玻璃基底TiO2纳米管阵列的制备及其光电性能研究

提高二氧化钛纳米管阵列电极的机械稳定性,改善电极的透光性能,有助于提高其光电催化性能,拓展电极的应用范围.通过室温射频溅射方法在玻璃基底上溅射一层金属钛膜,然后在含0.5%HF的电解液,10V阳极氧化电压下进行阳极氧化,得到玻璃基TiO2纳米管阵列电极.扫描电子显微镜和X射线衍射分析表明,玻璃基表面形成了孔径为20～30nm,管长约130nm排列有序的锐钛矿型TiO2纳米管阵列.光电性能测试表明,玻璃基TiO2纳米管阵列与金属钛基TiO2纳米管阵列表现出相似的光电催化性能,明显优于磁控溅射制备的TiO2薄膜.     

TiO_2纳米管阵列电极染料敏化太阳能电池

采用电化学阳极氧化法在纯钛片表面制备了高度有序的TiO2纳米管阵列。利用SEM、XRD分别对TiO2纳米管阵列的形貌、晶型进行了表征,并通过线性扫描伏安法对N719染料敏化纳米管阵列电极的光电性能进行了研究。实验结果表明,纳米管阵列的管径和长度随着阳极氧化电压的升高和氧化时间的延长都分别相应增加。同时还发现,通过450℃热处理的TiO2纳米管阵列,具有较好的锐钛矿晶型结构,其光电转化效率为2.1%。     

阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列及其光电性能研究

采用阳极氧化法在钛片上制备了TiO2纳米管阵列光电极，利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（xRD）对TiO2纳米管的形貌和结构进行了表征，详细考察了氧化工艺参数对纳米管阵列形貌的影响，并通过稳态光电响应技术对TiO2纳米管电极的光电化学性能进行了研究．结果表明，在1wt％HF电解液中，控制氧化电压为20V，反应30min后，在Ti表面获得了垂直导向的TiO2纳米管阵列，孔径约为90nm，管壁厚度约为10nm．经600℃退火处理后，TiO2纳米管阵列为锐钛矿型与金红石型的混晶结构，此时电极的光电性能最佳，与TiO2纳米多孔膜电极相比，光电性能大幅提高．     

HF酸电解液浓度对TiO2纳米阵列结构的影响

TiO2纳米阵列(纳米管、纳米棒)结构具有良好的力学性能、化学稳定性以及抗腐蚀性能,在许多技术领域具有广阔的应用前景。采用阳极氧化法在工业纯钛片表面制备出高度有序的TiO2纳米管阵列和纳米棒阵列,研究了电解液浓度和阳极氧化时间对TiO2纳米阵列结构的影响,并对其形成机理进行了初步探讨。结果表明,低浓度的HF酸电解液有利于制备纳米管阵列,高浓度的HF酸电解液有利于制备纳米棒阵列。     

三电极体系制备TiO2纳米管

利用电化学阳极氧化法在乙二醇和氟化铵溶液三电极体系中阳极氧化纯钛箔,制备出具有双面结构的TiO2阵列纳米管。研究了不同电压和电解液含水量对纳米管形貌的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了TiO2纳米管阵列的微观形貌及物相。     

阳极氧化时间对二氧化钛纳米管阵列形貌的影响

采用电化学阳极氧化法,以乙二醇体系作为电解液,在60V的直流电压下,在纯钛基底表面制备高度有序的TiO2纳米管阵列,通过改变氧化时间来探究其对TiO2纳米管阵列形貌的影响。运用XRD、SEM分别对TiO2纳米管阵列的结构、形貌特征进行表征。结果表明,氧化时间对TiO2纳米管的管壁厚度、管径以及管长均有影响;氧化时间为2～2.5h时,所得到的二氧化钛纳米管管壁约为10nm、管径约为200nm、管长为2～3μm。     

TiO2纳米管阵列的热稳定性及生物活性的研究

通过电化学阳极氧化法,在纯钛片表面制备得到TiO2纳米管阵列.研究了TiO2纳米管阵列的热稳定性,并通过模拟体液浸泡研究了其生物活性.采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分别对纳米管阵列的形貌和物相进行表征.结果表明,当热处理温度为300℃时,TiO2纳米管由无定形向锐钛型转变,温度升到500℃时转变为金红石型,升到600℃时TiO2纳米管阵列出现坍塌,700℃热处理时其形貌完全被破坏.生物活性研究表明,具有TiO2纳米管阵列的钛片经氢氧化钠溶液活化后具有良好的生物活性,能在模拟体液中诱导生成磷灰石.     

TiO2纳米管阵列修饰优化光催化性能的研究进展

二氧化钛纳米管阵列的修饰可有效拓展其光谱响应范围,提高光催化活性的量子效率。介绍了TiO2及其修饰优化的光催化机理,详细综述了金属、非金属及化合物对TiO2纳米管阵列进行物理或化学修饰的方法以及修饰后其光催化性能的研究现状,指出了目前二氧化钛纳米管阵列研究中存在的问题,并展望了今后的研究方向。     

二氧化钛有序纳米阵列染料敏化太阳能电池光阳极的研究进展

介绍了染料敏化太阳能电池(DSSC)的结构和基本原理,综述了近年来作为DSSC光阳极的TiO2纳米管、纳米线、纳米棒阵列的制备工艺进展,重点介绍了阳极氧化法制备纳米管和水热法制备纳米线和纳米棒.阐述了通过改进TiO2纳米管提高DSSC效率的几种途径,包括优化纳米管的尺寸、改善纳米管的输运性能、在透明基板上生长纳米管、对纳米管进行表面修饰等.最后展望了TiO2纳米阵列DSSC的研究方向.     

