一、BaTiO_3和SrTiO_3的反应速率（论文文献综述）
崔宗杨,谢忠帅,汪尧进,袁国亮,刘俊明[1]（2020）在《钙钛矿铁电半导体的光催化研究现状及其展望》文中研究指明钙钛矿材料可以分为ABO3氧化物和或I)卤化物两大类,它们都具有丰富的物理性质和优异的光电性能,比如铁电性和光催化性能.本文介绍了和等铁电半导体光催化材料和异质结的制备方法,总结了它们在光电催化方面的研究进展.目前研究者已经针对氧化物光催化材料做了各种研究,包括:降低吸光层铁电材料的带隙,制备铁电/窄带半导体吸光层异质结,制备比表面积很大的纳米片、纳米棒或者其他纳米结构,以便吸收更多可见光;让铁电极化及其退极化场垂直于光催化工作电极表面,通过铁电/半导体异质结能带弯曲提供内电场,通过外电场进行光电催化,从而通过内、外电场高效分离光生-电子空穴对;通过光催化或者光电催化降解染料、分解水制氢、将CO2转换为燃料;通过铁电、热释电和压电协同效应提高催化效应和能量转换效率等卤素钙钛矿具有优异的半导体性质,其铁电性可能是引起超长的少数载流子寿命和载流子扩散长度的原因.通过优化光催化多层膜结构并添加防止电解液渗透的封装层可以避免被电解液分解,从而制备了具有很高能量转换效率的光电催化结构.最后,我们分析和比较了这些钙钛矿铁电半导体在光电催化领域面临的挑战,并展望了其应用前景.
王永刚[2]（2009）在《钙钛矿氧化物纳米结构的水热合成、表征及性能研究》文中进行了进一步梳理钙钛矿结构氧化物因其丰富的物理化学性质,如铁磁性、铁电性、压电性、和庞磁阻效应等,成为功能氧化物纳米材料的研究热点。此外,由于纳米材料的物理和化学性质依赖于它们的形貌和尺寸,控制纳米材料的形貌和尺寸也成为当前纳米材料研究领域的热点之一。本文首先介绍了钙钛矿氧化物的结构特点及合成方法,详细综述了枝杈晶纳米材料和多铁材料的研究进展。针对BiFeO3磁性弱、单相多铁材料在自然界中非常稀少及钙钛矿氧化物纳米结构的可控合成等难题,本文系统研究了BiFeO3、Na0.5Bi0.5TiO3、BaTiO3和SrTiO3等钙钛矿氧化物纳米材料的水热合成条件、形貌可控的影响因素及掺杂对磁学性能的影响,主要取得了以下创新成果:1.以硝酸铁和硝酸铋为原料,KOH为矿化剂,系统研究了水热法合成BiFeO3的影响因素,发现KOH浓度的高低决定着最终产物的结构,当KOH浓度为7M和12M时,能够水热合成出尺寸为100-300nm的BiFeO3颗粒;当KOH浓度较低时,水热合成产物主相为钙钛矿相BiFeO3,但同时伴有正交相Bi2Fe4O9;而当在水热条件下加入添加剂KNO3时,可以得到BiFeO3纳米颗粒,并且随着水热反应时间的延长,能够得到片状BiFeO3。当引入KNO3时,NO3-离子吸附在BiFeO3晶核上,降低了BiFeO3晶核的生长速率,使得BiFeO3颗粒的尺寸变小,而BiFeO3纳米片的生长过程符合Ostward熟化生长规律;2.通过过渡金属元素（Co或Ni）的掺杂取代BiFeO3晶格中的Fe3+,可使BiFeO3的铁磁性得到较大的提高,当Co和Ni的掺杂浓度分别为5%和0.5%时,BiFeO3表现出最大的铁磁性,室温下饱和磁化强度分别为2emu/g和0.8emu/g。其磁性增强的机理为,Co和Ni的掺杂破坏了BiFeO3中的G-型反铁磁结构,从而产生了较大的净磁矩,所以BiFeO3铁磁性得到增强。另外,BiFeO3的铁磁性并不是随着Co或者Ni掺杂浓度的提高而一直提高,这是因为Co和Ni的原子磁矩均小于Fe的原子磁矩,所以当较多的Fe被Co或者Ni取代时,BiFeO3的铁磁性就出现了下降;3.在水热法合成Na0.5Bi0.5TiO3中,采用不同的沉淀剂可以控制合成出具有不同形貌的Na0.5Bi0.5TiO3。当采用NaOH作为沉淀剂时,得到的是球形Na0.5Bi0.5TiO3颗粒;而当采用Na2CO3作为沉淀剂时,Na0.5Bi0.5TiO3晶粒的各个晶面的生长速率比较接近,得到的是Na0.5Bi0.5TiO3微米级立方体,与Na0.5Bi0.5TiO3晶胞的形状非常相似;4.通过过渡金属元素（Fe或Co）的掺杂来取代Na0.5Bi0.5TiO3晶格中的Ti4+,可以使Na0.5Bi0.5TiO3获得弱的铁磁性。随着Fe掺杂浓度的增加,Na0.5Bi0.5TiO3纳米晶的磁学性能发生了由抗磁到铁磁到顺磁的变化。一种基于“Fe3+-Vo2--Fe3+”结构的F色心交换机制可以合理的解释材料中铁磁性的产生。同时,独立的Fe3+离子可以产生顺磁性,所以在Fe掺杂Na0.5Bi0.5TiO3中存在着磁性的竞争。在低掺杂浓度条件下,铁磁性占主导,在较高掺杂浓度下,材料中的顺磁性占主导;5.采用水热法可控合成出BaTiO3枝权状单晶,通过调节KOH浓度,可以调控BaTiO3晶体的形貌。当KOH浓度较低时,BaTiO3晶体处于远离平衡的生长状态,所以得到的是BaTiO3枝权状单晶;而当KOH浓度逐渐升高时,BaTiO3颗粒的形貌从枝权状,变化到六角状,最终变为球形;6.采用水热法可控合成出SrTiO3枝权状单晶,通过调节KOH浓度,可以控制SrTiO3晶体的形貌。当KOH浓度较低时,得到的是SrTiO3枝权状单晶;而当KOH浓度逐渐升高时,SrTiO3晶体的形貌从枝权状,变化到四角状,最终变为球形。负离子配位多面体生长基元模型可以较好地解释SrTiO3枝杈状单晶的生长机理,负离子配位八面体Ti-O6作为SrTiO3晶体结构的生长基元,相互之间以顶角相联接,在[100]方向,八面体的一个顶角相联接,而在[110]方向,八面体是两个顶角相联接,故稳定性比[100]高。所以[110]方向的生长速率比[100]快,是SrTiO3枝权晶的生长方向。
袁晓亮[3]（2013）在《二氧化钛纳米管薄膜及其原位水热合成钙钛矿微纳结构的研究》文中研究说明近年来，高度有序纳米材料诸如：TiO2，ZnO，SnO，Al2O3，MnO2，V2O5等，依托其独特的物理化学性能，以及其在很多领域诸如染料敏化太阳能电池、光催化，光电、光传感、光诱导、生物医药、高密度数据存储以及自旋电子器件等方面的应用价值，吸引了很多领域专家学者的极大关注。因此，有序纳米材料合成路线的高效性和可控性就成为了研究重点。与此同时，物理和化学特性的研究和改善，也有助于其在特定领域的推广和应用，以期带动整个纳米产业不断发展。本文通过一系列的化学物理方法，寻求到一种高效、可控且低成本的二氧化钛纳米管薄膜的制备工艺，制备出了一种高度有序、梯度孔径和超薄管壁二氧化钛纳米管（TiNTs）薄膜，并详细的研究了它的形貌、结构以及形成机制。同时利用这种自制TiO2模板的诱导作用，通过原位转化水热合成的手段，制备出一种微米尺度级别的具有三维超结构形貌的钙钛矿材料SrTiO3（STOMSs），由于其材料尺寸的可控性，在光子晶体的应用以及太阳能水分解制氢方面有潜在的前景。与此同时，在模板诱导与水热合成的基础上，也制备出了其他有序纳米材料，如：SrCO3，CaCO3，等。因此，本文可分为三个部分：（一）梯度孔径和超薄管壁二氧化钛纳米管薄膜的制备与研究。TiO2薄膜是一种性能优越的宽带隙Ｎ型半导体纳米材料，具有典型的能带结构，其构成为：填满电子的低能价带和空白的高能导带，在价带和导带之间存在有禁带。对于锐钛矿型TiO2，其禁带宽度为3.2eV，可吸收波长小于387.5nm的光子（λ <387.5nm），致使价带电子跃迁至导带，于是就产生了光生空穴，使其具有很强的氧化性，可参与很多光诱导的氧化还原反应，被广泛应用于多相光催化和水分解制氢领域。此外，TiO2纳米薄膜优越的光电转换性能，使得其在较短开发时间内光电转换效率已经提升至12%，特别是其制作成本较低，仅为硅太阳能电池的10%20%，已经成为能够与传统太阳能电池匹敌的新一代太阳能电池材料。特别是当TiO2做成管状后，在管内填充丰富的染料，并且采用廉价的氧化还原电解质，可组装成优质的染料敏化太阳能电池（DSSC）。研究表明，超薄的管壁和大的管径有利于比表面积的提高，因此会吸附更多的染料分子，这样光生电流就会越强，其光电转换效率就会越高。综合考虑目前纳米TiO2材料的制备工艺及合成路线的特点，特别是有序的管状纳米TiO2薄膜材料的研究现状，本文系统地研究了在不同电解液体系和不同外部实验参数条件下，优质TiNTs薄膜的快速制备技术，即：以金属钛为基底，在高场下通过阳极氧化的方法，在NH4F溶液体系中生长出具有梯度孔径的二氧化钛纳米管薄膜，生长速率可达0.401.00μm min1，是传统低场制备手段的16倍之多。管壁和管径可通过外加电压的大小、生长时间、溶液浓度等参数调节。