧化铈光催化氧化苯甲醇的机理,同时还对于二氧化硅纳米胶囊作为光热剂做了稳定性能测试。通过一系列的测试技术,包括XRD、TEM、Raman、BET、UV和细胞毒性分析分别探究了核壳结构纳米材料作为催化剂和光热治疗药物在光催化氧化有机小分子以及光热治疗方面的应用。1.由于金属间及金属-载体间的协同相互作用,双金属负载型纳米结构可有效吸收可见光,抑制光生电荷复合,从而选择性催化氧化苯甲醇生成苯甲醛。采用低温、无模板的方法简便合成方法制备了一系列不同浓度的铜-金双金属负载的核壳结构复合纳米催化剂,并详细研究了铜对催化反应活性和催化剂稳定性的影响。Au和Cu纳米颗粒分别或以合金结构原位还原沉积在CeO2纳米棒(纳米管)上,分别制备了单金属(Au@CeO2和Cu@CeO2)和一系列双金属负载的核壳纳米结构(Au8Cu2@CeO2,Au5Cu5@CeO2和Au1Cu9@CeO2)。以上述双金属负载纳米结构为催化剂进行苯甲醇至苯甲醛的光催化氧化,反应活性随Cu含量增加而提高,在Au1Cu9CeO2处达到峰值。Cu的掺入增大了比表面积并有利于表面氧空位的生成,从而提高光催化苯甲醇氧化效率。催化反应活性与氧空位浓度存在密切关系,据此,我们提出了铜物种浓度影响的催化效率的机理。值得提出的是,催化剂Au1Cu9@CeO2含有极少量的金物种,而表现出最好的催化活性,这是以铜取代金制备低价高效稳定催化剂的主要目标。同时,我们提供了一种制备双金属负载型纳米复合材料的简便有效的方法,在低温、无毒无分散剂的条件下成功制备了稳定高效的纳米催化剂材料。2.设计合成了一例苝二酰亚胺(PDI)分子,并将其封装在二氧化硅纳米胶囊(SNC)中,开发了一种新的光热治疗剂。PDI由于分子内电子转移和在SNC中的空间限制诱导了 PDI分子的聚集,导致了 PDI@SNC具有强的NIR吸收和荧光淬灭。由于PDI的分子骨架非常坚固,该体系具有很高的光稳定性。此外,具有低细胞毒性的PDI@SNC在肿瘤携带的斑马鱼模型中对于肿瘤消融显示出优异的体内成像和光热效力,成为在临床应用中潜在的新型光热剂。
（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。
光能转换材料论文参考文献
[1].魏延泽,王祖民,于然波.高效光能转换新媒介:中空多壳层结构材料[J].科学通报.2019
[2].陈贝贝.核壳结构纳米材料光能转换体系的设计及其光催化和光热治疗性能研究[D].山东大学.2017
[3].周鹤.自掺杂TiO_2纳米管基复合材料的制备及其光能转换与储存性能研究[D].华中科技大学.2017
[4].夏磊,西鹏,程博闻.一种新型稀土光能转换材料的合成及应用(英文)[J].中山大学学报(自然科学版).2009
[5].韩芳.催化荧光动力学分析法及新型双波段光能转换复合材料的研究[D].山东师范大学.2001
[6].文康.光能转换新材料[J].稀土信息.1995
论文知识图
