TiO2纳米薄膜的制备及应用进展

TiO2纳米薄膜在光催化、传感、环境工程等领域具有广阔的应用前景，本文根据国内外的研究报道及作者对TiO2纳米薄膜的研究，简单地介绍了它的制备方法和应用。     

ZnO薄膜的制备及其热辐射性能研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃基底上制备了不同厚度的氧化锌薄膜。研究了不同的溶胶配比、浓度对热辐射性能的影响。结果表明,当溶胶配比为1：1、浓度为0．8％时,ZnO薄膜的热辐射性能最好,吸波能力最强。用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对薄膜的组织结构和形貌进行了表征。结果表明,该ZnO薄膜呈（002）面择优取向的六方纤锌矿晶体结构,具有较好的结晶性能。     

聚乙二醇含量对纳米TiO2多孔薄膜性质的影响

以钛酸丁酯为无机原料、二乙醇胺作稳定剂,加入聚乙二醇（PEG）作模板制备前驱体溶胶,通过溶胶-凝胶工艺和浸渍提拉技术在玻璃基片上制备了孔径在10～1000nm范围内可调的纳米TiO2多孔薄膜．通过ESEM,AFM,UV-VIS,N2吸附,XPS和XRD等测试手段研究了PEG（1000）的加入量对薄膜结构及性能的影响．结果表明,当100mL溶胶中PEG的加入量在4.0g左右时,可以得到三维扩展的多孔结构,孔的形状规则且分布均匀,孔径为200～500nm,薄膜比表面积可达76.1m2／g,而过多的PEG加入量反而导致薄膜性能下降．     

聚乙二醇含量对纳米TiO2多孔薄膜性质的影响

以钛酸丁酯为无机原料、二乙醇胺作稳定剂,加入聚乙二醇(PEG)作模板制备前驱体溶胶,通过溶胶-凝胶工艺和浸渍提拉技术在玻璃基片上制备了孔径在10～1000nm范围内可调的纳米TiO2多孔薄膜.通过ESEM,AFM,UV-VIS,N2吸附,XPS和XRD等测试手段研究了PEG(1000)的加入量对薄膜结构及性能的影响.结果表明,当100mL溶胶中PEG的加入量在4.0g左右时,可以得到三维扩展的多孔结构,孔的形状规则且分布均匀,孔径为200～500nm,薄膜比表面积可达76.1m2/g,而过多的PEG加入量反而导致薄膜性能下降.     

金属离子掺杂纳米TiO2薄膜光阳极的性能研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备TiO2多孔薄膜,掺杂不同功函数的金属离子制备M-TiO2纳米薄膜电极,XRD、AFM,UV-Vis检测M-TiO2结构、形貌和性能.结果表明:掺杂摩尔分数2%的金属离子没有改变TiO2的晶格结构,但其吸收峰在可见光区都发生明显的红移,禁带宽度降低,掺杂后的M-TiO2电极比没有掺杂的T...     

Ni2+掺杂浓度对TiO2薄膜的制备及性能的影响

采用溶胶-凝胶法在石英(SiO2)衬底上制备了多层TiO2及Ni3+掺杂TiO2薄膜.利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman)及紫外分光光度计(UV-Vis)对薄膜样品进行结构性能表征.实验结果表明,在400℃下退火3h得到的TiO2薄膜均为锐钛矿相,Ni2+的掺杂对退火处理TiO2薄膜结晶行为影响不大,但Ni2+的掺杂有效阻碍了TiO2由无定型向锐钛矿相的转变;同时,Ni2+掺杂引起TiO2薄膜吸收边发生明显的红移,使其进入可见光波段的范围.     

TiO2薄膜制备及其氧敏特性

采用直流磁控溅射法制备TiO2薄膜,在不同温度下对薄膜进行退火,研究了薄膜晶体结构随退火温度的转化情况.对TiO2薄膜氧敏器件特性进行了测试,结果表明,在400℃下灵敏度随氧分压增加最快,并且在400℃具有最高的灵敏度.得到的激活能为0.41eV,并对TiO2薄膜氧敏器件的氧敏可逆性进行了讨论.     