此外，用经过退火处理后的钛片作为新的生长基底，可制备出具有超薄管壁的TiNTs，其管壁厚度约在10纳米左右。这种新的参数可控的制备方法，也可移植到其他纳米材料的结构设计和制备手段上，这就大大丰富了纳米材料的生长制备工艺。（二）原位水热合成微米尺度且具有三维超结构形貌的钙钛矿材料SrTiO3以及其光子晶体特性研究。利用前述自制TiNT模板，在其诱导作用下，以通过原位转化水热合成的手段，通过调控母液各种元素成分比例，经过五次以反复结晶，制备出一种微米尺度级别的具有三维超结构形貌的钙钛矿材料SrTiO3（STOMSs）。研究发现，这种超结构是由不同晶型的纳米颗粒通过吸附以及自组织生长生成的，主干形貌为树枝状，枝条又显示出完美的玉米棒状结构。这种复杂的有序排列，组成了一个个类光栅结构，当可见光照射其上时，由于光的衍射和干涉效应，会在薄膜表面反射出红、绿、蓝、紫等各种不同的颜色，是一种不可多得的光子晶体材料。同时，作为材料本身的物理特性，SrTiO3的禁带宽度也是3.2eV，是一种典型的钙钛矿金属氧化物，可作为除TiO2之外另一类具有广泛应用前景的高活性半导体光催化材料。研究表明，多次结晶对于这种超结构的成型至关重要，是这种材料合成工艺的关键步骤。由于方法简单易操作，可应用于其他钙钛矿类氧化物以及碳酸盐的制备，大大丰富了水热反应的合成工艺。（三）其他有序纳米材料BaTiO3，CaTiO3，CaCO3，SrCO3的制备与研究。钙钛矿金属氧化物MTiO3（M=Ba，Sr，Ca）由于其结构独特，加之在光、电、磁、生物、陶瓷等方面的优异性能，可作为现代科学研究的重要研究材料，并且在基础工业领域也有着很广泛的应用。本章简单介绍了除SrTiO3外其他两种钙钛矿BaTiO3，CaTiO3的水热合成方法以及最有合成条件的探索，给出了典型的SEM表面形貌，结合EDS元素分析等这些现代测试手段，对其进行了表征。SrCO3作为重要的化工原料，被广泛应用于磁性材料、涂料和陶瓷的加工制造，由于不同形貌的SrCO3分别具有不同的应用价值，如：颗粒状SrCO3主要用于固相反应，线状级别的SrCO3却具有很强的补强效果，而片状的SrCO3离子活性较高，则易于和TiO2混合生成分散性较好的SrTiO3，在工业上有很好的应用前景。因此可根据实验和生产需要，调控合成路线，制备出满足需要的产品。此外，CaCO3作为一种优良的无机类填充剂，被广泛应用在涂料、造纸、橡胶、塑料等现代化工业中，由于其水热制备工艺简单，越来越得到人们的关注。
王志成[4]（2020）在《缺陷对钙钛矿氧化物薄膜的物性调控研究》文中指出本论文旨在详细探索氧缺陷和阳离子缺陷对钙钛矿氧化物薄膜的物性影响和调控机制。按照研究的缺陷类型,本文的工作内容主要可以分为两部分:氧缺陷和锶缺陷。我们选取了 LaAlO3/SrTiO3二维电子液体系和SrRuO3/Nb:SrTiO3肖特基结型忆阻器来研究氧缺陷浓度变化对于晶格结构和电输运性质的影响,选取SrTiO3/BaTiO3超晶格来研究含Sr缺陷的室温铁电SrTiO3对超晶格铁电性的调控作用。论文的具体内容如下:第一章是论文的绪论部分,首先介绍了钙钛矿氧化物中缺陷研究的重要性,然后分别介绍了 LaAlO3/SrTiO3二维电子液体系的研究背景和产生机制、忆阻器的发现和机制总结以及铁电SrTiO3的研究现状和铁电性的调控方法。第二章介绍了论文工作所使用的所有实验技术,包括薄膜制备,表面形貌、晶格结构、电子结构的表征以及电输运、铁电、介电性能的测试方法。在第三章中,我们研究了 LaAlO3/SrTiO3二维电子液体系里LaAlO3晶格中氧缺陷浓度与晶格结构、界面导电性的关系。通过配备了反射式高能电子衍射仪的脉冲激光沉积设备,我们在具有单一 TiO2截止层的SrTiO3衬底上改变生长氧压和退火氧压生长了一系列厚度为20层的LaAlO3薄膜,面内晶格常数测试表明所有样品都是面内完全应力的,而面外晶格常数测试则表明LaAlO3晶格中氧缺陷浓度并没有随生长氧压降低而增多,虽然界面电输运测试显示随生长氧压降低界面导电性逐渐增强,这一异常现象使得我们又改变激光能量密度生长了另外几组样品,经过系统的对比发现LaAlO3晶格常数是由薄膜生长速度决定的,生长速度越慢,羽辉被氧化程度越低,氧缺陷越多从而晶格常数增大。最后我们对样品进行了化学成分测定,X射线光电子能谱和X射线荧光光谱测试结果一致,都说明了 La/Al原子比不足以引起我们观察到的晶格常数的变化,证明了 LaAlO3晶格的变化是由氧缺陷浓度的改变导致的。在第四章中,我们研究了氧缺陷浓度对SrRuO3/Nb:SrTiO3肖特基结型忆阻器性能的影响。我们通过改变生长氧压和激光能量密度来改变SrRuO3薄膜中的氧缺陷浓度,晶格常数测试和X射线吸收谱结构都说明了随着生长氧压和激光能量的降低氧缺陷浓度变大。变温I-V特性测试表明随温度降低样品的电阻开关比逐渐增大,而且在氧缺陷浓度为中间值时电阻开关比是最大的,且是其余样品的5倍大小。随后利用热电子发射模型我们计算了这种肖特基结的势垒高度随温度的变化趋势,发现肖特基势垒随温度降低而减小,并且具有最大开关比的样品肖特基势垒是最小的。因此我们的结果说明了氧缺陷浓度和肖特基势垒的改变对忆阻性能有决定性作用。在第五章中,我们研究了 Sr缺陷对于SrTiO3/BaTiO3超晶格铁电性的调控作用。通过对SrTiO3生长条件的优化,我们制备出了含Sr缺陷的室温铁电SrTiO3,通过卢瑟福背散射确定了 Sr缺陷的存在,压电力显微镜则表征了 SrTiO3的铁电性。随后我们利用铁电SrTiO3生长了一系列SrTiO3/BaTiO3超晶格,其中BaTiO3厚度为8层,SrTiO3层数为4、6、8、10层,铁电性能测试表明在SrTiO3层数为6层时超晶格铁电性最强,剩余极化值是同条件生长的BaTiO3单相薄膜的1.7倍,变温介电测试也表明该样品的铁电居里温度比BaTiO3高了 40K。同步辐射测试结果表明这一铁电调制现象是由不同的氧八面体旋转状态导致的。我们的结果说明了利用含Sr缺陷的铁电STO制备的STO/BTO超晶格在特定的层数组成时可以增强铁电性,为铁电STO的应用提供了一种可行的思路。最后,第六章是全文的工作总结以及后续研究展望。
王敏,郭会勇,黄文波,李文芳[5]（2012）在《微弧氧化工艺参数对BaTiO3和SrTiO3薄膜生长的影响》文中研究说明将工业纯Ti板（99.5%）分别置于Ba（OH）2、Sr（OH）2+NaOH溶液中微弧氧化制备BaTiO3和SrTiO3陶瓷薄膜。XRD分析表明:所制备的薄膜分别主要由四方相BaTiO3和立方相SrTiO3组成。测得最优工艺条件下所得两种薄膜在100 Hz下的介电常数分别为152.3和419.1,介质损耗（tanδ）值分别为0.096和0.045。重点研究了微弧氧化工艺参数对薄膜生长的影响规律,结果表明:随着电解液溶度、电流密度的增加以及电流频率的降低,薄膜的生长速度加快;提出并验证了薄膜生长动力学的经验公式。
程翔,毕迎普[6]（2020）在《TiO2纳米阵列光阳极光电催化水分解研究进展》文中提出光电催化水分解制氢是目前解决能源危机与环境污染最理想的技术之一.设计和构筑高效的光阳极是实现光电催化技术实际应用的关键.在众多半导体光阳极材料中,TiO2纳米阵列由于其快的电荷传输速率,高的光热稳定性,无毒和成本低等优点,已经被广泛用于光电催化水分解反应的研究.但是TiO2本征的光吸收范围窄、光生电荷复合率高、表面水氧化动力学缓慢严重地制约了其太阳能-氢能转换效率.我们结合近年来国内外及本课题组的研究工作详细论述了TiO2纳米阵列的改性策略,主要包括利用元素掺杂来拓展TiO2的光吸收范围并提高导电性,构筑异质结促进光电极电荷的分离与转移,半导体敏化增加光电极的可见光吸收并促进电荷转移,表面处理用于增加表面水氧化反应速率.最后指出了该材料发展现状,并对其发展前景做出展望.我们为进一步提高TiO2纳米阵列的光电催化水分解活性提供了理论指导和实践借鉴.
