纳米HKUST-1的合成及其染料吸附性质研究
染料敏化纳米晶薄膜太阳电池
染料敏化纳米晶薄膜太阳电池 * 孟庆波 1,- 林 原2 戴松元 3 (1 中国科学院物理研究所 表面物理国家重点实验室 北京 100080) (2 中国科学院化学研究所 光化学重点实验室 北京 100080) (3 中国科学院等离子体物理研究所 合肥 230031) 摘 要 文章介绍了一种新型的太阳电池)))染料敏化纳米晶薄膜太阳电池的基本工作原理、目前研究的重点和进展以及应用前景和存在的问题.文章指出,这种新型的太阳电池以其制作简单并且具有进一步提高效率和降低成本的潜在优势,可以成为非晶硅太阳电池的有力竞争者.关键词 T iO 2多孔薄膜,染料敏化剂,太阳电池 Dye sensitized solar cells MENG Q ing -Bo 1,- LIN Yuan 2 DAI Song -Yuan 3 (1 S tate K ey L abor atory f or Su rf ace Ph ysics,Institu te of Physics,Chinese A ca demy of Sciences,Beijing 100080,China)(2 K e y L aboratory of Photochemistry ,I n stitute of Chemistry,Chine se A c ademy of S ciences,Beijing 100080,China) (3 Institute of Plasma Ph ysics,Chine se Academy of S ciences,H e f ei 230031,China ) Abstract We describe the basic principle and applicat ion prospec t s of a new t ype of solar cell,dye sensit ized nanocrystalline t hin f ilm cells,which are quite different from traditional P -N junction solar cells.T hey are easy t o produce,and w ith furt her improved efficiency and lower produc t ion c ost s promise t o rival current amorphous silicon solar c ells. Key words nano -sized T iO 2porous films,dye,solar cell * 国家高技术研究发展计划(批准号:2002AA302403)资助项目; 中国科学院/百人计划0资助项目 2003-07-23收到初稿,2003-10-30修回- 通讯联系人.E -mail:qb meng@ap h https://www.360docs.net/doc/1715101290.html, 1 引言 1991年和1993年,瑞士的M ichael Gr Ytzel 教授先后在Nature [1]和Journal of the American Chemical Society [2]上发表论文,报道了一种全新的太阳电池)))染料敏化纳米晶薄膜太阳电池.它制作方法简单,成本低,光电转换效率超过了10%.这一转换效率可以和非晶硅太阳能电池相比,并且也是目前唯一可以和非晶硅电池竞争的候选者.而这种基于纳米半导体晶体材料(T iO 2等)和工艺的新型电池因具有进一步提高效率和降低成本的潜在优势而一直得到高度重视,染料敏化纳米晶薄膜太阳电池已经成为太阳电池研究领域的一个新的热点[3)29].国家科技部对这种新型太阳电池的研究也非常重视,在国家重点基础研究发展计划和国家高技术研究发展计划中分别立项给予支持.我国的科学工作者在这一研究领域也做了大量具有自己特色的基础研究工 作.本文侧重介绍染料敏化纳米晶薄膜太阳能电池的基本原理、目前研究的重点和进展、应用前景和存在的问题等. 2 基本原理 2.1 染料敏化纳米晶薄膜太阳电池的结构及工作 原理 染料敏化纳米晶薄膜太阳电池主要由以下几部分组成:透明导电玻璃(TCO)、纳米(TiO 2)多孔半导体薄膜、染料光敏化剂、电解质和反电极.在太阳电池中,光电转换过程通常可分为光激发产生电子空穴对、电子空穴对的分离、向外电路的输运等三个
染料敏化太阳能电池
新能源课程 染料敏化太阳能电池（DSSC）装置的制作教学实验报告 电气01 王平09041020 4/22 Monday
《染料敏化太阳能电池（DSSC）装置的制作》教学实验 一、研究背景： 随着工业发展和技术进步，人类对能源的需求与日俱增。因此开发新的绿色能源，减少对环境的冲击影响，是迫切需要研究的课题。绿色能源种类很多，本实验将针对染料敏化太阳能电池（DSSC）进行实验制作，以了解其设计原理及机制。 二、实验目的： 了解染料敏化太阳能电池（DSSC）发电原理，掌握DSSC基本制作方法和的电池性能测定；理解决定DSSC性能的材料方面的影响因素，实验比较不同燃料、不同光线对电池性能的效果。 三、实验技能： 学习研磨制样、材料的选择、万用电表的使用、涂布coating及组装、测试太阳能电池。 四、工作原理： 本实验所制备的染料敏化太阳能电池（DSSC），是一个电化学反应过程装置。由正极、负极、电解质液组成。其中正极为涂布有石墨的导电玻璃；负极为涂布有二氧化钛的导电玻璃；二氧化钛为多孔纳米结构，吸附有染料或光敏剂；电解液为含碘化合物，能够产生I2/I-,被填充在正、负极之间。 DSSC太阳能电池是由一系列电子传递过程完成光能-电能转换的。当光线照在负极侧，染料吸收光能发生电子跃迁，染料被氧化，电子经二氧化钛半导体传导，流动到负极的导电玻璃片进入外电路；电子到达正极后，电解液中的I2/I-氧化还原作用使得染料被还原到原始状态。这样构成电子回路，产生电。 五、实验准备： 1.材料： A．导电玻璃：具有高透过率、导电率，如ITO、FTO B．正极：导电能力强、有一定催化活性，如炭、铂 C．二氧化钛：具有催化能力，高活性、比表面积大、分散均匀
