大孔TiO_2-ZnO复合纳米材料的制备及其性能

采用溶胶-凝胶法和胶态晶体模板法,制备了大孔TiO2-ZnO复合纳米材料。其晶相结构和形貌特征采用X射线粉末衍射(XRD)、透视电子显微镜(TEM)进行了表征,并以甲基橙为降解对象,对其光催化活性进行了研究。结果表明,采用无皂乳液聚合法得到的聚苯乙烯(PS)微球粒径均匀,为900nm。以紧密堆积的PS胶态晶体为模板,制得的TiO2-ZnO复合纳米材料的大孔孔径约为900nm,孔壁厚度约为20nm。XRD结果显示,材料中的TiO2为锐钛矿型。光催化降解结果表明,大孔TiO2-ZnO复合纳米材料对甲基橙降解1.5h后降解率可达91.3%,与普通的TiO2-ZnO纳米粉体材料相比提高了11.2%.     

退火时间对TiO2薄膜光学性能的影响

研究退火时间对薄膜相结构、形貌及光学性能的影响。采用射频磁控溅射法在单晶硅片和石英玻璃片上负载TiO2薄膜,通过X-射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和紫外可见光谱(UV-Vis)对其进行表征。结果表明,在相同的退火温度下,与退火0.5 h相比,退火1 h的薄膜中锐钛矿相TiO2减少,金红石相TiO2增多,对可见光透射率有所减小,1 000℃以上退火时,透射率减小更明显。与退火1 h相比,退火0.5 h薄膜晶粒较小,明显呈纳米团簇状,薄膜表面粗糙度增大。     

光催化活性TiO_2薄膜的研究进展

讨论了影响TiO2薄膜光催化性能的主要因素,如TiO2薄膜的晶体结构、晶粒尺度以及薄膜表面积和厚度等。介绍了提高TiO2薄膜光催化活性的三种主要途径,包括表面预处理、复合半导体以及金属沉积。对TiO2薄膜几种重要的制备方法和应用事例进行了叙述,并展望了此功能薄膜的应用前景。     

VO2/TiO2复合薄膜的结构和红外光学性质研究

采用溶胶凝胶法在白云母沿（001）方向的解理表面制备VO2/TiO2热致相变复合薄膜。利用X射线衍射仪（XRD）,X射线光电子能谱仪（XPS）,原子力显微镜（AFM）等手段分析了薄膜的微观结构和表面形貌,通过原位傅里叶变换红外光谱（in-situ FTIR）分析复合薄膜在不同温度下的红外透过率,研究其热致相变特性。结果表明,复合薄膜在云母解理面表面呈VO2（011）/TiO2（101）取向生长,表面致密平整。复合薄膜在金属-半导体相变前后表现出优异的光学开关效应,相变过程中的红外光（波长为4 m）透过率变化（Tr）为75.5%;相变过程陡然,透过率变化率（-dTr/dT）达15.7%/℃,滞回温宽减小到8 ℃。     

PS/TiO_2复合材料的蛋白石结构光子晶体制备及表征

以乳液聚合得到的单分散性聚苯乙烯(PS)微球为种子,利用原位溶胶凝胶技术在微球的表面上吸附上二氧化钛(TiO2)小颗粒,从而得到PS/TiO2复合微球的乳液,利用乳液的自组装得到了PS/TiO2复合材料的蛋白石结构光子晶体。比较了PS蛋白石结构光子晶体和PS/TiO2复合材料蛋白石结构光子晶体的透射谱,得出复合材料的光子晶体带隙特征比PS光子晶体的带隙特征强。     

硫酸处理对TiO_2薄膜光催化降解亚甲基兰溶液的影响

用溶胶-凝胶法制备均匀透明的TiO2薄膜,在400℃锻烧2h,再在一定浓度的硫酸中浸泡处理24h,最后在300℃、400℃、500℃进行第二次热处理0.5h.用X射线衍射、原子力显微镜、紫外-可见分光光度计表征了处理前后薄膜的晶相结构、表面形貌及薄膜的光学性能.研究了硫酸处理的浓度对薄膜光催化降解亚甲基兰溶液的影响.实验表明:用硫酸浸泡处理后的薄膜光催化性能有明显提高,而且增强了光催化剂的抗失活性能.XRD、光谱及AFM分析表明,导致TiO2薄膜光催化性能改善的原因是硫酸浸泡处理后的薄膜表面结构、晶粒尺寸发生了变化.硫酸的最佳浓度为0.4mol/L.     

微乳液法制备竹节状纳米管的机理研究

通过反相微乳液法制备不同形貌的CdSe纳米晶。利用X-射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)技术对纳米晶的结构和形貌进行表征。结果表明,纳米晶主要由CdSe和Na2SO4组成,根据Sherrer公式计算得到CdSe(100)方向的晶粒尺寸D100=35nm;不同制备条件下,纳米晶的形貌有短链状CdSe纳米晶、项链状和竹节状CdSe纳米管。其形成机理是:由于界面膜处束缚水含量小于水核内部自由水含量,造成CdSe纳米球外层密度小于中心密度,浓度差驱使Se2-与Cd2+向外层扩散形成CdSe空心纳米球;最终在取向附生生长机制下,CdSe空心纳米球生长为项链状和竹节状纳米管。     

NiO空心微球的规模化制备与表征

以氨水与硝酸镍为原料,在乙醇–水介质中,采用均匀沉淀法,85℃恒温条件下,无需模板的存在和水热处理,制备出前驱体α-Ni(OH)2沉淀。该沉淀经400℃煅烧后得到NiO纳米片自组装空心微球。采用XRD和SEM对微球物相与形貌进行了表征。结果表明:该微球具有六方相结构,纳米片竖直排列在球状壳层的表面,其中纳米片大小约为2μm×2μm,厚度小于100nm。研究了乙醇对于纳米片自组装空心微球形貌形成的作用,对空心微球的自组装机理做了初步探讨。     

TiO2纳米材料对甲醛气体的气敏性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了对甲醛气体（HCHO）敏感的纳米晶TiO2材料。利用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等测试方法对TiO2纳米晶结构和表面态进行了表征。X射线衍射结果表明，随温度的增加，TiO2的晶型会由锐钛矿型逐渐转变为金红石型。制成了敏感元件，对甲醛气敏性能进行了测试。测试结果表明，500℃下焙烧2h所制得的锐钛矿型TiO2对甲醛气体有很好的敏感性能。     

高性能碳微球的合成与结构表征

采用化学气相沉积（CVD）法，制备出大量的高性能碳微球。用场发射扫描电镜（FESEM）观察了几种不同工艺参数条件下，不同碳源、不同温度对生成产物形貌的影响，得出制备高性能碳微球的理想工艺参数：碳源为甲苯液体和乙炔的混合物，反应温度为1000％；。并对这一工艺参数下所得产物进行了X-射线衍射（XRD）、高分辨透射电镜（HRTEM）及热重分析，从而得知这种碳微球为实心结构，颗粒大小均在200hm左右，石墨化程度不高，且结构稳定，在高温下也不易分解。