基于学科交叉背景的碳纳米管薄膜湿敏检测仪制作与实验

以学科交叉为手段,采用静电自组装方法在叉指电极上制备碳纳米管薄膜器件,结合单片机系统制作碳纳米管薄膜湿敏检测仪。实验表明该检测仪具有优异的湿度检测性能,展示了纳米科技在工程实践中的新应用。应用案例以"新材料-新工艺-新器件-新应用"为特色,体现了微电子、纳米技术、工程材料、信息检测等学科交叉,有利于提升学生工程实践能力、研究思维能力和创新意识。     

直流磁控溅射制备纳米TiO_2薄膜研究

使用直流磁控溅射装置,通过在溅射过程中加入不同的金属网格,250℃条件下在玻璃衬底上制备了不同晶粒尺寸的TiO2薄膜.利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射谱(XRD)对薄膜的表面形貌结构和进行了分析.研究结果表明:在磁控溅射过程中金属网格的引入能有效减小TiO2薄膜的晶粒尺寸,并且金属网格的网孔尺寸越小,晶粒尺寸越小.     

活性炭负载纳米TiO_2光催化降解直接湖蓝实验研究

研究了活性炭负载纳米TiO2的光催化降解性能和直接湖蓝废水处理的主要因素。结果表明:用活性炭负载TiO2具有催化效果好、可重复使用等优点;采用光强为4 050μW/cm2的紫外灯,处理100mg/L直接湖蓝废水的最优工艺条件是:废水pH值为1、光照时间为90min、载体粒径为35～55目。在此条件下,催化剂重复使用16次后对直接湖蓝的去除率为94%。     

石墨烯湿敏传感器件的呼吸检测实验装置

设计了基于纳米修饰石墨烯的湿敏传感器呼吸检测装置,并对其电容湿度传感器的湿敏特性及呼吸特性进行测试分析。采用自组装方法制备氧化锌修饰氧化石墨烯薄膜湿度传感器,采用电子扫描电镜对其形貌进行表征,基于555多谐振荡器和STM32单片机构筑了一种柔性薄膜型呼吸检测装置,并对其性能进行了测试。实验结果表明,该呼吸检测装置具有高灵敏度及优良的响应与恢复特性,并且经蓝牙同手机通信可实时显示呼吸频率,展示了较好的呼吸检测效果。     

负载纳米TiO_2-ACF新型防毒口罩实验研究

以N95型口罩为原型,在原有的3层结构基础上添加附载有纳米TiO2的ACF(活性炭纤维)结构层,使其不仅具有普通口罩的阻隔防护功能,而且具有降解苯等有毒有害物质的功能;同时利用ACF本身特点阻止PM2.5对人体的入侵。     

纳米TiO_2的制备方法简述

本文综述了纳米TiO2 的主要制备方法 ,并对目前纳米TiO2 的制备领域的新进展做了介绍     

烧结工艺对SnO2纳米湿敏材料电性能的影响

采用共沉淀法制备出SnO2-LiZnVO4系纳米粉体，考察了烧结工艺对材料湿敏特性和电容特性的影响。实验结果表明，适当的烧结工艺是得到最佳湿敏性能试样的的重要条件。     

敏化太阳能电池TiO_2纳米薄膜光阳极综合实验设计

为了让新能源专业本科生了解和掌握光电转换原理和光电材料的制备,在大量研究工作的基础上,设计了关于TiO2纳米薄膜光阳极的制备及其性能研究综合实验,包括溶胶-凝胶法制备纳米TiO2光阳极、松油醇对光电性能的影响等实验内容。该实验路线简单易行,涵盖知识点多,有利于培养学生综合运用知识进行科学研究的能力,可以作为新能源专业的综合性实验项目。     

明胶稳定TiO2空气-水界面薄膜的研究

采用十二烷基磺酸钠(SDS)作模板并以明胶作稳定剂,在空气-水的界面上组装TiO2薄膜。结果表明,加入的明胶既是一种良好的成膜剂,又是薄膜中TiO2颗粒的稳定剂。经洗涤去除明胶后,此复合薄膜材料可转换成单一的层状TiO2薄膜,其薄膜中TiO2颗粒的平均粒径与原先加入的明胶浓度成反比。在此基础上,分析了明胶稳定TiO2颗粒的机理并建立了相关模型。     

纳米金修饰金电极固载抗体电流型乙型肝炎免疫传感器的研究

在金电极表面自组装L-半胱胺酸,然后吸附金溶胶,再将乙型肝炎表面抗体(HbsAb)固定在金纳米颗粒上,制成用于检测乙型肝炎表面抗原(HbsAg)的一种新型电流型免疫传感器。通过循环伏安法考察了电极的电化学特性。该传感器制作简单、响应时间短(2min)、选择性好和灵敏度高,该免疫传感器对乙型肝炎表面抗原(HbsAg)检测的线性范围是5μg/L～130μg/L,检出限为0．86μg/L。     

