大小颗粒TiO_2复合制备纳晶薄膜电极及其性能研究

选用大小粒径分别为200nm和21nm的TiO2颗粒,采用刮涂法制备了几种不同条件的TiO2薄膜电极,研究了大小颗粒TiO2的复合方式和质量比对其所组装染料敏化太阳能电池光电性能的影响。应用红外吸收光谱仪和扫描电子显微镜对TiO2薄膜电极进行了表征,在100mW/cm2(AM 1.5G)光照下,测试了电池的光电性能。结果表明:将大颗粒TiO2作为光散射层,且大颗粒TiO2和小颗粒TiO2质量比为1∶3时,所制薄膜不但可以保持纳米粉体高比表面积的优点,同时可以提高对太阳光的散射率,用其组装的电池光电性能最好,转换效率达到2.46%。     

氧化钛纳米棒/纳米颗粒复合晶膜电极的制备与应用

用水热法制备的Ti02纳米棒与纳米颗粒P25混合制备复合晶膜电极,通过扫描电镜、透射电镜、紫外-可见吸收光谱和电池的光电性能测试,分析掺入纳米棒对染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSC)性能的影响.结果表明:加入一定量的TiO2纳米棒可以改善复合薄膜对染料的吸附量和薄膜电极对...     

紫外辐射法低温制备柔性TiO_2薄膜电极及其性能研究

采用先研磨后超声波分散的方法制备了TiO2涂膜胶体,由其涂敷的TiO2薄膜经过紫外辐射处理后,获得了组装染料敏化太阳能电池的柔性TiO2薄膜电极。用扫描电子显微镜、红外吸收光谱仪和紫外可见光谱仪对TiO2薄膜电极进行了表征,同时,用数字源表测试了电池的光电性能。结果表明:TiO2薄膜电极具有多孔结构,其经过紫外辐射处理后,有机物完全去除;N3染料敏化后,使其吸光度增大,组装成的电池,其光电转换效率达到0.93%。     

预处理对Ti02表面超亲水性的影响

在高湿度环境下，应用紫外光辐射对溶胶一凝胶Ti02薄膜预处理，经过预处理的薄膜烧结后具有快速光致高度亲水特性和良好的光催化活性，超亲水的薄膜能够吸附大量的酸性品红，在光照下薄膜将吸附的酸性品红逐渐降解掉．     

Ti/TiO_2/Pd纳米电极的制备和电催化性能

采用阳极氧化法在纯钛表面生成结构高度有序的二氧化钛纳米管阵列,并通过室温固相反应制备了钯纳米颗粒。采用自组装方法将钯纳米颗粒修饰到Ti/TiO2表面制备了Ti/TiO2/Pd纳米电极。利用电子扫描显微镜、X-射线衍射分析二氧化钛纳米管、钯纳米颗粒和纳米电极的微观结构和表面形貌,并研究了Ti/TiO2/Pd纳米电极对甲醇的电催化性能。结果表明,TiO2纳米管排列整齐有序,Ti/TiO2/Pd电极中Pd纳米颗粒均匀分散在TiO2纳米管表面。电化学测试结果表明,Ti/TiO2/Pd纳米电极对甲醇的电催化氧化过程具有很好的电催化活性。     

染料敏化太阳能电池的二氧化钛膜性能研究

以二氧化钛(Ti02)纳米粉(P25)为原料，把它研磨成胶状，用涂敷法制得TiO2纳米多孔膜，并组装成太阳能电池，用100W氙灯作为模拟太阳光，对电池进行光电性能测试．根据电池的短路电流(Isc)、开路电压(Voc)和填充因子(ff)等指标来反映电池的性能．研究表明，分散剂乙酰丙酮、OP乳化剂、研磨时间和热处理后的保温时间长短对TiO2膜的性能均有很大的影响．其结果是，乙酰丙酮0．15mL、OP乳化剂0．10mL、研磨时间1h和保温时间0．5h时，TiO2膜的光电性能较好，JIsc,Voc和ff分别为8．85mA、567mV和0．445．并用XRD和比表面及孔隙分析仪对TiQ2膜进行了表征．     

掺氟二氧化锡/二氧化钛复合薄膜的光催化和低辐射性能

采用溶胶-凝胶法在Sn02：F（FTO）低辐射镀膜玻璃衬底上旋涂制备Ti02,获得FTO／TiOz复合薄膜。采用扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见透射光谱、Fourier变换红外反射光谱等手段分析了复合薄膜的结构和形貌。结果表明：FTO／TiO2复合薄膜的光催化性随着Ti02薄膜厚度的变化而变化,当Ti02薄膜的厚度为190nm时具有最佳的光催化活性,并从能带角度解释了光催化性能提高的原因;Ti02薄膜能防止FTO在热处理时发生氧化,热处理后的复合薄膜仍具有较好的低辐射性能。     