姜姗[7]（2016）在《钙钛矿铁电氧化物复合纳米材料的制备、微结构及性能研究》文中提出钙钛矿铁电氧化物纳米材料具有优异的物理和化学性能,在存储器、纳米发电机、光电器件及光催化等领域有着广泛的应用前景。因此,开展钙钛矿铁电氧化物基纳米复合材料的设计及合成,揭示复合材料界面结构及性能间的关联,对新型功能性复合材料的进一步发展及应用具有重要指导意义。本文首先简要概述了钙钛矿铁电氧化物的晶体结构、合成方法、性能及其应用,并总结和评述了钙钛矿铁电氧化物基复合材料的发展现状及应用前景。然而,纳米复合材料中钙钛矿铁电氧化物与其他材料（如半导体、石墨烯等）界面效应的系统研究还非常少；利用铁电界面效应对纳米复合材料相关性能进行调控仍是个大的挑战,主要问题在于铁电极化作用机制及其与微结构的关联尚不清楚。针对这一问题,本文创新性的使用多种典型钙钛矿铁电氧化物,设计并合成了钙钛矿铁电氧化物基纳米复合材料；结合微结构表征及性能研究,本文重点探究了铁电极化界面对复合纳米材料的光学及催化性能的影响规律。采用水热法,以PbTiO3单晶四方相纳米纤维为基体与ZnO纳米线进行复合,制备了PbTiO3/ZnO纳米复合材料；采用水热法,以PbTiO3单晶四方相纳米纤维为基体与CdS纳米颗粒复合,制备了PbTiOs/CdS纳米复合材料；采用溶剂热法,以石墨烯为基体与BaTiO3、SrTiO3内米颗粒进行复合,制备了BaTiO3/Graphene 及 SrTiO3/Graphene纳米复合材料。采用多种分析测试技术,对纳米复合材料的界面微结构、铁电极化、力-光耦合特性及可见光催化性能进行了系统研究。本文主要研究内容和结果如下：（1）首次设计并采用水热法成功制备了P bTi03/Zn0纳米复合材料。该纳米复合材料以四方相PbTi03单晶纳米纤维为基体,ZnO纳米晶种在其表面经液相反应形核生长成为长度约为1μm,直径约为50nm的次级纤锌矿ZnO纳米线。其高角环形暗场扫描透射电子显微镜和透射电子显微镜等研究结果表明,PbTiO3的{101}晶面与ZnO的{1000}晶面相匹配,两者的晶格失配度仅为1.06%；ZnO纳米线在PbTiO3单晶纳米纤维表面沿ZnO的c轴方向外延生长,二者之间形成高质量的界面；（2）使用PET高分子基底,设计并制备了柔性PbTiO3/ZnO纳米复合材料,利用铁电极化对纳米复合材料的光致发光性能进行调制。研究结果表明,PbTiO3/ZnO纳米复合材料的光致发光谱由位于紫外区（λ=384nm）的本征发光峰与位于可见光区（λ=623nm）的缺陷发光峰组成。随着材料弯曲应变的增大,柔性纳米复合材料的本征发光峰强与缺陷发光峰强比（Iuv/Ivis）发生变化；当弯曲应变圆心角达α=190°,样品的Iuv/IvIs提升为原始状态的8倍。这种现象是由PbTi03单晶纳米纤维中的铁电极化电场对界面处ZnO纳米线能带弯曲的调控所引起。当样品产生弯曲应变时,在PbTi03纳米纤维内部将形成内建电场,其极化电场方向由PbTiO3内部指向ZnO纳米线界面处,致使ZnO纳米线在界面处的能带弯曲程度将有所下降,耗尽层宽度将有所减小。因此,在光致发光测试过程中,产生弯曲应变的纳米复合材料中空穴-电子对的复合几率将获得有效提升,样品的本征发光强度产生相应提高。（3）设计并采用水热法成功制备了PbTiO3/CdS纳米复合材料。该纳米复合材料以四方相PbTiO3单晶纳米纤维为基体,粒径尺寸约为20-80nm的六方相CdS纳米颗粒在其表面异质形核生长。其高角环形暗场扫描透射电子显微镜和透射电子显微镜等研究结果表明,PbTiO3与CdS之间存在大量清晰的单晶界面。在可见光（λ≥400nm）辐射条件下,PbTiO3/CdS内米复合材料表现出良好的光催化性能,其光降解亚甲基蓝（MB）的一级反应常数达PbTiO3纳米纤维的1.7倍、P25的4.25倍。分析结果表明,当PbTiO3与CdS形成高质量的单晶界面时,二者之间具有能带匹配效应,大大提高了纳米复合材料的光生载流子分离行为,使其光催化性能获得提升。（4）采用溶剂热法成功合成了SrTiO3/Graphene纳米复合材料。在该纳米复合材料中,石墨烯为SrTiO3纳米颗粒提供了二维生长基底；粒径尺寸约50nm的立方相SrTiO3单晶纳米颗粒均匀分散在石墨烯基底中,与石墨烯之间形成了大量连续的界面。可见光催化结果表明,SrTiO3/Graphene内米复合材料的一级反应常数达纯SrTiO3的5.5倍。分析测试结果表明,石墨烯优异的电子传输特性能够有效促进光生载流子的分离与传输,从而提升SrTiO3/Graphene内米复合材料的可见光催化性能。（5）采用溶剂热法首次成功合成了BaTiO3/Graphene内米复合材料。该纳米复合材料中,粒径尺寸约20nm的四方相BaTiO3单晶纳米颗粒均匀分散在石墨烯基底中,与石墨烯间形成大量连续的界面。其球差透射电子显微镜、透射电子显微镜、二次谐波性能测试结果表明,BaTiO3纳米颗粒具有单晶单畴的结构特点；同时,该纳米复合材料的拉曼光谱及XPS结果表明,与氧化石墨烯相比,BaTiO3/Graphene纳米复合材料表面的含氧基团含量减少了约73%,进一步证实了在溶剂热合成过程中,氧化石墨烯获得了充分的还原以及Ti-O-C键的存在可能。（6）在可见光辐射条件下,BaTiO3/Graphene纳米复合材料能够快速光降解多种染料分子,是一种多功能型的高效可见光催化剂。在可见光辐射时间仅为20min时,BaTiO3/Graphene纳米复合材料对亚甲基蓝（MB）、甲基橙（MO）及罗丹明B（RhB）三种典型染料分子均具有80%以上的光催化降解率。可见光催化结果表明,该纳米复合材料的一级反应常数为纯BaTiO3的9倍、SrTiO3/Graphene纳米复合材料的2.5倍。进一步的循环光催化评价结果表明,BaTiO3/Graphene纳米复合材料具有高的稳定性。分析测试结果表明,石墨烯及BaTiO3的铁电极化产生协同效应,是大幅提升BaTiO3/Graphene纳米复合材料可见光催化性能的关键因素。一方面,单晶单畴的BaTiO3纳米颗粒中存在自发极化效应,其极化电场将有利于光生载流子的分离；另一方面,石墨烯作为光生电子的传输载体,能够显著提升光生载流子的分离和传输特性。
朱留洋[8]（2020）在《钛酸锶的表面改性及光、声催化性能研究》文中认为在能源和环境危机日益严重的情况下,利用新技术处理污染问题,发展新的可再生能源是目前能源环境研究领域急需解决的问题。在新兴能源方面,早在70年代,Fujishima和Honda利用TiO2成功地在光电条件下进行了水分解制氢实验。这种把光能成功地转化为清洁能源而被储存在化学键中的方法被认为是光电化学研究历程中的一个重要突破。这次实验成功激发了研究者通过半导体催化剂将太阳能转换为洁净氢能的研究热潮。光催化剂在产氢过程中的效率主要依赖于光催化剂自身的结晶性,带隙结构等因素。其中光生载流子的高复合率是几乎所有半导体材料固有的特性,它是导致光催化过程中光子利用率低、产氢效果差的主要原因之一。因此,设计一种新型的催化剂结构来诱导电子空穴分别向不同的方向迁移,以此来提高光催化效率的方法成为光催化领域最为重要的研究方向。在环境危机方面人们也面临着严峻的挑战,特别是工业染料污染中大量的带有苯环的难降解有毒物质给人们的正常生活带来了极大的困扰。选择一种高效,环保的有机物降解方式是解决环境污染问题的重要途经。作为一种能够高效降解或矿化有机污染物的方法,高级氧化法（AOPs）是在1987年被科学家Glaze首次提出。AOPs技术包括超声催化分解、光催化分解、射线辐射分解、UV/O3、UV/H2O2、Fenton、光Fenton等依赖于活性物质的反应过程。与传统的AOPs相比,声催化分解技术因其环境友好、操作方便等优点受到越来越多的关注。声催化分解有机染料主要依赖于超声波作用于溶液后引起的空化作用而产生的局部高温,高压和发光现象,利用在这一过程中产生的氧化自由基具有的强氧化作用实现对有机污染物的降解。所以合理的增强空化作用是提升超声催化分解效率最为有效的方法。钛酸锶作为一种最为典型的ABO3型钙钛矿材料,其具有组分多样可调,结构稳定,易合成等多种优良的物理化学性质。特别是钛酸锶在超声作用的极端条件下仍能保持良好的催化稳定性,这些特点使其在能源和环境领域都有良好的应用前景。在本文工作中主要以钛酸锶为本体材料对其合成过程,表面结构等物理化学性质进行探索。作者通过在样品合成过程中加入表面活性剂来增强样品的润湿性,在钛酸锶表面负载电子受体改变样品表面电子结构,利用原位碳化形成表面异质结等方法来探索提升样品光催化性能的新型结构。另外作者还通过元素掺杂对材料组分,晶格结构,带隙组成,表面微观结构等方面的讨论揭示超声催化过程中氧化自由基降解有毒有机物的原理和提升光催化分解水效率的方法。作者还通过第一性原理计算揭示了样品在掺杂或是表面修饰之后的电子密度分布和能带结构的变化。文章的主要内容分为六个部分:第一部分是研究背景和文献综述的介绍。首先是针对光催化过程理论基础的分析,光催化整体效率的计算方法介绍,最新光催化材料的研究和新型催化剂结构的探索。其次讨论钙钛矿材料的结构特点,合成方法,催化性能研究基础和目前的研究进展。最后讨论钛酸锶材料在光催化研究方面的优势和目前可能的研究方向。