染料及其性质
(1)直接染料直接染料大多数是芳香族化合物的磺酸钠盐，大多属于偶氮染料，为亲水性染料。芳香族的BOD／COD值为0.53—0.84。活性污泥对直接染料具有较高的吸附作用，属于亲水性染料的脱色效果好，脱色速度快。 (2)还原染料还原染料是疏水性染料。还原染料主要有蒽醌型和硫靛型两种结构。属于疏水性的染料，脱色速度慢，但活性硅藻土对其有较好的脱色效果(硫酸铝不能使蒽醌染料废水脱色)。还原染料的碱性很强，pH>10。 (3)纳夫妥染料为疏水性染料，活性硅藻土对这种染料有较好的脱色效果。 (4)硫化染料为疏水性染料。硫化染料含有硫化合物，生物处理对其废水中硫化物的允许浓度是10～15mg／L。对于硫化染料占比例较大的废水，可采取预曝气、预沉淀(或投加混凝剂)等方法先除去部分硫化物并使还原性物质预先氧化掉。活性硅藻土对硫化染料有较好的脱色效果。 (5)活性染料为亲水性染料。活性染料虽为亲水性染料，但活性污泥对其吸附作用很小，硅藻土对它的脱色效果亦差。 (6)酸性染料为亲水性染料。酸性染料溶解度大，导致活性污泥对它的吸附作用很低。 (7)酸性媒染染料具有酸性染料的基本结构，含磺酸基等水溶性基因，对羊毛有亲和力，同时还含有能和金属原子络合的羟基团，羟基团和金属媒染剂常用的有重铬酸钠和重铬酸钾(俗称红矾钠和红矾钾]生成色淀增强染色牢度。 (8)金属络合染料活性炭吸附法对金属络合染料废水无效。臭氧法不能用于处理含铬染料废水，否则反而生成六价铬离子，增加水的毒性。 (9)分散染料分散染料是一种不含水溶性磺酸基团的疏水性较强的非离子性染料。分散性染料废水采用混凝法效果较好。活性污泥对它有一定的吸附作用，但不宜采用单独臭氧法。
染料敏化纳米晶太阳能电池
技术与市场第18卷第2期2011年 利用光电转换原理的太阳能光伏发电是可再生能源利用的一个重要方向，光伏工业是目前发展最快的产业。在过去五年中，世界光伏电池产业以平均每年30%的速度增长，成为比IT行业发展更快的产业。怎样提高染料敏化纳米晶太阳电池（简称DSSC）的稳定性和转换效率，是关乎该电池实际利用前景的重大课题。虽然目前液态DSSC转换效率已经达到12%左右，固态或准固态DSSC也有6%~7%的报道，但是这离商业化的最佳标准还有很大的距离。本研究目的在于提高DSSC的转换效率和稳定性。 应用范围 从远期看，光伏发电将以分散式电源进入电力市场，并部分取代常规能源；从近期看，光伏发电可以作为常规能源的补充，解决特殊应用领域，如通信、信号电源和边远无电地区民用生活用电需求，从环境保护及能源战略上都具有重大的意义。目前，全世界太阳能电池的生产厂不下几百家，已有100万套光伏系统在运转，2000年，全世界太阳电池的产量达到287.7MW，累计安装量已超过1300M W，预计到2030年，光伏发电在世界的总发电量中将占到5%～20%。光伏发电在许多应用领域都被证明其技术是成熟的，在经济上是合算的。分析表明，在目前光伏电站有效系统功率与输电距离的比值小于100瓦/公里时，建光伏电站较常规电网延伸供电经济。因此，阳光发电是解决我国边远地区和特殊领域供电的重要途径。我国是个发展中国家，地域辽阔，有许多边远省份和经济不发达地区。据统计，目前尚有约900万户、2800万人口还没有用上电，60％的有电县严重缺电。这些地区的农牧民居住分散，远离电网，而且用电水平很低（人均年用电仅为120千瓦时），在10年甚至20年内都不可能靠常规电力解决他们的用电问题，光伏发电则是解决分散农牧民用电的理想途径，市场潜力十分巨大。 主要技术指标 在AM1.5标准模拟太阳光照射下，液态染料敏化纳米晶太阳能电池转换效率达到8.1％，固态染料敏化纳米晶太阳能电池光电转换效率达到4.8％。 市场分析及产业化前景 太阳能作为取之不尽同时又是生态学上纯净的和不改变地球上燃料平衡的能源，有着能源总量大，又容易实现小型化的优点，因此，对它的开发利用在近几十年来越来越受到人们的重视。太阳能利用也将是新世纪经济展望中最具决定性影响的技术领域之一。据欧洲委员会估计，在2010年，世界光伏电池总装机容量将达到14000MWp，而2030年其规模将增加10倍，达到140000M Wp。按目前的市场价，到2030年将创造5040亿美元的价值，这将产生巨大的经济效益。 追求低成本、高光电转换效率是太阳能电池板领域追求的两大目标。为此，无论是企业还是政府，都投入了大量的人力物力进行高效低成本的太阳能电池研究开发。太阳能电池属于典型的高科技产品，为大众提供能源，也是每个太阳能科研工作者的理想。染料敏化纳米晶太阳能电池具有比传统太阳能电池成本更低廉（仅为后者的1/8～1/10）、工艺更简单的特点。若全固态染料敏化纳米晶太阳能电池大面积制作后，效率能稳定在3％左右，完全具有产业化的能力。 投资概算 投资少（小于500万元），工艺简单，环境友好。 合作方式 股份制或共同研发。 单位：武汉大学物理科学与技术学院 地址：湖北武汉武昌珞珈山 邮编：430072 电话：（027）8764278462072113 染料敏化纳米晶太阳能电池 院校成果 119
分散染料染色
