TinO2n-1电极电催化氧化有机污水中二甲基苯酚的探究

从Ti_nO_(2n-1)电极的制备入手,以Ti H2与Ti O2为合成原料,采用高温压片-真空烧结法制得Ti_nO_(2n-1)多孔电极。通过SEM、XRD技术对电极进行了表征,随后利用电化学测试方法考察了Ti_nO_(2n-1)电极的性能,并设计了有机污染物处理试验考察了电极的电催化氧化效能。结果显示:自制得到了主相为Ti4O7的Ti_nO_(2n-1)多孔电极,将自制的Ti_nO_(2n-1)多孔电极与石墨电极分别进行电化学测试,Ti_nO_(2n-1)电极的析氧电位保持在2.25 V左右,石墨电极仅为1.60 V、电化学稳定性等指标均优于石墨电极。在二甲基苯酚(DPM)模拟污水的电催化氧化过程中,Ti_nO_(2n-1)电极在105 min内对DPM的消解率达到93.1%,对COD的去除率达到84%,反应过程符合一级动力学过程。     

熔盐电解法制备金属钛工艺中TiO2电极性能研究

采用模压成型法制备了TiO2电极。分别用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等测试手段分析了不同烧结温度下TiO2电极的形貌、物相。基于阿基米德定律和欧姆定律测定了不同烧结温度制备的TiO2电极的孔隙率和电阻率。分析结果表明,随烧结温度的升高,TiO2电极晶粒逐渐长大,柱状晶粒结晶程度越来越好,在1100℃和1200℃时平均粒径都在4μm左右;晶型随烧结温度的升高发生变化,温度高于1000℃时锐钛型TiO2全部转变为金红石型。孔隙率和电阻率随烧结温度的升高而减小,烧结温度越高,电极导电性能越好。1100℃和1200℃烧结后在1000~1050℃时电阻率约为0.14Ω.m并最终趋向于恒定。所制备的TiO2电极经熔盐电解实验后得到的金属钛含量高达99.69%。     

碳热还原合成TiC粉末及相演变

以纳米TiO2/碳黑为原料,通过碳热还原法合成了粒度较小的微细TiC粉末.产物粉末的XRD研究表明,纳米TiO2碳热还原合成TiC的相演变顺序为:TiO2(Anatase)→TiO2(Rutile)→TinO2n-1(n≥3)→Ti2O3→Ti(C,0)→TiC.此外.根据反应率可将纳米TiO2碳热还原分为3个连续阶段:第一阶段为TiO2的碳热还原,产物为一系列中间钛氧化物TinO2n-1(n≥3),反应速率最慢;第二阶段主要为Ti2O3的碳化反应,产物为Ti(C,O),反应速率最快;第三阶段为Ti(C,O)与C的置换反应,产物为TiC,反应速率较快.     

低温TiO2/SnO2双电子传输层的光电性能及其在钙钛矿电池中的应用

作为有机-无机钙钛矿杂化太阳能电池(PSCs)常用的电子传输层(ETL),氧化钛(TiO2)须在高温下烧结才能结晶,因而难以适用于柔性和串联叠层太阳能电池.本文介绍了一种低温溶液法制备TiO2/氧化锡(SnO2)电子传输层,并通过对TiO2/SnO2ETL的系统光学和电学性能测试,证明TiO2/SnO2ETL与钙钛矿层...     

透明纳米TiO2薄膜的制备及其紫外光电特性研究

采用溶胶-凝胶法于ITO导电玻璃和石英玻璃基底上制备了均匀透明的TiO2多孔纳米薄膜.XRD和AFM测试结果表明,构成薄膜的TiO2粒子为锐钛矿相,粒径约为50nm.紫外-可见(UV-vis)吸收光谱显示,制得的TiO2薄膜对紫外光表现出很强的吸收特性.借助标准三电极体系进行的光电化学测试结果表明,在紫外光照射下,制得的薄膜电极可产生稳定的阳极光生电流,且电流大小显著依赖于照射光的波长(λ),λ=320nm的光产生的光电流最大.另外,薄膜电极中的光电流大小与电极电位(U)有关.高于0.6V的电位可有效抑制光生电子向电解液的注入,并增大光生电子向导电基底的扩散速度,从而提高阳极光电流的大小.实验结果表明,纳米TiO2薄膜在紫外光传感器的制备方面具有较好的应用潜力.     