第二部分,利用双亲型聚合物聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷（PEO-PPO-PEO,P123）作为模板剂合成了表面包裹有P123的钛酸锶纳米颗粒。P123的亲水基团聚环氧乙烷暴露在样品外侧,所以在包覆P123之后样品的亲水性得到了很大的提高。表面润湿性的改善有利于样品在溶液中的分散,降低了水分子的吸附能,同时加快了载流子与水分子反应的频率。同时,聚环氧乙烷（PEO）对质子有良好的亲和力,有助于载流子的转移。表面修饰是调控半导体颗粒光催化产氢性能的关键策略。光催化测试结果表明,包裹有P123的钛酸锶纳米颗粒在不添加任何助催化剂的情况下,样品的光催化产氢量能显著提高至402μmol·g-1·h-1,同时样品也保持了良好的循环稳定性。相比于纯的钛酸锶颗粒,这种表面包覆亲水性物质的钛酸锶颗粒将光催化产氢效率提升了 31倍。而P123的模板作用使得合成出来的样品比表面积只是提高了 5倍。这种利用亲水性聚合物基团对载流子定向迁移的方法不仅可以提高光催化效率还可以利用聚合物来提升样品的表面稳定性。表面亲水性有机异质结的构建为光催化材料的设计提供了一种新的思路。第三部分,为了抑制样品载流子的重新复合并提升光催化效率,通常过渡金属氧化物异质结和以贵金属为基础的助催化剂在光催化分解水制氢中是必不可少的。然而,从环境和经济的角度来看,避免这类材料的使用是非常重要的研究方向。同时异质结的构建和贵金属的负载合成方法较为复杂。在这项工作中,作者通过溶剂热的方法将乙二醇分子原位固定在SrTiO3纳米颗粒（EG@STO）的表面上。作者通过理论计算,得到了样品表面的电子密度分布。乙二醇分子负载后,SrTiO3表面上的电荷密度下降,电子向乙二醇迁移,这使得样品内外形成了内建电场,加速了载流子向样品表面的迁移速率。在没有其他助催化剂的条件下,作者对EG@STO进行光催化分解水产氢测试。在300瓦的氙灯光源照射下样品可以达到237 μmol·g-1·h-1的产氢效率。此外,EG@STO在32小时的长期反应后仍然保持催化活性稳定。通过对循环反应后的样品进行测试发现钛酸锶本体和乙二醇仍能长期保持结构稳定。也就是说,EG分子被设计成一种高效稳定的新型助催化剂,为更好地实现半导体光催化氢还原提供了一种新的途径。第四部分通过原位碳化的方法合成了一种可见光条件下催化产氢材料,碳包覆钛酸锶材料。在过往研究中元素掺杂和表面氧化物异质结通常被用来拓展材料光谱吸收范围,但是这些方法合成过程复杂,而且掺杂过程在样品的内部区域形成缺陷会成为载流子重新发生复合的位点,进而限制催化反应的效率。在这一部分的工作中作者合成了一种环保,成本低,高效的可见光催化材料C@STO。钛酸锶表面的石墨化碳极大的促进了样品表面的导电性,也实现了钛酸锶和表面物质之间的直接载流子迁移。在全光谱和可见光条件下分别实现了 440μmol·g-1·h-1和45 μmol·g-1·h-1的光催化产氢效率。另外,作者在可见光条件下对样品进行了 24小时的催化产氢稳定性测试,验证了样品的长期催化活性。XRD和同步辐射X射线近边吸收谱被用于验证样品的晶体结构和表面化学态的稳定性。这种原位碳化方法为样品光催化效率的提升和实现宽带隙半导体材料的可见光催化提供了新思路。第五部分,在某些特定的情况下,声催化降解可能比传统的催化方法更适合于处理污水中的有机污染物。但其实际应用受到降解效率低的限制。在本次工作中,作者介绍了利用钛酸锶材料的超声分解技术在环保方面的应用,并利用水热法合成了不同铬掺杂浓度的钛酸锶样品（Sr1-x%Crx%TiO3）,研究其在超声催化领域的高效性和实用性,并探索了超声催化机制。铬元素的掺杂导致了钛酸锶晶格中的对称性降低,使最终得到的样品颗粒表面粗糙化,总体孔体积上升。大量孔洞的出现会改变样品的比表面积,提高样品的气体吸附性能,促进空化作用的发生。最优铬掺杂浓度下的钛酸锶在超声辐照（53 KHz,350W）下可以在10分钟内对罗丹明B（5mg/L）实现95.4%的降解。本次工作还系统地验证了部分氧化活性自由基在降解过程中的作用。此外,为了研究样品的普适性,作者对多种有机染料进行了测试,结果显示铬掺杂的钛酸锶样品对罗丹明B（RhB）,甲基蓝（MB）和甲基橙（MO）等有机染料的催化降解效果是普遍存在的。第六部分,对论文中所有研究内容的总体概括和后期的研究展望。
何建平[9]（2012）在《钛酸锶钡结构及其极化特性的第一性原理计算与实验研究》文中指出钛酸锶钡(BaxSr1-xTiO3, BST)具有介电常数调节方便、较低的介电损耗以及电场作用下高介电常数非线性等良好的介电性能，在可调介质滤波器和移相器等微波调谐器件方面有着广泛的应用。本文以钛酸锶钡为研究对象，采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对其结构以及极化特性进行理论计算研究，同时结合实验观察钛酸锶钡的极化和电畴变化。首先以五种有序结构模型为代表，使用第一性原理方法对立方相结构的BaxSr1-xTiO3（x=0.125,0.25,0.5,0.75,0.875）进行了详细的计算研究。结果表明平衡晶格常数和组分含量x之间呈现线性变化规律，符合Wegard定律。在立方相有序结构BaxSr1-xTiO3（x=0.125,0.875）中，出现Ti原子和O原子的偏心位移，导致Ti-O八面体产生畸变。这将导致4对反平行且互相成109°夹角的自发极化的产生，但由于这4对极化的大小相同、方向相反，所以不会引起宏观的极化，而且晶格结构仍保持为立方相。对态密度和差分电荷密度的分析表明，BST中Ti3d和O2p电子之间的轨道杂化作用强于Ba和O以及Sr和O轨道电子之间的杂化作用，特别是在价带顶和导带底的高能量区间。在BST中，Ba-O和Sr-O之间是离子相互作用，而Ti-O间则是强烈的共价相互作用。Ti和O原子之间的共价相互作用，特别是Ti3d和O2p电子之间的轨道杂化作用，是BST自发极化以及铁电性产生的主要因素。然后对Ba0.25Sr0.75TiO3、Ba0.5Sr0.5TiO3以及Ba0.75Sr0.25TiO3这三种组分均分别建立了三种有序结构模型，根据这些A位的Ba和Sr原子有序分布的模型，主要对它们进行结构上的第一性原理计算分析研究。其中的BST0.25<010>、BST0.25<011>、BST0.5{100}、BST0.75<010>以及BST0.75<011>这些有序结构晶胞都处于四方相反铁电态，而BST0.5{110}这个有序构型处于四方顺电相，BST0.25<111>、BST0.5{111}和BST0.75<111>这三个有序构型为立方顺电相。可见在BST中，A位的局部有序性对无序结构BST固溶体的结构相变是一个重要的影响因素，可以导致从四方相反铁电态到四方相顺电态以及立方相顺电态的变化。接着以Ba0.5Sr0.5TiO3的三种有序构型——BST{100}、BST{110}和BST{111}为研究对象，采用第一性原理方法，计算分析Ti-O八面体中Ti原子的偏心位移对BST的原子构型和极化特性的作用和影响。进而了解在BST铁电体中，外加电场作用下所引起的Ti和O原子的偏心位移，对BST的原子构型和自发极化的影响以及作用的机理。在BST{100}、BST{110}和BST{111}有序构型中，当Ti原子分别在x方向、z方向和z方向上，即BST晶格的二重轴或者更高重轴所在方向偏心位移时，计算得到的稳定晶格结构均为四方相，同时都出现自发极化，结构处于四方相铁电态。而当BST{100}和BST{110}有序构型中的Ti原子分别在z方向和x方向上（不是BST晶格的二重轴或者更高重轴所在方向）偏心位移时，得到的稳定晶格结构均为正交相，同时也都出现自发极化，结构处于正交相铁电态。可见外加电场作用下所引起的Ti原子的偏心位移，可以引起晶格的畸变和Ti-O八面体的畸变，产生自发极化，从而使得BST发生结构相变，而且所加外电场方向决定了相变后的铁电相的结构。最后使用压电响应力显微技术（PFM），同时结合透射电子显微镜（TEM），对外加直流电场作用下BaxSr1-xTiO3（x=0.3,0.6,0.9）铁电体中的电畴诱导演变以及极化反转进行了实验观察研究。结果发现，在无外加直流偏压的情况下，BST铁电材料顺电相结构中不存在铁电畴，也不存在由于相变扩张所导致的铁电微区。而当对顺电体外加直流偏压时，BST铁电材料(Ba0.6Sr0.4TiO3)中可以诱导出铁电畴，并对顺电相BST铁电体中非线性介电特性产生贡献。第四章中得出的第一性原理的理论计算结果，即由电场作用引起的Ti离子位移会导致极化的产生并引起结构相变，在此处得到了一定的实验验证。同时，对处于顺电相的BST铁电材料而言，外加电场诱导出铁电畴的难易程度与其居里温度有关，居里温度越高，外电场作用下越容易诱导出铁电畴。在方向相反的直流偏压下，可以观察到BST铁电体(Ba0.9Sr0.1TiO3)中的电畴会发生极化反转。而且在不同大小的直流偏场下诱导出的铁电畴呈现渐进的变化，这说明BST铁电体中的电畴是一个会随外场而变化的动态过程，这一动态过程导致了BST铁电体中非线性介电特性的产生。