分散染料是一类水溶性较低的非离子型染料。最早用于醋酯纤维的染色,称为醋纤染料。随着合成纤维的发展,锦纶、涤纶相继出现,尤其是涤纶,由于具有整列度高,纤维空隙少,疏水性强等特性,要在有载体或高温、热溶下使纤维膨化,染料才能进入纤维并上染。因此,对染料提出了新的要求,即要求具有更好疏水性和一定分散性及耐升华等的染料,目前印染加工中用于涤纶织物染色的分散染料基本上具备这些性能,但由于品种较多,使用时还必须根据加工要求选行选择。 (一分散染料一般性质分散染料结构简单,在水中呈溶解度极低的非离子状态,为了使染料在溶液中能较好地分散,除必须将染料颗粒研磨至2μm以下外,还需加入大量的分散剂,使染料成悬浮体稳定地分散在溶液中。分散染料按应用时的耐热性能不同,可分为低温型、中温型和高温型。其中低温型染料的耐升华牢度低,匀染性能好,常称为E型染料;高温型染料的耐升华牢度较高,但匀染性差,称为S型染料;中温型染料的耐升华牢度介于上述两者之间,又称为SE型染料。用分散染料对涤纶进行染色肘,需按不同染色方法对染料进行选择。 (二分散染料染色方法由于聚酯纤维具有疏水性强、结晶和整列度高、纤维微隙小和不易润湿膨化等特性,要使染料以单分子形式顺利进入纤维内部完成对涤纶的染色,按常规方法是难以进行的,因此,需采用比较特殊的染色方法。目前采用的方法有载体法、高温高压法和高温热溶法等三种染色方法。这些方法利用了不同的条件使纤维膨化,纤维分子间的空隙增大,同时加入助剂以提高染料分子的扩散速率,使染料分子不断扩散进入被膨化和增大的纤维空隙,而与纤维由分子间引力和氢键固着,完成对涤纶的染色。由于分散染料在水中的溶解度极低,故要依靠加入染料和溶液中的分散剂组成染液。为防止分散染料及涤纶在高温及碱作用下产生水解,分散染料的染色常需在弱酸性条件下进行。 下面分别介绍三种染色方法。 1.载体染色法载体染色法是在常压下加热进行。它是利用一些对染料和纤维都有直接性的化学品,在染色时当这类化学品进入涤纶内部时,把染料分子也同时携入,这种化学药品称为载体或携染剂。
浅析染料敏化纳米晶太阳能电池的结构及工作原理
浅析染料敏化纳米晶太阳能电池的结构及工作原理 摘要：人类的生存和社会经济的发展离不开能源，新能源尤其是可以再生的绿色能源的开发与利用是关系一个国家生死存亡的重大问题，太阳能是一种无污染并且取之不尽的能源，每年向地球辐照的能量大约是5.4×1024J，是人类每年消耗总能量的几万倍，如何有效利用太阳能成为解决能源危机和环境污染的焦点。太阳能电池也随着全世界的研究快速出现，目前使用最多的太阳能电池都是采用二氧化钛作为光阳极，由于氧化锌具有和二氧化钛几乎相同的带隙和相似的导带能级，被认为是最有可能超越二氧化钛取得更高转化效率的光阳极材料。本文以二氧化钛纳米晶粉体材料为例，详细介绍太阳能电池的结构和工作原理，染料敏化剂对太阳能电池的重要性进行详细分析。 关键词：太阳能电池；二氧化钛；染料敏化纳米晶 引言 太阳能的变换和存储的重点研究对象之一是太阳能电池。和普通电池不同的是，太阳能电池是一个把“太阳光的能量转化成电能的机器”。1991年，瑞士科学家Gratzel等人首次利用纳米技术将染料敏化太阳能电池的转化效率提高到7%。由于生产过程中没有高真空等高能耗环节，氧化锌和二氧化钛等原材料易得，发电成本比其它电池更低。不会造成严重的环境污染。因此，在过去的二十年中，染料敏化纳米晶太阳能电池（即Gratzel电池）在世界范围内得到广泛研究，并取得了一系列的突破，为染料敏化太阳能电池的实用化打下了坚实的基础。本文就染料敏化太阳能电池的结构及工作原理做一个简要的介绍。 一、太阳能电池的结构 染料敏化纳米晶太阳能电池的结构可分为三部分：工作电极、电解质和对电极。在透明导电基底上制备一层纳米多孔半导体薄膜，然后再将染料分子吸附在多孔膜的表面，这样就构成工作电极，通常称为光阳极。由于光阳极输出的是电子，从电源的角度看，光阳极其实是电源的负极，对电极才是电源的正极。对电极一般是镀有一层铂的导电玻璃，当然也可以用碳或其他它金属代替铂，不过电池转化效果最好的还是铂。在完成本文的工作中都是采用热分解沉铂的导电玻璃（（FTO）作为对电极。工作电极和对电极之间充满电解质，电解质可以是液态的，也可以是准固态或固态的。 二、工作原理 在光电流产生过程中，电子通常经历以下七个过程： ①染料受光激发由基态（D）变为激发态（D*），电子从最高己占据分子轨道（简称Homo）跃迁到最低未占据分子轨道（简称Lumo）：D+hv→D*
阳离子染料染色特性
阳离子染料染色特性 主要包括配伍性、染色饱和浓度、饱和系数以及染料的移染性 1. 配伍性 由于腈纶上吸附上染的的染座（酸性基团）有限，染料拼色和单色染色时性能差异较大。 不同结构的染料对纤维的亲和力不同，同时扩散性能也不一样 亲和力高的，在染色初始阶段在纤维表面吸附速率快，但在纤维内扩散速率慢，同时容易取代已上染的亲和力低的染料，产生“竞染”现象。 “竞染”导致产品色泽不一，难以达到理想拼色效果 阳离子染料的配伍性通常用配伍指数或配伍值表示 配伍指数是反映染料亲和力和扩散速率高低的综合指标，是拼色时选择染料的依据 配伍指数确定： （1）选择上染性能不同而具代表性的染料作为参比标准，通常采用黄、蓝两色标准染料各一套，每套由5只染料组成，每只标准染料都有相应的配伍指数（K），上染最快的为1，最慢的设为5 （2）测试时选择色泽差异大的一套标准色染料与其进行拼色，从拼色结果来判定其配伍性 （3）若试验染料与其只参比染料配伍性一致或相近，则参比的标准染料的配伍指数就为试验染料的配伍指数 配伍指数越趋近于1，染料对纤维的亲和力就越高，上染速率越快； 配伍指数越趋近于5，染料对纤维的亲和力就越低，上染速率越慢； 配伍指数不仅可作为拼色时选择染料的依据，同时根据K值大小，可用于指导和控制工艺条件，调节染色速率的快慢，有助于提高产品的匀染性 传统型的配伍指数通常划分为5类 配伍指数相近的染料，在上染过程中，染料色泽始终保持一致；差异大的，难以保证前后色泽一致 配伍指数较小的染料，对纤维亲和力高，不易匀染，但竭染率高，适合染深浓色 配伍指数较大的染料，匀染性好，竭染率相对较低，适合染浅淡色 一般配伍指数在3左右的阳离子染料适应性较广 对移染性好的第三代迁移型染料一般不再进行配伍性分类 2.