TiO_2纳米管半导体特性与光电催化动力学研究

通过阳极氧化法在有机溶液中制备TiO2纳米管阵列,随着氧化时间的不同,TiO2纳米管阵列呈现各异的形貌。通过光电流测试,考察了不同氧化时间和施加不同电压下的Ti/TiO2纳米管阵列光电极的光电化学响应,阳极氧化6h表面规整纳米管阵列并施加偏压0.1V光电流响应最强。通过测试Mott-Schott-ky曲线,计算不同氧化时间的TiO2纳米管阵列的半导体载流子浓度、平带电位、空间电荷层宽度和能带弯曲量等特征参数,理论上提出了TiO2纳米管阵列生长机理。在光电催化降解无机氨氮的实验中,所得到的电化学阻抗谱(EIS)表明,外加偏压0.1V时,TiO2纳米管阵列电极的光电催化活性最强,同时通过拟合电路分析可知,光电催化降低了电极界面的反应阻抗,加速了光生载流子的转移,在TiO2纳米管阵列电极/溶液界面Helmholtz层中发生的氧化还原反应是整个光电催化反应的速率控制步骤。     

TiO_2纳米管阵列的制备及其光电化学性质研究

以H3PO4/NH4F水溶液为电解液,在20V下阳极氧化钛片1h制得TiO2纳米管阵列,其管径约为100nm,管长约800nm。经不同温度煅烧后,利用FESEM、XRD和光电化学分析测试系统分别对纳米管阵列的形貌结构、晶相组成以及光电化学性质进行研究。光电化学特性研究结果表明600℃热处理后性能最佳。当前体系中所制备的薄膜结构上高度有序,光电化学性质优良,作为光电极材料在太阳能光电转换、光催化等领域具有广阔的应用前景。     

ZnO/TiO2纳米管晶膜电极的制备及光电性能

采用水热法制备了ZnO纳米棒,以ZnO纳米棒为原料制备出ZnO/TiO2纳米管晶膜电极并应用于染料敏化太阳能电池.用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDX)和N2吸脱附分析等研究了样品的结构、表面形貌和化学组成,并通过紫外可见光度计和电化学工作站探讨了煅烧温度在80~600℃范围内ZnO/TiO2纳米管电极的光电化学性能.此外,研究经TiCl4化学处理的ZnO/TiO2纳米管电极光电性能的改善情况.结果表明,600℃煅烧的ZnO/TiO2纳米管电极制备的染料敏化太阳能电池表现出较优的光电性能,其短路电流密度(Jsc)为2.28 mA/cm2,开路电压(Voc)为0.631 V,光电转换效率η为0.66%.600℃煅烧的ZnO/TiO2纳米管经TiCl4处理后的染料敏化太阳能电池的光电性能得到显著改善,其光电转换效率η提高到1.06%.     

纳米Cu2O/TiO2 异质结薄膜电极的制备和表征

通过阴极还原在纳米TiO2膜上电沉积Cu2O，获得了p-Cu2O／n-TiO2异质结电极．研究了沉积温度对Cu2O膜厚、纯度和形貌的影响，制备出纯度较高、粒径为40-50nm的Cu2O薄膜．纳米Cu2O膜在200℃烧结后透光性最好，禁带宽度为2．06eV．光电化学测试表明纳米p-Cu2O／n-TiO2异质结电极呈现较强的n-型光电流响应并且能够提高光电转换效率．     

TiO2纳米管与纳米线的光电化学研究

利用在钛箔表面沉积一层TiO2纳米粒子作为晶种,与NaOH反应,通过改变反应温度制备了TiO2纳米管与纳米线.制备了TiO2纳米管和纳米线膜电极,并进行了光电化学测试.光电化学实验表明,混晶结构TiO2纳米管和纳米线显示出优良的光电转化性能.     