退火温度对纳米TiO2薄膜微结构的影响

利用XRD、IR、UV-VIS、AFM、XPS等手段,研究了退火温度对溶胶–凝胶法制备的纳米TiO2薄膜微结构和表面形貌的影响。450~600℃退火处理的薄膜呈锐钛矿和金红石型混晶结构,700℃退火后为纯金红石相;水峰的吸收峰消失在300~500℃之间,至500℃有机基团完全消失,薄膜表面主要有C,Ti,O三种元素;改变退火温度,可以使薄膜的禁带宽度在3.26~3.58eV之间变化,可以在一定范围内,获得不同折射率的TiO2纳米薄膜;薄膜的表面粗糙度(RMS)为2~3nm。     

氧化镁纳米薄膜的制备与AFM研究

以Mg(NO3)2为反应前驱物，采用溶胶一凝胶浸渍提拉法对氧化镁纳米粒子薄膜的制备工艺进行了详细研究，利用AFM研究了制备过程中不同条件对纳米薄膜形成的影响，寻求到较佳的制膜工艺条件。XRD结果表明，薄膜中氧化镁粒子只存在(200)和(220)晶面取向的衍射峰。     

Ag掺杂TiO2纳米晶粉体的制备及性能表征

以钛酸丁酯、无水乙醇、硝酸银等为原料,通过溶胶-凝胶法制备了不同Ag掺杂含量的TiO2纳米晶粉体,用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）检测分析了粉体的晶型转化、微观形貌和晶粒尺寸,用光致发光光谱（PL）表征材料的光电性能。结果表明,Ag掺杂后的TiO2纳米晶粉体的锐钛矿相比未掺杂Ag样品的含量有所增多,当Ag掺杂量为1%和3%时,锐钛矿的相对含量约为65%;随着Ag掺杂量的增加,锐钛矿晶粒尺寸逐渐减小;由TEM图像可知,Ag颗粒较为均匀地弥散在TiO2纳米晶粉体中;由PL荧光检测结果可知,Ag掺杂TiO2纳米晶粉体的荧光强度比未掺杂的TiO2纳米晶粉体的低。试验结果表明,Ag颗粒较为均匀地弥散在TiO2纳米晶粉体中,有利于在锐钛矿界（表）面形成Ti-O-Ag的键合,有效阻止锐钛矿向金红石的转变,同时抑制锐钛矿TiO2纳米晶粒的增长,Ag颗粒与TiO2纳米晶粉体接触形成肖特基势垒,加速光生电子由TiO2向Ag颗粒传输,减小光生电子与空穴的复合几率,从而提高TiO2纳米晶粉体的光电性能。     

反舰导弹喷管流场及红外辐射特征研究

为了评估反舰导弹喷管和尾流在超音速飞行状态下的流场特性和红外辐射特性,以"雄风3"反舰弹的尾喷管为研究对象,建立了相应的二维仿真计算模型.流场计算结果表明,凝相颗粒对尾喷流的流场特性有显著影响.相比于纯气相,加入凝相颗粒后喷流轴向高温区长度明显增加,马赫数下降更快.红外辐射特征计算结果表明,喷管及尾流的红外辐射特征表现...     

地球大气红外辐射特性研究现状

简要介绍了国外地球大气红外辐射特性的研究进展。重点从利用国外成熟软件进行计算、基于基础理论开展相关研究以及自主研发大气辐射计算软件等三个方面,综述了国内在地球大气红外辐射特性方面的研究现状,并讨论了国内相关领域需要作进一步研究的内容。     

高度对球形气球诱饵及导弹辐射特性的影响研究

为了使导弹拥有方达到突防的目的,在分析背景辐射的基础上,利用空间目标表面温度数学模型计算了不同高度下空间目标表面的温度场分布,并分析讨论了高度对红外辐射特性的影响。结果表明,无论是白天还是夜间,高度都不会成为区分诱饵与弹头的参数,但尽可能在白天部署可以降低击中率,从而达到突防的效果。     