染色饱和浓度及饱和系数 上染发生在纤维上有限的酸性基染座上，因而要使染浴中拼混的获得预期的色光和染色浓度，就需要知道所用染料对该种纤维的染色饱和浓度 借助于染料的染色饱和浓度，有助于正确控制染浴中各染料使用的最高量，以节约染化料，提高产品质量 染料饱和系数表征该染料在对纤维染色时的饱和特性 3.移染性 带正电荷的阳离子染料一旦与纤维上的酸性基团结合后，移染性较差，尤其是分子结构复杂、阳离子性和疏水性强的国产普通型阳离子染料 很难通过延长保温时间来达到匀染效果，需严格控制染色温度、pH值、助剂、染料浓度，实际生产往往使用缓染剂达到匀染新型染料对纤维亲和力降低或自身具有缓染性，匀染性优良 配伍指数越大，亲和力越低，移染性好
分散染料染色原理及配方分析
分散染料染色原理及工艺 分散染料染色原理及工艺分散染料是一类水溶性较低的非离子型染料。最早用于醋酯纤维的染色，称为醋纤染料。 随着合成纤维的发展，锦纶、涤纶相继出现，尤其是涤纶，由于具有整列度高，纤维空隙少，疏水性强等特性，要在有载体或高温、热溶下使纤维膨化，染料才能进入纤维并上染。因此，对染料提出了新的要求，即要求具有更好疏水性和一定分散性及耐升华等的染料，目前印染加工中用于涤纶织物染色的分散染料基本上具备这些性能，但由于品种较多，使用时还必须根据加工要求选行选择。 (一)分散染料一般性质分散染料结构简单，在水中呈溶解度极低的非离子状态，为了使染料在溶液中能较好地分散，除必须将染料颗粒研磨至2μm以下外，还需加入大量的分散剂，使染料成悬浮体稳定地分散在溶液中。 分散染料按应用时的耐热性能不同，可分为低温型、中温型和高温型。其中低温型染料的耐升华牢度低，匀染性能好，常称为E型染料；高温型染料的耐升华牢度较高，但匀染性差，称为S型染料；中温型染料的耐升华牢度介于上述两者之间，又称为SE型染料。用分散染料对涤纶进行染色肘，需按不同染色方法对染料进行选择。 (二)分散染料染色方法由于聚酯纤维具有疏水性强、结晶和整列度高、纤维微隙小和不易润湿膨化等特性，要使染料以单分子形式顺利进入纤维内部完成对涤纶的染色，按常规方法是难以进行的，因此，需采用比较特殊的染色方法。目前采用的方法有载体法、高温高压法和高温热溶法等三种染色方法。 这些方法利用了不同的条件使纤维膨化，纤维分子间的空隙增大，同时加入助剂以提高染料分子的扩散速率，使染料分子不断扩散进入被膨化和增大的纤维空隙，而与纤维由分子间引力和氢键固着，完成对涤纶的染色。由于分散染料在水中的溶解度极低，故要依靠加入染料和溶液中的分散剂组成染液。为防止分散染料及涤纶在高温及碱作用下产生水解，分散染料的染色常需在弱酸性条件下进行。 下面分别介绍三种染色方法。 1.载体染色法载体染色法是在常压下加热进行。它是利用一些对染料和纤维都有直接性的化学品，在染色时当这类化学品进入涤纶内部时，把染料分子也同时携入，这种化学药品称为载体或携染剂。利用载体对涤纶染色的原理是涤纶中的苯环与染料分子中的芳核间有较大分子间引力，涤纶能吸附简单的烃类、酚类等，这些化学品就成为载体。由于载体与涤纶之间的相互作用，使涤纶分子结构松弛，纤维空隙增大，分子易进入纤维内部。 中心以化工行业技术需求和科技进步为导向，以资源整合、技术共享为基础，分析测试、技术咨询为载体，致力于搭建产研结合的桥梁。以“专心、专业、专注“为宗旨，致力于实现研究和应用的对接，从而推动化工行业的发展。
离子交换树脂对染料的吸附
离子交换树脂对染料的吸附 学学校校：：安安徽徽工工程程大大学学 学学院院：：生生物物与与化化学学工工程程学学院院 班班级级：：化化学学工工程程与与工工艺艺110011 参参赛赛人人员员：：孙孙书书政政、、刘刘仪仪 林林鹏鹏雄雄、、胡胡伟伟、、沈沈杜杜君君
一、前言------------------------------------------------3 二、团队简介------------------------------------------4-5 三、拟采取的研究方法和进度安排-------------------------6 四、基础阶段 1、离子交换树脂的结构及基本交换原理--------------7-13 2、染料的基本知识-------------------------------14-19 五、试验阶段----------------------------------------20-26 1、仪器与试剂 2、树脂合成 3、静态吸附实验 4、树脂对阳离子艳红的吸附动力学性能 5、染料含量的测定 6、染料浓度对树脂吸附量的影响 7、温度对树脂吸附效果的影响 8、酸度对树脂吸附效果的影响 9、原始浓度对树脂吸附效果的影响 六、结论---------------------------------------------27 七、总结------------------------------------------28-29