周则龄,张萌,张俊峰,宋法恩,张清德,谭猗生,韩怡卓[10]（2020）在《钙钛矿型氧化物负载Ni催化剂上甲烷二氧化碳重整反应研究》文中研究表明采用浸渍法制备了一系列MTiO3（M=Mg、Ca、Sr、Ba）钙钛矿型氧化物负载的Ni催化剂（Ni的负载量为5%,质量分数）,通过XRD、氮吸附、H2-TPR、CO2-TPD、XPS和TG等技术对催化剂进行了表征,对其甲烷二氧化碳重整反应的催化性能进行了研究。结果表明,M为不同碱土金属时,催化剂上金属载体相互作用、活性组分的表面原子浓度以及催化剂晶格氧的流动性都发生了变化。Ni/CaTiO3催化剂上金属载体相互作用较强,还原出的活性组分Ni的含量较多,晶格氧流动性较高,因而具有较好的催化性能。SrTiO3载体颗粒粒径较大,Ni/SrTiO3催化剂上Ni的分散度不高,金属载体的相互作用较弱,表面Ni原子相对含量较低,晶格氧的流动性较差,其甲烷二氧化碳重整反应活性也最低。
二、BaTiO_3和SrTiO_3的反应速率（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、BaTiO_3和SrTiO_3的反应速率（论文提纲范文）
（2）钙钛矿氧化物纳米结构的水热合成、表征及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钙钛矿氧化物的研究意义 |
| 1.2.1 钙钛矿结构的特点 |
| 1.2.2 钙钛矿复合氧化物纳米材料的合成方法研究进展 |
| 1.3 不同形貌纳米粒子的性质及应用 |
| 1.3.1 零维纳米材料 |
| 1.3.2 一维纳米材料 |
| 1.3.3 二维纳米材料 |
| 1.3.4 枝杈晶研究进展 |
| 1.4 铁磁电材料简介 |
| 1.4.1 铁磁电材料的形成条件 |
| 1.4.2 多铁性机制 |
| 1.4.3 铁磁电体的最新实验进展 |
| 1.4.4 铁磁电材料的潜在应用 |
| 1.5 本课题的研究意义和研究内容 |
| 第二章 实验及测试技术 |
| 2.1 实验方法 |
| 2.1.1 水热法 |
| 2.2 样品制备 |
| 2.2.1 原料及设备 |
| 2.2.2 BiFeO_3纳米颗粒及纳米片的制备 |
| 2.2.3 可控合成的不同分子式铁酸铋粉体的制备 |
| 2.2.4 过渡金属掺杂的BiFeO_3粉体的制备 |
| 2.2.5 Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3立方体的制备 |
| 2.2.6 过渡金属掺杂的Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3粉体的制备 |
| 2.2.7 BaTiO_3枝杈晶的制备 |
| 2.2.8 SrTiO_3枝杈晶的制备 |
| 2.3 测试技术 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 透射电子显微镜(TEM)和选区电子衍射(SAED) |
| 2.3.3 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和X射线能谱(EDX) |
| 2.3.4 磁学测量系统 |
| 第三章 BiFeO_3纳米粉体的水热合成、掺杂及磁学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 BiFeO_3粉体的水热合成与表征 |
| 3.2.1 KOH浓度对水热合成BiFeO_3粉体的影响 |
| 3.2.2 温度对水热合成BiFeO_3粉体的影响 |
| 3.2.3 添加PVA对水热合成BiFeO_3粉体的影响 |
| 3.2.4 矿化剂KNO_3对水热合成BiFeO_3粉体的影响 |
| 3.2.5 不同分子式铁酸铋粉体的可控制水热合成与表征 |
| 3.3 过渡金属元素掺杂BiFeO_3的制备、表征及性能研究 |
| 3.3.1 Co掺杂BiFeO_3的制备与表征 |
| 3.3.2 Co掺杂BiFeO_3的磁学性能研究 |
| 3.3.3 Ni掺杂BiFeO_3的制备与表征 |
| 3.3.4 Ni掺杂BiFeO_3的磁学性能研究 |
| 3.3.5 过渡金属元素掺杂BiFeO_3磁性变化的机理解释 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 Na_(0.5Bi_(0.5)TiO_3粉体的水热合成表征及磁学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3立方体的水热法合成与表征 |
| 4.2.1 反应温度对水热合成Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3立方体的影响 |
| 4.2.2 反应时间对水热合成Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3立方体的影响 |
| 4.2.3 NaOH浓度对水热合成Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3立方体的影响 |
| 4.2.4 Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3立方体的水热合成机理分析 |
| 4.3 过渡金属元素掺杂Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3的制备表征及磁学性能研究 |
| 4.3.1 Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3的水热法制备与表征 |
| 4.3.2 Fe掺杂Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3的水热法制备与表征 |
| 4.3.3 Fe掺杂Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3的磁学性能表征 |
| 4.3.4 Co掺杂Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3的水热法制备与表征 |
| 4.3.5 Co掺杂Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3的磁学性能表征 |
| 4.3.6 过渡金属元素掺杂Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3磁学性能变化的机理 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 BaTiO_3和SrTiO_3枝杈晶的水热法制备与表征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 BaTiO_3枝杈晶的水热法制备与表征 |
| 5.2.1 BaTiO_3枝杈晶水热法制备与表征 |
| 5.2.2 200℃时KOH浓度对BaTiO_3枝杈晶水热合成的影响 |
| 5.2.3 200℃时NaOH浓度对BaTiO_3枝杈晶水热合成的影响 |
| 5.2.4 200℃时钛源对BaTiO_3枝杈晶水热合成的影响 |
| 5.2.5 200℃时保温时间对BaTiO_3枝杈晶水热合成的影响 |
| 5.2.6 160℃时KOH浓度对BaTiO_3枝杈晶水热合成的影响 |
| 5.2.7 80℃时KOH浓度对BaTiO_3枝杈晶水热合成的影响 |
| 5.2.8 BaTiO_3枝杈晶形成机理分析 |
| 5.3 SrTiO_3枝杈晶的水热法制备与表征 |
| 5.3.1 SrTiO_3枝杈晶水热法制备与表征 |
| 5.3.2 200℃时KOH浓度对SrTiO_3枝杈晶水热合成的影响 |
| 5.3.3 200℃时反应时间对SrTiO_3枝杈晶水热合成的影响 |
| 5.3.4 160℃时KOH浓度对SrTiO_3枝杈晶水热合成的影响 |