CeO2修饰的透明TiO2纳米管电极的电致变色器件

采用电化学沉积法在阳极氧化制备的TiO2纳米管阵列管壁上沉积一层CeO2纳米颗粒,再将CeO2修饰的透明TiO2纳米管阵列薄膜对电极与聚三甲基噻吩变色电极组装成透过型电致变色器件.实验结果表明:CeO2修饰的TiO2纳米管阵列薄膜仍保持良好的光透过性,其电荷存储能力比纯TiO2纳米管电极提高了30%.经CeO2修饰的TiO2纳米管改善了器件的性能,与对电极为单一TiO2纳米管阵列的器件相比,其对比度仍保持在38%左右,其褪色时间由1.3 s缩短为0.8 s.电致变色器件快速响应得益于纳米管与纳米颗粒组成的复合结构的高比表面积和快速的电荷传输过程.     

水热法制备海绵钛负载TiO2膜

以H2O2为氧化剂、KOH为矿化剂,采用一步水热法在多孔海绵钛载体上制备了颗粒大小约为0.5μm的四方状锐钛矿TiO2膜,并研究了产物TiO2膜对目标降解物亚甲基蓝溶液的光催化性能,探讨了矿化剂浓度对产物TiO2膜晶型、形貌及光催化性能的影响.结果表明,KOH矿化剂有利于TiO2膜在海绵钛表面的生成与晶化,当KOH在0.12mol/L时,海绵钛负载TiO2膜有着最佳的光催化性能:光催化反应45min,亚甲基蓝溶液的降解率达95%.采用该法制备的TiO2光催化剂回收简单,反复利用后,其光催化性能无明显下降.     

金属掺杂的二氧化钛纳米线的研究进展

金属掺杂是二氧化钛改性最活跃的一个领域。金属掺杂的二氧化钛纳米线不仅具有巨大的比表面积,而且其光电性能优异,使其在太阳能电池和光催化领域得到广泛应用。介绍了金属掺杂二氧化钛纳米线的制备方法、掺杂状态及其对光电性能的影响。     

Biotemplated Synthesis of Hollow Double‐Layered Core/Shell Titania/Silica Nanotubes under Ambient Conditions

Bacterial flagella, protein nanotubes (～15 nm wide) detached from Salmonella typhimurium bacteria, are used to template the formation of titania/silica core/shell double‐layered nanotubes in aqueous solution under ambient conditions through a sol–gel process. The thickness of each layer is tunable by varying the concentration of precursor solutions or reaction times. Upon heating, the flagella can be removed and the inner titania layer can be transformed into a nanocrystalline layer supported by the outer silica sheath. Nanotubes with different inner pore diameters and morphologies could be templated by other bionanofibers such as M13 phage and bacterial pili. This work shows that bionanofibers can be used as a universal biotemplate for the green synthesis of nanotubes with tunable wall thicknesses.     

低温水解制备不同晶型的纳米TiO_2

以四氯化钛为原料,通过低温水解法制备出不同物相的纳米TiO_2.研究了不同钛离子浓度、乙醇用量、反应温度和反应时间对纳米TiO_2晶相的影响,利用X射线衍射和拉曼光谱对所得样品进行表征.结果表明,水解过程中钛离子浓度的变化直接影响到产物晶型的改变,在钛离子浓度较高时,乙醇的存在对亚稳相纳米TiO_2的形成具有促进作用.     

Preparation and characterization of Ca1 −x La x Ti1 −x Co x O3 (0·00<x⩽0·50) system

The possibility of the formation of solid solution in the system Ca_{1 −x} La _x Ti_{1 −x} Co _x O₃ forx⩽0·5 has been investigated. X-ray diffraction studies show that compositions withx=0·05, 0·1, 0·2, 0·3 and 0·5 prepared by the ceramic method are single-phase materials. All the compositions have a structure similar to CaTiO₃ with a pseudo-cubic unit cell. Preliminary studies show that interfacial polarization contributes significantly to their dielectric constant.     

二次纳米自组装法制备Ni-Mo/TiO2-Al2O3催化剂

依据框架式大孔容介孔固体材料的形成机理,采用二次纳米自组装法制备出高比表面积和大孔容的纳米TiO2-Al2O3载体.应用低温氮吸附、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)技术研究了TiO2助剂对TiO2-Al2O3载体的介孔结构和纳米粒子团聚效应的影响,以及浸渍方法对Ni-Mo/TiO2-Al2O3催化剂的孔结构和金属组分分散性的影响.结果表明,适量TiO2对纳米TiO2-Al2O3载体有较好的扩孔和抗聚集效应;二次纳米自组装TiO2-Al2O3(TiO2,20%)粉体具有较大的比表面积和比孔容以及低纳米尺度.分步浸渍法制备的催化剂上Ni-Mo活性组分具有良好的分散性,其分布较宽的介孔系统适合渣油的加氢精制过程.     

正／反相胶束法制备纳米TiO2及其光催化降解有毒有机污染物

利用正相和反相胶束介质模板制备的纳米TiO2为光催化剂,在紫外光照射下,对染料罗丹明B和有机有毒无色小分子2,4-二氯苯酚进行光催化降解,研究了其光催化性能,并对光催化过程中氧化物种及降解产物进行了跟踪测定,结果表明,反相胶束模板体系制备的纳米TiO2与正相胶束介质制备的纳米TiO2比较,在紫外照射下对RhB及DCP的降解有较好的光催化性能,对RhB在160min光催化矿化率可达95％,光催化反应主要的氧化物种涉及羟基自由基。