本次试验的研究主要目的就是关于染料吸附，由于染料废水具有成分复杂"毒性强"色度深"有机物和无机盐的浓度高" 难以生化降解等特点!一直是废水处理的难点!所以染料废水的治理是化工环保行业关注的焦点。目前比较成熟的处理方法中以生化法最为常见! 也有一些方法采取物化处理"化学处理或多种处理方法的组合工艺，这里就不多做介绍了。我们这次主要研究的就是吸附法，吸附法以其能够选择性地富集某些化合物的特性在废水处理领域有着特殊的地位，我们常用的吸附剂有活性炭、树脂和其他一些吸附材料。其实这次科研的课题是“离子交换树脂对染料的吸附”，这个课题是老师当时想出来给我们的，他对我们说树脂对染料的吸附这个课题不知道有没有人做，就算有人做也只有少数人做。其实他的原理还是比较简单的，这里做个简单的介绍，木质素磺酸盐主要源于亚硫酸盐制浆的蒸煮废液, 部分保留原本木质素的大分子骨架和基本的功能基团。结构中的磺酸基具有很强的离子交换能力, 酚羟基、醇羟基、羧基、磺酸基等则为弱酸性离子交换基团, 羰基等均有一定的螯合能力, 因而木质素磺酸盐具有一定的离子交换与吸附能力,通过交联反应可得到既有高分子结构, 又有可电离的磺酸基、羟基和羧基等多种交换基团的离子交换树脂。而且该树脂合成工艺简单, 成本较低, 对阳离子染料的吸附性能优良, 因而具有很好的应用前景。我们团队在老师的指导开始我们课题的专项研究，希望能对大家带来影响。
液体分散染料专用分散剂使用说明
液体超细纳米染料制备及HiLin Dispers专用分散剂使用说明 目前市场使用的液体分散染料在长期储存过程中容易出现分层、底部结块现象,特别是底部结块后坚硬如石,无法通过简单搅拌恢复到均匀状态,染料粒径变粗,在染色或印花中上染率下降,通过添加HiLin Dispers专用分散剂2%-8%,可以解决结块、分层问题,该专用分散剂也可用于超细纳米涂料色浆生产. 一、使用方法例如: C.I.分散紫93滤饼 10% C.I.分散橙44滤饼 40% 18.5% C.I.分散蓝79滤饼 50% HiLin专用分散剂 2%-8% 分散剂(MF:CNF=1:1，其它也可) 20% 水余量 二、操作方法 按上述配比将物料（预留部分水,以便最后调整力份有预留空间）投入砂磨机常温砂磨,该复配分散剂体系对分散染料有极强的分散力,所以全流程不用加热，混合粉碎后检测调整色光，加入余量水调力份,用激光粒径仪检测粒径到0.1μm（100纳米）以下出料。也可酌量加入0.2-0.5%的增稠剂,即可得到稳定的液状分散黑染料(液黑). 三、检测： 1、储存稳定性试验： 将液黑取样100ml放入具塞离心管，50℃水浴恒温一小时，取出放入冰箱冷藏箱（0℃～5℃）保温一小时,热→冷循环三次，用离心机1500r/min离心1小时,取上、下层原液各2ml（操作：上层移液管吸2ml、中间的倒烧杯，下层吸移液管2ml）,加水稀释到50ml,另将上、中、下三层合并搅匀取2 ml，加水稀释到50ml,用纯涤纶布轧染、焙烘、还原清洗打样三块。用龙盛现工艺生产的液黑做同样操作。 2、防白底沾污性试验 用化学增稠剂2%，液黑4%，水余量调成色浆，刮涂涤纶织物表面，汽蒸或焙烘，脱糊、还原清洗，观察白底沾污情况。
染料敏化纳米薄膜太阳电池中DMPII浓度的优化
2004?11?09收到初稿,2005?01?19收到修改稿.联系人：戴松元（E ?mail ：sydai@https://www.360docs.net/doc/1715101290.html,;Tel ：0551?5591377）.*国家重点基础研究 发展规划项目（G2000028200）资助 染料敏化纳米薄膜太阳电池中DMPII 浓度的优化* 史成武1,2 戴松元1王孔嘉1郭力1 潘旭1孔凡太1胡林华1 （1中国科学院等离子体物理研究所，合肥 230031; 2 合肥工业大学化工学院，合肥230009) 摘要 利用超微铂电极和循环伏安法及电化学阻抗谱研究了在1,2?二甲基?3?丙基咪唑碘(DMPII)的3?甲氧 基丙腈(MePN)溶液中I 3-和I -的氧化还原行为，并对比了由不同浓度的I 2和DMPII 组成的电解质溶液，其染料敏化纳米薄膜太阳电池(DSCs)的光伏性能.发现以MePN 为溶剂，含1.0mol ·dm -3DMPII 、0.12mol ·dm -3I 2、0.10mol ·dm -3LiI 和0.50mol ·dm -34?叔丁基吡啶的电解质溶液，其DSCs 的短路光电流密度为16.67mA ·cm -2、开路电压为0.69V 、填充因子为0.70、光电转换效率达8.08%.关键词：1,2?二甲基?3?丙基咪唑碘，氧化还原，染料敏化，太阳电池中图分类号：O646, TK514 物理化学学报（Wuli Huaxue Xuebao ）Acta Phys.?Chim.Sin .,2005,21(5):534~538 May 1991年Gr ?tzel 等人[1]利用自己合成的联吡啶钌(II)配合物染料和纳米多孔TiO 2薄膜制备的染料 敏化纳米薄膜太阳电池（以下简称为DSCs ），获得了7.1%的光电转换效率，十多年来，DSCs 的研究进展很快[2?10].DSCs 主要是由染料敏化纳米TiO 2光阳极、电解质和对电极三部分组成.其中纳米多孔TiO 2薄膜的膜厚通常为10μm ，且对于10μm 的纳米多孔TiO 2薄膜而言，液体电解质溶液中相应的1,2?二甲基?3?丙基咪唑碘(DMPII)最适宜的浓度是0.60mol ·dm -3，碘的最适宜浓度是0.10mol ·dm -3.DMPII 易溶于3?甲氧基丙腈(MePN)，且其浓度达到1.0mol ·dm -3时，溶液的电导率最大.理论上讲，DSCs 电解质溶液中游离的I -浓度越高，氧化态染料的还原再生就越快，也就越有利于染料对光的吸收和减少氧化态染料与TiO 2导带电子的复合.因此，系统地研究DMPII 的浓度对I 3-和I -氧化还原行为的影响是十分必要的.本文利用超微铂电极和循环伏安法及电化学阻抗谱研究了I 3-和I -在以3?甲氧基丙腈为溶剂的DMPII 溶液中的氧化还原行为，并对比了由不同浓度的I 2(实际上是I 3-）和DMPII 组成电解质溶液的DSCs 光伏性能. 1实验部分 1.1试剂 无水碘化锂(LiI)、碘(I 2)、4?