MoS_2/Si异质薄膜综合实验研究

为了让学生更好地了解研究前沿和激发学生对科研探索的兴趣,在大量科学研究工作基础上,设计了MoS_2/Si异质薄膜的制备、微结构表征和气敏性能测量综合实验。该实验选题新颖,涵盖知识点丰富,实验各环节联系紧密,有利于深化学生对理论知识的理解和培养学生的创新思想,有利于培养学生综合运用所学知识独立进行科学研究的素质能力。     

Au和Pd修饰TiO_2光催化剂合成及光催化实验设计

采用离子液体微波辅助法制备TiO_2载体材料,并通过原位沉积法负载了贵金属纳米颗粒(Au)和钯(Pd);通过X射线衍射仪、扫描透射电子显微镜对样品进行表征,确定形貌及负载情况;通过亚甲基蓝的光催化降解与苯甲醇光催化氧化研究其可见光催化性能。结果表明,双金属Au和Pd且负载1%Au和1%Pd时获得最佳催化效果。该实验步骤简单、综合性强,涵盖众多知识点,便于学生系统掌握光催化实验知识。     

MoS_2薄膜制备和表征及光伏器件应用综合研究型实验设计

为了让学生更好地认识二维层状半导体的特性,设计了二硫化钼(MoS_2)薄膜制备、表征及光伏器件应用综合研究型实验。该实验包括磁控溅射技术制备MoS_2薄膜、薄膜太阳能电池器件制作、晶格结构和表面形貌分析、电光性能测量等实验内容,形象展示了MoS_2薄膜生长、独特结构和优异器件性能之间的内在联系,让学生对MoS_2新材料特征有整体的认知。该实验选题新颖,实验内容涵盖材料学、半导体物理、电子器件等知识点。教学实践表明,该综合研究实验全面培养了学生的综合素质和创新研究能力。     

A non-labeled DNA biosensor based on light addressable potentiometric sensor modified with TiO2 thin film

Titanium dioxide (TiO_2) thin film was deposited on the surface of the light addressable potentiometric sensor (LAPS) to modify the sensor surface for the non-labeled detection of DNA molecules. To evaluate the effect of ultraviolet (UV) treatment on the silanization level of TiO_2 thin film by 3-aminopropyltrietboxysilane (APTS), fluorescein isothiocyanate (FITC) was used to label the amine group on the end of APTS immobilized onto the TiO_2 thin film. We found that, with UV irradiation, the silani-zation level of the irradiated area of the TiO_2 film was improved compared with the non-irradiated area under well-controlled conditions. This result indicates that TiO_2 can act as a coating material on the biosensor surface to improve the effect and effi-ciency of the covalent immobilization of biomolecules on the sensor surface. The artificially synthesized probe DNA molecules were covalently linked onto the surface of TiO_2 film. The hybridization of probe DNA and target DNA was monitored by the recording of Ⅰ-Ⅴ curves that shift along the voltage axis during the process of reaction. A significant LAPS signal can be detected at 10 μmol/L of target DNA sample.     

SnO2薄膜气体传感器研究新进展

文章综述了近年来国际上SnO2薄膜气体传感器在制备方法与性能修饰方面研究的新进展。对于各种SnO2薄膜气体传感器的制备方法总结了其优缺点,并对各种修饰、改善SnO2薄膜气体传感器性能的方法进行了归纳。SnO2薄膜气体传感器的制备与性能修饰、改进是下一步发展方向的基础。期望通过这一简单、浅略的综述,能使读者对近年来SnO2薄膜气体传感器基础研究方向的发展有所了解。     

钛网表面TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能研究型实验设计

采用阳极氧化法在钛网表面制备了TiO2纳米管阵列,研究氧化电压对TiO2纳米管形貌和光催化性能的影响.采用XRD、SEM对样品的物相和形貌进行表征,利用紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪分析样品的光学性能,以罗丹明B作为降解对象研究样品的可见光催化活性.结果 表明,不同电压条件下制备的TiO2纳米管均为无定形态,电压为2...     

电化学气体传感器综合实验设计

结合科研成果,基于电化学传感器的基本原理设计了电极制备、电化学性能测试及氧气检测的综合性电化学氧气传感器实验。通过该实验使学生了解电化学传感器的基本原理。该实验涵盖了物理化学和分析化学的理论知识,涉及多项单元操作,并将实验教学与生活密切结合,对于丰富教学实验项目、激发学生好奇心、提高学生科研兴趣具有重要的意义。     

含纳米材料润滑脂性能测试综合实验设计

为了提高学生学习摩擦学课程的兴趣,加深学生对润滑脂性能参数的理解,参照科学研究过程,设计了含纳米材料润滑脂性能测试综合实验。在润滑脂中添加不同质量分数的氧化石墨烯纳米颗粒,测试其理化性能和摩擦磨损性能,分析氧化石墨烯对润滑脂性能的影响。该实验内容丰富,性能测试项目典型,设备操作性强,有利于增强学生的综合实验能力,培养学生的科研能力和创新思维。     

TiO_2膜的光敏化研究

综述了TiO2 膜光敏化的常见方法 ,介绍了光敏化的有关机理 ,并对其应用前景进行了分析与展望 .