| 5.3.5 120℃时KOH浓度对SrTiO_3枝杈晶水热合成的影响 |
| 5.3.6 80℃时KOH浓度对SrTiO_3枝杈晶水热合成的影响 |
| 5.3.7 40℃时KOH浓度对SrTiO_3枝杈晶水热合成的影响 |
| 5.3.8 SrTiO_3枝杈晶形成机理分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所发表的论文及申请的专利 |
| 致谢 |
（3）二氧化钛纳米管薄膜及其原位水热合成钙钛矿微纳结构的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 纳米技术的出现和发展历程 |
| 1.2 纳米材料的内涵、分类与性质 |
| 1.3 一维纳米材料的发展趋势和制备工艺 |
| 1.4 纳米材料的测试表征手段 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 二氧化钛纳米管薄膜的制备与研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 TiO_2薄膜材料的性质和研究现状 |
| 2.2.1 TiO_2的基本性质 |
| 2.2.2 TiO_2纳米薄膜的制备方法 |
| 2.2.3 TiO_2纳米管薄膜的应用 |
| 2.3 基于阳极氧化法制备参数可控的 TiO_2纳米管阵列 |
| 2.3.1 TiO_2纳米管阵列的生长机理 |
| 2.3.2 TiO_2纳米管阵列（薄膜）的制备 |
| 2.3.3 无机电解液体系 TiO_2薄膜的形貌及结构表征 |
| 2.3.4 有机电解液体系 TiO_2纳米管阵列的形貌及结构表征 |
| 2.4 二氧化钛纳米管薄膜的拉曼和光致发光研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 原位转化制备微纳结构 SrTiO_3及其光子晶体特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 SrTiO_3的基本性质 |
| 3.1.2 SrTiO_3的制备方法 |
| 3.1.3 SrTiO_3类钙钛矿的应用前景 |
| 3.2 三维超结构 SrTiO_3（3D STOMs）的制备和表征 |
| 3.3 三维超结构 SrTiO_3的光子晶体特性研究 |
| 3.3.1 光子晶体简介 |
| 3.3.2 SrTiO_3的光子晶体特性研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 BaTiO_3，CaTiO_3，SrCO_3，CaCO_3纳米材料的制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 BaTiO_3，CaTiO_3，SrCO_3，CaCO_3纳米材料的制备 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 符号与标记 |
（4）缺陷对钙钛矿氧化物薄膜的物性调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钙钛矿氧化物及缺陷研究介绍 |
| 1.2.1 钙钛矿氧化物 |
| 1.2.2 钙钛矿氧化物中的缺陷研究 |
| 1.3 LaAlO_3/SrTiO_3二维电子液体系介绍 |
| 1.3.1 LaAlO_3/SrTiO_3二维电子液研究背景 |
| 1.3.2 LaAlO_3/SrTiO_3二维电子液体系晶格重构的相关研究 |
| 1.3.3 LaAlO_3/SrTiO_3体系的其他性质和调控、应用的研究 |
| 1.4 忆阻器的研究介绍 |
| 1.4.1 忆阻器的发现和应用 |
| 1.4.2 忆阻行为的产生机制 |
| 1.5 铁电材料介绍 |
| 1.5.1 铁电材料性质介绍 |
| 1.5.2 铁电SrTiO_3的研究进展 |
| 1.5.3 铁电性的调控方法 |
| 1.6 本论文研究工作 |
| 1.6.1 氧缺陷对钙钛矿氧化物晶格和电输运的调控研究 |
| 1.6.2 Sr缺陷对SrTiO_3/BaTiO_3超晶格的铁电调控研究 |
| 1.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 衬底的处理过程 |
| 2.3 样品制备 |
| 2.3.1 脉冲激光沉积技术 |
| 2.3.2 脉冲激光沉积设备 |
| 2.3.3 反射式高能电子衍射仪 |
| 2.4 薄膜的形貌和结构表征 |
| 2.4.1 原子力显微镜 |
| 2.4.2 扫描透射电子显微镜 |
| 2.4.3 X射线衍射 |
| 2.4.4 卢瑟福背散射 |
| 2.4.5 X射线光电子能谱 |
| 2.4.6 X射线荧光光谱 |
| 2.4.7 X射线吸收光谱 |
| 2.5 薄膜样品的性能表征 |
| 2.5.1 薄膜样品的电输运测试 |
| 2.5.2 薄膜样品的铁电性测试 |
| 2.5.3 薄膜样品的介电性测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 氧缺陷对LaAlO_3/SrTiO_3体系晶格的皮米量级调控研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验内容 |
| 3.3 LaAlO_3/SrTiO_3薄膜的制备和电输运测试 |
| 3.3.1 样品的制备 |
| 3.3.2 样品的电输运测试 |
| 3.4 LaAlO_3/SrTiO_3薄膜的RSM和XRD测试 |
| 3.4.1 样品的RSM测试 |
| 3.4.2 样品的XRD测试 |
| 3.5 LaAlO_3/SrTiO_3薄膜的成分表征 |
| 3.5.1 样品的XPS表征 |
| 3.5.2 样品的XRF表征 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 氧缺陷对SrRuO_3/Nb:SrTiO_3肖特基忆阻器的调控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验内容 |
| 4.3 SrRuO_3/Nb:SrTiO_3异质结的制备和结构表征 |
| 4.4 SrRuO_3/Nb:SrTiO_3异质结的变温Ⅰ-Ⅴ特性 |
| 4.5 SrRuO_3/Nb:SrTiO_3异质结的XAS测试 |
| 4.6 SrRuO_3/Nb:SrTiO_3异质结肖特基势垒的计算 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 Sr缺陷对SrTiO_3/BaTiO_3超晶格的铁电调控 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验内容 |
| 5.3 含Sr缺陷的铁电SrTiO_3的生长条件 |
| 5.4 SrTiO_3/BaTiO_3超晶格的制备与结构表征 |
| 5.4.1 SrRuO_3底电极的制备 |
| 5.4.2 BaTiO_3生长条件优化 |
| 5.4.3 SrTiO_3/BaTiO_3超晶格的XRD,RSM和STEM表征 |
| 5.5 SrTiO_3/BaTiO_3超晶格的铁电性测试 |
| 5.6 SrTiO_3/BaTiO_3超晶格的介电测试 |
| 5.7 SrTiO_3/BaTiO_3超晶格的氧八面体旋转模式 |
| 5.8 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 后续研究展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术成果 |
（6）TiO2纳米阵列光阳极光电催化水分解研究进展（论文提纲范文）
| 1 TiO2纳米阵列光电催化水分解反应 |
| 1.1 TiO2纳米阵列光电极简介 |
| 1.2 TiO2纳米阵列光电催化原理 |
| 2 元素掺杂的TiO2纳米阵列 |
| 2.1 金属元素掺杂 |
| 2.2 非金属元素掺杂 |
| 2.3 Ti3+自掺杂 |
| 2.4 元素双掺杂 |
| 3 异质结构建的TiO2纳米阵列 |
| 3.1 半导体/TiO2异质结 |
| 3.2 金属/TiO2异质结 |
| 4 半导体敏化的TiO2纳米阵列 |
| 4.1 量子点敏化 |