叔丁基吡啶(TBP)和 3?甲氧基丙腈购买于Fluka 公司，使用时未进一步 纯化.1,2?二甲基?3?丙基咪唑碘是由1,2?二甲基咪唑(Aldrich)和碘丙烷(Fluka)合成的[11]，其纯度用600MHz 1H NMR (DMX ?600,Bruker,Switzer ?land)进行表征，符合使用要求.所用溶剂无水乙醇为AR 级，水为一次蒸馏水.1.2DSCs 的制作 先用溶胶?凝胶法制备TiO 2胶体溶液并配成浆料[9?10]，再用平面丝印机将TiO 2浆料印刷到经激光刻划仪(Universal Laser Systems,Inc,USA M ?300型)刻划分割并清洗干净的导电玻璃（SnO 2:F,TEC ?8,LOF ）的导电面上，每块TiO 2浆料的面积约为0.25cm 2，在450℃的空气气氛下烧结30min 可得纳米TiO 2多孔薄膜，膜厚控制在15μm 左右.接着在这层纳米TiO 2多孔薄膜上继续印刷和烧结一层约4μm 厚、粒径400nm 的TiO 2大颗粒反射层，于450℃的空气气氛下烧结30min.然后，待TiO 2膜冷却到80℃时，立即浸入5×10-4mol ·dm -3联吡啶钌染料[顺二硫氰根?双(2,2′?联吡啶?4,4′?二羧酸)合钌(II)]的无水乙醇溶液中，放置过夜，电极表面残存的染料用无水乙醇冲洗除去.将H 2PtCl 6溶液喷涂到导电玻璃的导电面上并在空气中于410℃焙烧20min ，即可得到铂对电极.用密封膜(Surlyn,Dupont)将该铂对电极和染料敏化TiO 2光阳极粘接在一起.电解质溶液可通过铂对电极上事先打出的小孔注 534
常见地国产分散剂
分散剂分为无机粉末和水溶性有机高分子两大类。无机分散剂有钙、镁、钡的碳酸盐、磷酸盐或氢氧化物，主要起机械隔离作用，比较容易用酸洗去，故常用于制聚苯乙烯类透明聚合物。有机分散剂包括明胶、海藻胶、蛋白等天然高分子，甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素等纤维素衍生物，部分醇解的聚乙烯醇，马来酸酐与苯乙烯或醋酸乙烯的共聚物的钠盐，聚丙烯酸盐等合成聚合物或共聚物。它们吸附在液滴表面，形成保护膜，同时增加介质粘度，防止两液滴粘结。分散剂的种类和用量对聚合物颗粒的粒径和形态有很大影响。例如氯乙烯进行悬浮聚合时用氯乙烯醇或纤维素衍生物作分散剂可制得疏松型聚氯乙烯，用明胶作分散剂可制得紧密型树脂。 农药用分散剂是一类表面活性剂，其功能是降低药液的表面张力，使药粒迅速湿润，并使药液容易在施用目标的表面湿润和展布，帮助药剂渗透。常用的有含皂角素的皂角粉、茶子饼粉和含木质素的亚硫酸纸浆废液，以及合成表面活性剂，如聚氧乙烯基烷基芳基醚、聚氧乙烯基烷基醚、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐等。 用于染色的分散剂又称扩散剂，用分散染料和还原染料印染时要加分散剂和保护胶体，以保证染色均匀，防止色斑。常用的染色用分散剂有磺化油（太古油、土耳基油）、烷基或长链酰胺基苯磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚、木质素磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物、油酰基聚胺基羟酸盐等。 商品名分散剂NNO及（高浓）分散剂N（扩散剂NNO） 成分亚甲基双萘磺酸钠 性能及用途外观为米棕色粉末。易溶于任何硬度的水中，扩散性与保护胶体性好，无渗透及起泡性。为阴离子型。耐碱、耐无机盐。对蛋白质及锦纶纤维有亲合力，对棉、麻等纤维素无亲合力。可与阴离子及非离子型表面活剂一起混用。pH（1%水溶液）7～9。 本品主要用于还原染料悬浮体轧染、隐色酸法染色、分散染料与可溶性还原染料的染色等。也可用于线/毛交织物，染色时使丝不上色。 染料工业上主要用作混填料和分散染料，及色淀制造时的分散助剂。此外，还可用作橡胶稳定剂和制革的助鞣剂。还可用于造纸工业。 包装及贮运 30～50kg编织袋装，注意防潮。 商品名分散剂MF 成分亚甲基双甲基萘磺酸钠 性能及用途外观为米棕色粉末。易溶于水，阴离子型，具有优良的扩散性能，无渗透性及起泡性。耐酸、耐碱、耐硬水及无机盐。对棉、麻等纤维无亲合性，可
染料敏化太阳能电池学术发展简史
染料敏化太阳能电池学术发展简史 2016-05-07 13:13来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 基于钌化合物的染料敏化太阳能电池 1839年，Becquerel发现氧化铜或卤化银涂在金属电极上会产生光电现象，证实了光电转换的可能。 1960年代，H.Gerischer，H.Tributsch，Meier及R.Memming发现染料吸附在半导体上并在一定条件下产生电流的现象，成为光电化学电池的重要基础。 1980年代, 光电转换研究的重点转向人工模拟光合作用，美国州立Arizona大学的Gust和Moore研究小组成功模拟了光合作用中光电子转换过程，并取得了一定的成绩。Fujihia等将有机多元分子用L B 膜组装成光电二极管，开拓了这方面的工作。 1970年代到90年代，R.Memming，H.Gerischer，Hauffe，H.Tributsh等人大量研究了各种染料敏化剂与半导体纳米晶间光敏化作用，研究主要集中在平板电极上，这类电极只有表面吸附单层染料，光电转换效率小于1%。 1991年，Graetzel M.于《Nature》上发表了关于染料敏化纳米晶体太阳能电池的文章以较低的成本得到了>7%的光电转化效率，开辟了太阳能电池发展史上一个崭新的时代,为利用太阳能提供了一条新的途径。 