氮化H_2-O_2合成薄栅氧抗辐照特性

对氮化 H2 - O2 合成薄栅氧抗辐照性能进行了研究 ,将 H2 - O2 合成和氮氧化栅两种技术结合起来 ,充分利用两者的优点制成三层结构的 Sandwich栅 ,对比常规氧化、H2 - O2 合成氧化和氮化 H2 - O2 合成氧化三种方式及不同退火条件 ,得出氮化 H2 - O2 合成氧化方法抗辐照性能最佳 ,采用硅化物工艺加快速热退火是未来抗辐照工艺发展的趋势 ;并对氮化 H2 - O2 合成栅的抗辐照机理进行了研究     

NSM反舰导弹的红外辐射特性研究

从舰载防空导弹研制的实际需求出发,深入研究了低空来袭的海军攻击导弹(Naval Strike Missile, NSM)的红外辐射特性,并建立了NSM反舰导弹物理模型。用ICEM软件对NSM反舰导弹模型进行了网格划分,然后通过CFD软件仿真得到了NSM反舰导弹的温度和红外辐射亮度分布。最后采用反向蒙特卡洛法分析和计算了不同探测角度下NSM反舰导弹的红外辐射强度,为舰载防空导弹不同角度下拦截能力的评估提供了支撑。     

sol-gel纳米晶二氧化锡薄膜的制备及表征

以SnCl4为原料,采用sol-gel技术,应用间接成胶法,在玻璃片上制备了纳米晶SnO2薄膜及粉体,以其灵敏度、响应时间和工作温度作为评价气敏性能的标准,对制备工艺参数进行了优化,并用DSC-TG、XRD、AFM等手段对样品进行了表征。结果表明,水与乙醇体积比为3:1,草酸与四氯化锡摩尔比为0.3:1,在500℃下退火的薄膜表面平整,平均粒度在20nm左右,且相应的薄膜元件对丙酮蒸气具有良好的选择性和较高的灵敏度、较短的响应时间和较低的工作温度(≈190℃)。     

中段飞行弹道导弹表面温度与辐射特性计算

中段飞行弹道导弹目标辐射特性对于探测手段选择、传感器设计等具有重要意义.以采用红外隐身技术的弹道导弹为研究对象,考虑表面隐身涂层特性和进出地影的影响,采用有限体积法计算了弹道导弹在整个中段飞行过程中的温度变化;结合导弹自身辐射与太阳、地球辐射光谱,给出了导弹0～15μm范围内的辐射特性;研究了导弹表面温度和辐射特性的关...     

TiO2-ZnO系尖晶石型红外辐射涂料的制备和研究

以Fe2O3-MgO-cordierite体系为基础,用不同质量分数TiO2和ZnO进行掺杂,制得具有高发射率的尖晶石型红外辐射涂料。通过XRD、SEM、红外发射率测试、傅立叶变换红外光谱测试、抗热震性测试等测试方法对所制备的红外辐射涂料的物相、微观形貌、红外发射率和抗热震性能进行分析。结果表明,经高温烧结后生成了ZnFe2O4、TiMg2O4、MgFe2O4尖晶石结构,当TiO2质量分数为10%时,涂料在8～14 m波段的发射率最高达到0.963,并且抗热震性良好。     

基于长波红外成像系统的红外辐射特性测量方法

地基红外成像系统是靶场领域实现目标跟踪、实况记录成像的重要成像设备之一。配有高性能红外辐射定标系统的地基长波红外成像系统,可对低温以及常温目标实现高精度辐射特性测量。通过建立制冷型红外辐射特性测量系统的辐射测量模型,在7.7~9.3 μm长波波段利用某光学口径为600 mm的长波红外辐射测量系统实现了对目标的高精度测量。实验结果表明,辐射测量的精度为16.81%,能满足靶场对高精度辐射测量的要求。