| 4.2 染料敏化 |
| 4.3 贵金属表面等离子体共振效应 |
| 5 表面处理的TiO2纳米阵列 |
| 5.1 助催化剂修饰 |
| 5.2 表面缺陷工程 |
| 5.2.1 气体等离子体刻蚀 |
| 5.2.2 还原性溶剂处理 |
| 5.3 表面电场构筑 |
| 5.4 表面钝化层 |
| 6 结论与展望 |
（7）钙钛矿铁电氧化物复合纳米材料的制备、微结构及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钙钛矿铁电氧化物概述 |
| 1.2.1 晶体结构及其特性 |
| 1.2.2 铁电性研究 |
| 1.3 钙钛矿铁电氧化物纳米材料的合成方法、性能及应用 |
| 1.3.1 钙钛矿铁电氧化物纳米材料的合成方法 |
| 1.3.1.1 钙钛矿铁电氧化物零维纳米材料的合成 |
| 1.3.1.2 钙钛矿铁电氧化物一维纳米材料的合成 |
| 1.3.1.3 钙钛矿铁电氧化物二维纳米材料的合成 |
| 1.3.2 钙钛矿铁电氧化物纳米材料的性能及应用 |
| 1.3.2.1 电子器件 |
| 1.3.2.2 能源器件 |
| 1.3.2.3 光催化性能及应用 |
| 1.4 钙钛矿铁电氧化物纳米复合材料概述 |
| 1.4.1 钙钛矿铁电氧化物/半导体纳米复合材料 |
| 1.4.2 钙钛矿铁电氧化物/石墨烯纳米复合材料 |
| 1.5 本论文研究思路与主要研究内容 |
| 第二章 实验与测试技术 |
| 2.1 化学药品与实验仪器 |
| 2.1.1 化学药品 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 材料合成工艺 |
| 2.2.1 PVA辅助水热法合成四方相单晶PbTiO_3纳米纤维 |
| 2.2.2 水热法合成PbTiO_3/ZnO纳米复合材料 |
| 2.2.3 水热法合成PbTiO_3/CdS纳米复合材料 |
| 2.2.4 溶剂热法合成SrTiO_3/Graphene纳米复合材料 |
| 2.2.5 溶剂热法合成BaTiO_3/Graphene纳米复合材料 |
| 2.3 结构分析和性能测试方法 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和X射线能量色散谱(EDS) |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.4 差热和热失重分析(DTA-TG) |
| 2.3.5 拉曼光谱分析(Raman) |
| 2.3.6 傅里叶红外光谱仪(FTIR) |
| 2.3.7 光致发光光谱分析(PL) |
| 2.3.8 紫外-可见分光光度计(UV-Vis Spectrophotometer) |
| 2.3.9 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.10 光催化性能表征 |
| 第三章 PbTiO_3/ZnO纳米复合材料的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PbTiO_3/ZnO纳米复合材料的制备及生长调控 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 结果及讨论 |
| 3.2.2.1 ZnO晶种层对PbTiO_3/ZnO纳米复合材料的影响 |
| 3.2.2.2 反应温度对PbTiO_3/ZnO纳米复合材料的影响 |
| 3.2.2.3 反应物浓度对PbTiO_3/ZnO纳米复合材料的影响 |
| 3.2.2.4 反应物种类对PbTiO_3/ZnO纳米复合材料的影响 |
| 3.2.2.5 添加剂对PbTiO_3/ZnO纳米复合材料的影响 |
| 3.2.2.6 反应时间对PbTiO_3/ZnO纳米复合材料的影响 |
| 3.3 PbTiO_3/ZnO纳米复合材料的微结构表征 |
| 3.4 PbTiO_3/ZnO纳米复合材料的自清洁特性 |
| 3.4.1 测试方法 |
| 3.4.1.1 样品制备 |
| 3.4.1.2 静态接触角测试 |
| 3.4.2 结果及讨论 |
| 3.5 PbTiO_3/ZnO纳米复合材料的光致发光特性 |
| 3.5.1 ZnO纳米纤维阵列的光致发光性能及调控 |
| 3.5.2 PbTiO_3/ZnO纳米复合材料的光致放光性能及调控 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 PbTiO_3/CdS纳米复合材料的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 PbTiO_3/CdS纳米复合材料的制备及生长调控 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 结果及讨论 |
| 4.2.2.1 反应物种类对PbTiO_3/CdS纳米纤维的影响 |
| 4.2.2.2 反应物浓度对PbTiO_3/CdS纳米复合材料的影响 |
| 4.2.2.3 反应时间对PbTiO_3/CdS纳米复合材料的影响 |
| 4.3 PbTiO_3/CdS纳米复合材料的微结构表征 |
| 4.4 PbTiO_3/CdS纳米复合材料的可见光催化性能 |
| 4.5 PbTiO_3/CdS纳米复合材料的可见光催化机理探究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 SrTiO_3/Graphene纳米复合材料的制备及性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SrTiO_3/Graphene纳米复合材料的制备及生长调控 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 结果及讨论 |
| 5.2.2.1 反应时间对SrTiO_3/Graphene纳米复合材料的影响 |
| 5.2.2.2 KOH浓度对SrTiO_3/Graphene纳米复合材料的影响 |
| 5.2.2.3 氧化石墨烯浓度对SrTiO_3/Graphene纳米复合材料的影响 |
| 5.3 SrTiO_3/Graphene纳米复合材料的微结构表征 |
| 5.4 SrTiO_3/Graphene纳米复合材料的可见光催化性能 |
| 5.5 SrTiO_3/Graphene纳米复合材料的可见光催化机理 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 BaTiO_3/Graphene纳米复合材料的制备及性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 BaTiO_3/Graphene纳米复合材料的制备及生长调控 |
| 6.2.1 样品制备 |
| 6.2.2 结果及讨论 |
| 6.2.2.1 反应时间对BaTiO_3/G-raphene纳米复合材料的影响 |
| 6.2.2.2 钡钛比对BaTiO_3/Graphene纳米复合材料的影响 |
| 6.2.2.3 KOH浓度对BaTiO_3/Graphene纳米复合材料的影响 |
| 6.2.2.4 氧化石墨烯浓度对BaTiO_3/Graphene纳米复合材料的影响 |
| 6.3 BaTiO_3/Graphene纳米复合材料的微结构表征 |
| 6.4 BaTiO_3/Graphene纳米复合材料的可见光催化性能 |
| 6.5 BaTiO_3/Graphene纳米复合材料的可见光催化机理 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历及攻读学位期间取得的科研成果 |
（8）钛酸锶的表面改性及光、声催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半导体光催化研究基础 |
| 1.2.1 光催化水分解的机理介绍 |
| 1.2.2 半导体带隙计算 |
| 1.2.3 光催化水分解效率的计算方法 |
| 1.3 钙钛矿类材料光催化剂的研究现状 |
| 1.3.1 钙钛矿光催化剂的晶格解析 |
| 1.3.2 ABO_3型钙钛矿光催化剂的调控基础 |
| 1.3.3 钙钛矿半导体光催化剂的结构设计 |
| 1.4 选题研究的目的、意义和内容 |
| 1.4.1 选题研究的目的、意义 |
