TiO2反opal光子晶体纳米晶复合膜制备及光电性能研究的中期报告.docx

TiO2反opal光子晶体纳米晶复合膜制备及光电性能研究的中期报告 导言 反蛋白石光子晶体材料具有周期性结构和高度有序性的特点，能够通过调节反蛋白石孔道的大小、形状、排列方式等来实现对材料的光学、电学、磁学等性能的调控和优化。在许多领域中应用广泛，如传感器、光电子器件、催化剂、生物医药等。本文通过研究TiO2反opal光子晶体纳米晶复合膜的制备及其光电性能，旨在拓展反蛋白石材料在光电子学领域的应用。 材料与方法 实验过程分为三步。第一步是制备反蛋白石光子晶体材料，采用硅胶泡沫模板法，将聚苯乙烯微珠模板中心混合TiO2前驱体，经水热处理后制得TiO2反蛋白石光子晶体材料。第二步是制备反opal光子晶体纳米晶膜，将TiO2反蛋白石光子晶体材料分散于丙酮中，利用自组装方法制得反opal光子晶体纳米晶膜。第三步是制备TiO2反opal光子晶体纳米晶复合膜，利用溶胀法，在反opal光子晶体纳米晶膜表面沉积TiO2纳米晶形成复合膜。 样品表征方面，利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、紫外可见吸收光谱分别对反蛋白石光子晶体材料、反opal光子晶体纳米晶膜以及TiO2反opal光子晶体纳米晶复合膜进行表征。光电性能测试方面，利用紫外可见分光光度计测试反opal光子晶体纳米晶膜及其复合膜的吸收光谱，利用三电极体系测试TiO2反opal光子晶体纳米晶复合膜的光电性能。 结果与讨论 SEM图像表征了反蛋白石光子晶体材料的孔道结构以及反opal光子晶体纳米晶复合膜的表面形貌。TEM图像表征了纳米晶在反opal光子晶体纳米晶膜和复合膜中的粒径大小及分布情况。XRD图谱表征了反opal光子晶体纳米晶复合膜中TiO2纳米晶的结晶程度。UV-Vis吸收光谱表征了反opal光子晶体纳米晶复合膜在紫外可见光区的光学吸收特性。光电性能测试结果表明TiO2反opal光子晶体纳米晶复合膜具有良好的光电性能和电催化性能。 结论 在三步制备过程中，反蛋白石光子晶体材料的制备关系到后续反opal光子晶体纳米晶膜和TiO2反opal光子晶体纳米晶复合膜的性能，因此制备过程的控制和优化必不可少。制备的TiO2反opal光子晶体纳米晶复合膜在电催化领域具有一定应用前景。未来的研究将进一步探讨材料的性能和应用。