氧化处理对Ti2分解特性及组织结构的影响

针对制备泡沫铝异型件的熔体路径发泡先驱体二次发泡工艺,对TiH2的氧化处理、变温分解特性、等温分解特性、组织结构进行了研究.研究表明:氧化处理可有效提高发泡剂的开始分解温度,随氧化处理温度的提高,开始分解温度提高;氧化处理后发泡剂的等温分解曲线由低分解平台、快速分解阶段和稳定分解阶段3部分组成,低分解平台随氧化处理温度的提高而延长;400℃/6h+500℃/1h+620℃/30s的处理,可使TiH2的分解量较400℃/6h+500℃/1h处理时有所提高;TiH2氧化处理后在其表面生成了厚约1.1~1.5μm的TixOy致密氧化层,TiH2在300~550℃氧化,其物相依次变化为:TiH1.97—TiH1.97+TiO2—TiH+TiO+TO—TiH+TiO+TO+TiH.     

晶态纳米TiO2的低温液相合成最新进展

纳米TiO2由于其具有大的比表面积和量子尺寸效应等特殊性质引起了人们广泛关注。低温液相合成晶态纳米TiO2由于避免了高温煅烧过程，可望赋予其更优越的物理化学特性。详细介绍了晶态纳米TiO2的低温液相合成方法，并展望了液相合成晶态纳米TiO2技术的发展前景。     

核壳型磁载TiO2/CoFe2O4光催化剂的制备与性能研究

纳米TiO2是一种高效的光催化剂,为了解决TiO2纳米颗粒从悬浮体系中分离回收难的问题,可将其包覆于磁性微球之外,借助于磁场的作用实现快速有效地分离.以尖晶石型CoFe2O4为磁核,制备了核壳型纳米磁性TiO2/CoFe2O4光催化剂,通过水浴恒温条件、热处理温度的改变,以及工艺的调整优化了催化剂的制备工艺.采用XRD和TEM分析了催化剂的结构与形貌.研究发现,水浴90℃恒温2h、600℃热处理后的TiO2/CoFe2O4在降解TNT时表现出了较高的催化活性.表明合适的反应时间和热处理温度是影响催化剂活性的关键因素.     

熔盐电解法制备TiW合金

采用熔盐电解法直接由TiO2和WO3混合物电极制备了高W含量的TiW合金,并对电解中的电流变化、物相组成和组织演变进行了研究分析。在900℃和3.1 V的电解条件下,在熔融CaCl2熔盐中,以石墨为阳极、TiO2和WO3的混合物为阴极进行电解,采用SEM、EDS和XRD等方法对电解还原过程中的产物进行了分析。电解后可制得成分可控的钛钨合金,氧含量较低。     

V~(5+)-Sr~(2+)共掺杂对TiO_2基压敏陶瓷性能的影响

研究了V~(5+)-Sr~(2+)共掺杂对TiO_2基压敏陶瓷电学性能的影响。采用固相烧结方法制备V~(5+)-Sr~(2+)共掺杂TiO_2样品。利用XRD衍射仪检测物相和SEM测定显微结构。用压敏电阻直流参数仪测定V~(5+)-Sr~(2+)共掺杂TiO_2样品在不同烧结温度和掺杂量下的电学性能。结果表明:掺杂0.35mol%的V_2O_5,XRD衍射仪没有检测到第二相的产生。随着SrCO_3掺杂量以及烧结温度的增加,样品压敏电压和非线性系数都有不同的变化趋势。当烧结温度为1 300℃、Sr~(2+)掺杂量为0.5mol%时,样品的各项电学性能最优:V~(5+)-Sr~(2+)共掺杂TiO_2样品压敏电压达到16.3V/mm,非线性系数α达到5.6。     

低温液相合成晶态纳米二氧化钛的晶化机制

纳米二氧化钛由于其独特的物理化学性能和在诸多领域中具有广阔的应用前景而引起人们广泛关注.低温液相合成晶态纳米二氧化钛由于避免了高温煅烧过程,可望赋予其更优越的特性.详细介绍了晶态纳米二氧化钛低温液相合成的晶化机制.     