| 1.4.2 选题研究的内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 亲水性有机涂层提高钛酸锶光催化产氢性能研究 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 测试仪器 |
| 2.2.3 样品合成 |
| 2.2.4 样品物性表征 |
| 2.2.5 光催化产氢测试 |
| 2.2.6 样品电化学测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 晶体结构与形貌分析 |
| 2.3.2 样品表面性质分析 |
| 2.3.3 光催化性质分析 |
| 2.3.4 样品的光催化产氢机制分析 |
| 2.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 乙二醇包覆SrTiO_3颗粒的光催化产氢研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料及测试仪器 |
| 3.2.2 样品合成 |
| 3.2.3 样品物性表征 |
| 3.2.4 光催化产氢测试 |
| 3.2.5 样品电化学测试 |
| 3.2.6 密度泛函理论计算 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 样品的结构与形貌分析 |
| 3.3.2 光催化测试和机制分析 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 表面有机物的原位碳化实现SrTiO_3样品可见光下的光催化制氢 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 样品合成 |
| 4.2.3 光催化产氢测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 样品的物性表征 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 铬掺杂引起的表面改性对钛酸锶颗粒超声催化影响 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验原料 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.2.3 样品合成 |
| 5.2.4 样品表征 |
| 5.2.5 超声催化测试 |
| 5.2.6 理论计算 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 样品的结构和形貌分析 |
| 5.3.2 能带结构分析 |
| 5.3.3 光电子能谱分析 |
| 5.3.4 样品超声催化性能测试 |
| 5.3.5 超声降解机制分析 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 文章总结与后期展望 |
| 6.1 文章总结 |
| 6.2 后期展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（9）钛酸锶钡结构及其极化特性的第一性原理计算与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铁电体及特性概述 |
| 1.3 钙钛矿结构 |
| 1.4 BST 结构和特点介绍 |
| 1.5 介电非线性 |
| 1.6 相控阵天线用铁电移相器 |
| 1.7 第一性原理 |
| 1.8 本文的研究目的和主要研究内容 |
| 2 立方相 BST 的计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 计算物理模型与方法 |
| 2.3 晶格结构分析 |
| 2.4 电子结构分析 |
| 2.5 光学性质 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 有序结构与相变 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 物理模型与计算方法 |
| 3.3 Ba_(0.25)Sr_(0.75)TiO_3计算结果分析 |
| 3.4 Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_3计算结果分析 |
| 3.5 Ba_(0.75)Sr_(0.25)TiO_3计算结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 电场作用下的模拟计算 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型与方法 |
| 4.3 BST{100}构型 Ti 原子 x 方向移动结果分析 |
| 4.4 BST{100}构型 Ti 原子 z 方向移动结果分析 |
| 4.5 BST{110}构型 Ti 原子 x 方向移动结果分析 |
| 4.6 BST{110}构型 Ti 原子 z 方向移动结果分析 |
| 4.7 BST{111}构型 Ti 原子 z 方向移动结果分析 |
| 4.8 Ti 原子位移和极化 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 BST 的电畴诱导与介电非线性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法与原理 |
| 5.3 电畴的诱导 |
| 5.4 电畴的极化反转 |
| 5.5 形貌与电畴的 TEM 观察 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读学位期间发表的论文目录 |
（10）钙钛矿型氧化物负载Ni催化剂上甲烷二氧化碳重整反应研究（论文提纲范文）
| 1 实验部分 |
| 1.1 催化剂制备 |
| 1.2 催化剂表征 |
| 1.2.1 N2物理吸附(BET) |
| 1.2.2 X射线衍射(XRD) |
| 1.2.3 程序升温还原(H2-TPR) |
| 1.2.4 CO2程序升温脱附(CO2-TPD) |
| 1.2.5 X射线光电子能谱(XPS) |
| 1.2.6 热重分析(TG) |
| 1.3 催化剂反应性能评价 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 钙钛矿载体的物理性质 |
| 2.2 钙钛矿负载Ni催化剂的物理性质 |
| 2.3 钙钛矿负载的Ni催化剂的还原性和表面化学状态分析 |
| 2.4 钙钛矿负载Ni催化剂的反应性能 |
| 2.5 反应后催化剂的表征 |
| 3 结论 |
四、BaTiO_3和SrTiO_3的反应速率（论文参考文献）
- [1]钙钛矿铁电半导体的光催化研究现状及其展望[J]. 崔宗杨,谢忠帅,汪尧进,袁国亮,刘俊明. 物理学报, 2020(12)
- [2]钙钛矿氧化物纳米结构的水热合成、表征及性能研究[D]. 王永刚. 浙江大学, 2009(03)
- [3]二氧化钛纳米管薄膜及其原位水热合成钙钛矿微纳结构的研究[D]. 袁晓亮. 上海交通大学, 2013(07)
- [4]缺陷对钙钛矿氧化物薄膜的物性调控研究[D]. 王志成. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [5]微弧氧化工艺参数对BaTiO3和SrTiO3薄膜生长的影响[J]. 王敏,郭会勇,黄文波,李文芳. 材料热处理学报, 2012(05)
- [6]TiO2纳米阵列光阳极光电催化水分解研究进展[J]. 程翔,毕迎普. 分子催化, 2020(04)
- [7]钙钛矿铁电氧化物复合纳米材料的制备、微结构及性能研究[D]. 姜姗. 浙江大学, 2016(10)
- [8]钛酸锶的表面改性及光、声催化性能研究[D]. 朱留洋. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [9]钛酸锶钡结构及其极化特性的第一性原理计算与实验研究[D]. 何建平. 华中科技大学, 2012(07)
- [10]钙钛矿型氧化物负载Ni催化剂上甲烷二氧化碳重整反应研究[J]. 周则龄,张萌,张俊峰,宋法恩,张清德,谭猗生,韩怡卓. 燃料化学学报, 2020(07)