1993年,Graetzel M.等人再次研制出光电转换效率达10 %的染料敏化太阳能电池, 已接近传统的硅光伏电池的水平。 1997年，该电池的光电转换效率达到了10%－11%，短路电流达到18mA/cm2,开路电压达到720mV。 1998年，采用固体有机空穴传输材料替代液体电解质的全固态Gr?tzel电池研制成功，其单色光电转换效率达到33%，从而引起了全世界的关注。 2000年，东芝公司研究人员开发含碘/碘化物的有机融盐凝胶电解质的准固态染料敏化纳米晶太阳能电池，其光电能量转换率7.3 % 。 2001年, 澳大利亚STA 公司建立了世界上第一个中试规模的DSC 工厂。 2002 年, STA建立了迄今为止独一无二的面积为200m2 DSC 显示屋顶,集中体现了未来工业化的前景；PengWang等人用含 1-methyl-3-propylimidazoliumiodide 和poly(viylidenefloride
常见的国产分散剂
常见的国产分散剂
分散剂分为无机粉末和水溶性有机高分子两大类。无机分散剂有钙、镁、钡的碳酸盐、磷酸盐或氢氧化物，主要起机械隔离作用，比较容易用酸洗去，故常用于制聚苯乙烯类透明聚合物。有机分散剂包括明胶、海藻胶、蛋白等天然高分子，甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素等纤维素衍生物，部分醇解的聚乙烯醇，马来酸酐与苯乙烯或醋酸乙烯的共聚物的钠盐，聚丙烯酸盐等合成聚合物或共聚物。它们吸附在液滴表面，形成保护膜，同时增加介质粘度，防止两液滴粘结。分散剂的种类和用量对聚合物颗粒的粒径和形态有很大影响。例如氯乙烯进行悬浮聚合时用氯乙烯醇或纤维素衍生物作分散剂可制得疏松型聚氯乙烯，用明胶作分散剂可制得紧密型树脂。 农药用分散剂是一类表面活性剂，其功能是降低药液的表面张力，使药粒迅速湿润，并使药液容易在施用目标的表面湿润和展布，帮助药剂渗透。常用的有含皂角素的皂角粉、茶子饼粉和含木质素的亚硫酸纸浆废液，以及合成表面活性剂，如聚氧乙烯基烷基芳基醚、聚氧乙烯基烷基醚、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐等。 用于染色的分散剂又称扩散剂，用分散染料和还原染料印染时要加分散剂和保护胶体，以保证染色均匀，防止色斑。常用的染色用分散剂有磺化油（太古油、土耳基油）、烷基或长链酰胺基苯磺酸钠、烷基聚氧乙烯醚、木质素磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物、油酰基聚胺基羟酸盐等。 商品名分散剂NNO及（高浓）分散剂N（扩散剂NNO） 成分亚甲基双萘磺酸钠 性能及用途外观为米棕色粉末。易溶于任何硬度的水中，扩散性与保护胶体性好，无渗透及起泡性。为阴离子型。耐碱、耐无机盐。对蛋白质及锦纶纤维有亲合力，对棉、麻等纤维素无亲合力。可与阴离子及非离子型表面活剂一起混用。pH（1%水溶液）7～9。 本品主要用于还原染料悬浮体轧染、隐色酸法染色、分散染料与可溶性还原染料的染色等。也可用于线/毛交织物，染色时使丝不上色。 染料工业上主要用作混填料和分散染料，及色淀制造时的分散助剂。此外，还可用作橡胶稳定剂和制革的助鞣剂。还可用于造纸工业。 包装及贮运 30～50kg编织袋装，注意防潮。 商品名分散剂MF 成分亚甲基双甲基萘磺酸钠 性能及用途外观为米棕色粉末。易溶于水，阴离子型，具有优良的扩散性能，无渗透性及起泡性。耐酸、耐碱、耐硬水及无机盐。对棉、麻等纤维无亲合性，
吸附法处理染料废水的研究进展
吸附法处理染料废水的研究进展 染料废水具有成分复杂，毒性强，色度深，有机物和无机盐的浓度高，难以生化降解等特点。染料废水的处理方法很多，主要有氧化、吸附、膜分离、絮凝、生物降解等。吸附法以其能够选择性地富集某些化合物的特性在废水处理领域有着特殊的地位。 吸附法是指用多孔固体（吸附剂）将气体或液体混合物中一种或多种组分积聚或凝缩在表面进而达到分离目的的方法。常用的吸附剂有活性炭、树脂和其他一些吸附材料。本文重点对吸附法在染料废水处理中研究进展进行介绍。 1 活性炭吸附法 活性炭吸附法是一种应用较早的方法，该法对去除水中溶解性有机物非常有效，但它再生比较困难，处理成本较高，因此应用面窄，一般可用于浓度较低的染料废水处理或深度处理。活性炭是目前最有效的吸附剂之一，但由于活性炭去除色度和COD 时大多数是和其它工艺耦合的，因此活性炭吸附多用于深度处理或将活性炭作为载体和催化剂，单独使用活性炭处理较高浓度的染料废水的研究还是比较少。 近年来，很多科学家通过对活性炭吸附过程的进一步了解，在吸附机理和活性炭预处理技术方面都取得了很大的进展。G.M.Walker等研究了3种酸性染料在活性炭上的吸附行为，发现只有14%的比表面积发挥了吸附作用。一方面原因是由于存在多分子层的吸附，另一方面原因是活性炭中很多微孔孔径太小，不能吸附染料大分子。Hu Zhonghua用ZnCl2溶液浸泡活性炭，然后在110℃的炉子里用N2活化，然后炉温升至800℃，把活化气体换作CO2，最后用盐酸和脱离子水清洗后烘干，取得了更高活性的活性炭，比表面积大于2400m2/g，孔分布以中孔为主，对大分子染料有良好的吸附作用。主要原因在于CO2的使用，CO2在800℃下有着适中的氧化性，能够开辟新的微孔或者将部分微孔扩大为中孔。所以，我们可以通过控制气体流量来控制活性炭的孔结构，以取得对吸附某种特定染料分子最合适的活性炭。 生物活性炭吸附法是将吸附法和生化法综合起来的方法。该法中作为固定媒介的活性炭提高了微生物的活力，从而可以提高对染料废水的处理效果。对于那
染料敏化材料