Fabrication of highly ordered TiO2 nanotube arrays via anodization of Ti-6Al-4V alloy sheet

Uniform and highly ordered TiO2 nanotube arrays were fabricated by the electrochemical anodic oxidation on Ti-6Al-4V surface, using graphite plate as cathode and ethylene glycol (EG) with addition of a certain amount of H2O and NH4F as electrolyte, and the anodization voltage went up to a presetting voltage by stepwise increment. The morphology, structure and composition of TiO2 nanotube arrays were characterized by SEM, EDS, XRD and XPS. The formation process of TiO2 nanotubes was introduced in brief. The experiments were arranged by an orthogonal experiment method and the experimental results showed that the formation of TiO2 nanotube arrays was influenced by not only each factor (F- content, H2O content, external voltage and duration), but also cross correlation among the four factors. The optimal condition was F- content 0.2 wt%, H2O content 4 vol%, external voltage 40 V and duration 1 h in the studied electrochemical system, and the length of obtained nanotubes was 1.5 microm, the outer diameter was approximately 100 nm and the aspect ratio was 15. As-formed nanotube arrays were amorphous and changed to anatase TiO2 after annealed at 500 degrees C for 2 h in air ambience. XPS survey spectra revealed the surface of as-formed nanotube arrays containing Ti, O, C, F and N. The nanotube arrays on Ti-6Al-4V surface with better thermo-stability and crystallinity would have great potential in biomaterials.     

Nanoengineering Titania for High Rate Lithium Storage: A Review

Nanostructured titania have been intensively investigated as anode materials of Li-ion batteries for their excellent high rate performance. The size effects of TiO2 polymorphs (mainly rutile, anatase and TiO2-B) on their electrochemical performance and the latest efforts in nanoengineering titania anodes through enhancing their ionic or electronic transportation or both are reviewed in this work. We suppose that micron- or submicronsized porous structures assembled by TiO2 nanoparticles, nanowires/nanotubes or nanosheets with a high percentage of exposing high reactive facets together with a conductive percolating network are ideal anodes not only for high rate lithium storage but also for high packing densities of the active materials.     

丝网印刷法制备染料敏化太阳能电池光电性能的研究

采用水热法制备TiO2纳米颗粒,将获得的TiO2纳米颗粒制备成胶体,采用丝网印刷法在FTO表面刷涂制备染料敏化太阳能电池（DSSC）光阳极,通过扫描电子显微镜对电极表征和电池光电性能测试,探讨印刷层数及入射光强对DSSC光电性能的影响,实验结果表明,将制备的光阳极组装成电池后具有较好的光电性能,当印刷层数为8层、光强为80W／m2时,电池取得最好的光电性能。     

Fabrication and investigation of gas sensing properties of Nb-doped TiO(2) nanotubular arrays

Synthesis of Nb-containing titania nanotubular arrays at room temperature by electrochemical anodization is reported. Crystallization of pure and Nb-doped TiO(2) nanotubes was carried out by post-growth annealing at 400°C. The morphology of the tubes obtained was characterized by scanning electron microscopy (SEM). Crystal structure and composition of tubes were investigated by glancing incidence x-ray diffraction (GIXRD) and total reflection x-ray fluorescence (TXRF). For the first time gas sensing characteristics of Nb-doped TiO(2) nanotubes were investigated and compared to those of undoped nanotubes. The functional properties of nanotubular arrays towards CO, H(2), NO(2), ethanol and acetone were tested in a wide range of operating temperature. The introduction of Nb largely improves conductivity and enhances gas sensing performances of TiO(2) nanotubes.