染料敏化太阳能电池报告 报告题目染料敏化太阳能电池 学生姓名权媛 学号20131306007 学院物理与光电工程学院 专业光信息13(1)班 指导教师徐林华 二Ｏ一六年五月
摘要： 随着世界经济的不断发展，对能源的需求越来越多，不可再生能源面临着枯竭。新能源开发成为各国政府首要解决的问题。在各种可再生能源(风能、水能、太阳能等)中，太阳能由于具有清洁、使用安全、取之不尽、利用成本低且不受地理条件限制等优点，而备受青睐。当前太阳能的利用主要以光热转换、光电转换以及光化学能转换为主。其中光电转换也就是太阳能电池是太阳能利用研究的热点之一。太阳能电池是根据光生伏特效应制成的光电转换器件。到目前为止，基于半导体硅及无机半导体化合物的太阳能电池光电转换效率是最高的。但长期以来，复杂的制作工艺和昂贵的成本限制了它们的发展和应用。所以近年来各国科学家正展开对新型太阳能电池的研究。 相对于传统太阳能电池，染料敏化太阳能电池制备工艺相对简单，成本低廉，原材料广，并且无污染，因此，染料敏化太阳能电池是现在研究新型太阳能电池的重点研究方向之一。 关键字：太阳能DSSC 天然染料新能源
目录 1染料敏化太阳能电池的概述 (4) 1.1 染料敏化太阳能电池的结构 (4) 1.2 染料敏化太阳能电池工作原理 (5) 2染料敏化太阳能电池的性能参数 (7) 2.1 曲线 (7) 2.2开路电压 (7) 2.3 短路电流 (7) 2.4填充因子 (8) 3染料敏化太阳能电池的选材 (8) 4 DSSC制作工艺 (8) 4.1 纳米晶TiO2多孔薄膜电极的制备方法 (8) 4.2氮掺杂TiO2的制备方法 (9) 5染料敏化电池的应用 (9) 6染料敏化太阳能电池的发展 (10) 7结语 (11) 参考文献 (12)
染料的基本性质
第三章染料的基本性质 第一节物理性能 1953年英国染色工作者协会（S.D.C）提出分散染料的定义是:一种不溶于水的染料,最初推广应用于醋酯纤维,在应用时通常采用细粒的悬浮体水溶液.这个定义对今天的分散染料来说已不适用.现在的分散染料.虽不含水溶性的磺酸基团,但具有适量的低度水溶性,约为直接染料的0.01%.在染色时依靠分散剂才能均匀分散在染浴中.从实用意义来说,人们通常是结合分散剂来看待染料水溶性的.所以当染料粒子的在溶液中消失光散射现象时,即认为这些染料已达到溶解程度.这些溶解的染料粒子以单分子体、低分子联合体或被分散剂所溶解了的染料等不同形式的存在。 提高染料溶解度最简捷的方法就是增加温度，但各种染料之间差异较大，如图1-33。 分散剂与染料溶解度有十分密切的关系。一般阴离子型的表面活性剂可以提高溶解度好几倍，有些非离子型表面活性剂对分散染料的溶解度提高很多，但是它们对温度十分敏感，那就是提高的程度随着温度升高而下降。 根据染色要求，分散染料原则上也应象酸性染料一样，必须处在一种分子分散体系才能进入纤维内部，因此对采用吸尽法染色来说，染料的溶解度对于染色性能有决定性的影响。 染料在水中的溶解程度，会影响纤维内部的浓度平衡。在这一点上，对于染色的匀染度和染料的吸尽作用是很重要的。根据能斯特分布定律，溶解在纤维内部染料的浓度C F和溶解在染浴中染料浓度C1之间的关系是不变的。因此在温度不变的情况下，由于分散剂的作用，使染浴中的染料溶解度提高，必然含有更多的染料被纤维所吸收。 如是提高C1,K（能斯特平衡常数）保持不变，结果是C1必然提高，假如分散剂对染料起抑制作用，那么这种情况就要出现偏差，结果K值不变。 染料在水中的溶解度不仅关系到染色热力学平衡常数K，并且也在动力学上影响染色。 分散染料在水中的分散状态，由于时间、温度及染浴中其它物质的影响而发生变化。一种重要的现象是结晶。染料制造工厂虽然设法使染料粒子大小均匀，但实际上很困难。当分散染料颗粒在1um 时，肯定存在差大于1um和小于1um的染料粒子。在溶解时，优先得到溶解的是颗粒较小的染料，而大颗粒的染料却吸附从过饱和溶液中结晶出来的染料，结果是晶体逐渐增加。通过周期性的升温和冷却，这种现象不仅加速而且更为剧烈，如图1-34所示。采用液流式染色时，必须注意这种现象。 在实际染色过程中，由于染浴中的染料不断为涤纶染着而减少，所以晶体增长情况并没有这样严重。但在染深色时，染浴中存在着相当数量的染料，如果染浴温度不是逐渐下降而突然冷却，那么在饱和染浴中已溶解的染料就会在少量尚未溶解的染料粒子周围结晶出来。从实践中发现，染浴中的分散剂能起到稳定作用，并能抑制染料粒子的增长。 除了染料晶体增长的现象外，还有一种晶体的变异作用十分有害。比德曼（Biedermann）发现了这种晶体变异的现象。 分散染料在合成过程中，许多染料会结成亚稳态（metastable）的变异晶体，这种晶体不稳定，具有向比较稳定状态的晶体变化的倾向。 化学结构为同一物质的变异晶体，不仅X射线衍射光谱不同，而且熔点和溶解度也各不相同。没同的变异晶体表现不同的染色性质，这是因为对纤维的亲合力，即纤维内部的饱和点，取决于染液内晶体的溶解情况。 染料的基本粒子，即在显微镜下能观察到的单个粒子，可以集合而成为凝聚体（aggregates）、集聚体（agglomerates）和絮聚体（flocculates）等。 凝聚体是一种基于粒的结合体，其表面已结合在一起。集聚体是基本粒子或凝聚体的一种松弛的集合体，相互之间在角上或边上相连，但不是结合的。絮聚体也是一种集聚体，但用很小的切变力就能分离开来。 染料分散体系中最常见的染料粒子最集聚体。形成集聚体的一个必要条件是基本粒子之间的吸引力要大于相互之间的排斥力。 阴离子型分散剂的吸附作用使染料粒子带有负电荷，溶剂中的正电荷成为这种粒子表面负电荷的对应离子。在贴近粒子周围形成一双电层，称斯特恩（Stern）双层效应，其中同时包括正电荷与负电荷。在这外面，有一层散乱电层带有“”电势。当两个粒子的散乱双电层相互渗入时，就会产生