光电催化降解硝基苯及反应产物的分布

采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜光电极,作为工作电极,铂丝为对电极,饱和甘汞电极为参比电极,对硝基苯的光电催化降解进行了研究.结果表明：该电极具有n型半导体的特征行为.在外加偏压为＋0.6V、pH=1、50mg/L的H2O2中对初始浓度为50mg/L的硝基苯溶液光照120min降解率达6 5.68%.讨论了外加偏压、硝基苯浓度和pH值等因素对光电催化反应的影响,并且在硝基苯降解时所产生的中间产物中,可以检测到有邻硝基苯酚、对硝基苯酚、间硝基苯酚和硝酸根存在及其分布情况.     

ZnO基柔性染料敏化太阳能电池的研究

采用化学浴沉积法制备Zn O光阳极薄膜,并将所制备光阳极膜组装成柔性染料敏化太阳能电池。主要研究了沉淀剂的种类和沉淀剂的浓度对所形成的薄膜和电池性能的影响。采用XRD和SEM分别对薄膜的物相组成和显微形貌进行了表征。采用I-V测试系统对电池的光电性能进行测试。研究结果表明:沉积温度为80℃,六次甲基四胺(HMT)的浓度为0.30 M,硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)浓度为0.1 M时,制备Zn O薄膜光电性能较好,所组装的柔性染料敏化太阳能电池的开路电压为0.60V,短路电流为2.57 m A·cm-2,填充因子为0.72,效率为1.13%。     

薄膜CdSe及CdSexTe1—x电极的光电子能谱研究

用X射线光电子能谱(XPS)研究了不同含氧气氛中烧结的薄膜CdSe及Cdse_xTe_(1-x)电极表面,以及薄膜与Ti底基之间的界面。研究中发现,二种薄膜电极的表面形成了CdO,SeO_2及TeO_2氧化物,与薄膜接触的Ti底基表面上形成了TiO_2。用俄歇电子能谱(AES)对在电极表面及Ti表面所生成的氧化层分别进行了深度分析。结果表明,各种氧化物形成的程度有很大的不同,氧化层厚度也存在差异。对影响薄膜电极的光电性能的因素进行了讨论。     

不同离子掺杂TiO_2薄膜及光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法分别制备了掺杂Fe^3＋、Cu^2＋、Zn^2＋、Ce^3＋和La^3＋5种不同离子的纳米级TiO2薄膜,使用TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液进行光催化试验。研究表明,在5种掺杂离子中,其La^3＋的掺杂效果最好,当La^3＋的适宜含量为1.8%（质量分数）时,掺杂与未掺杂的XRD图谱基本一致;掺入La^3＋离子使得TiO2的晶粒变小,可抑制晶相向金红石相转变;随着焙烧温度的升高TiO2晶粒逐渐变大,温度为700℃时,其粒径为27.6nm,TiO2为混合晶型（锐钛矿型和金红石型）,其活性最高。     

TiO2薄膜和多孔薄膜的溶胶-凝胶法制备与表征

本文以钛酸丁酯[Ti（OC4H9）4]、去离子水、盐酸和聚乙二醇（PEG）1000为原料,采用溶胶-凝胶法和旋转涂膜工艺,在玻璃基底上制备纳米TiO2薄膜和TiO2多孔薄膜.利用原子力显微镜（AFM）、X射线衍射仪（XRD）和紫外-可见光谱仪（UV-Vis）对薄膜进行分析表征.结果表明,实验制备的TiO2粉体为锐钛矿晶型,纳米TiO2薄膜的平均粗糙度为17.2nm,TiO2多孔薄膜平均粗糙度为1.55 nm.TiO2多孔薄膜有较高的透射性和光催化活性,可直接用于光催化降解有机物等领域.     

以ZIF-8为前驱体制备ZnO-TiO2复合材料及其敏化太阳能电池性能的研究

通过硝酸锌与2-甲基咪唑反应制备沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-8),利用钛酸正四丁酯在ZIF-8表面水解得到ZIF/TiO2复合材料。在空气气氛中于不同温度条件下对ZIF/TiO2复合材料进行热处理得到不同的ZnO/TiO2复合材料,并应用于DSSC的光阳极,测试电池的光电流-光电压特征曲线,对测试结果进行分析。结果表明:不同ZnO/TiO2复合材料为光阳极材料制备的DSSC,光电转换效率与直接热处理制备的ZnO单相材料相比有了显著提高,其中热处理温度为600℃时,材料具备最高的光电转换效率,为3.69%,比直接热处理制备的ZnO单相材料0.78%的光电转换效率提高了373%,说明加入TiO2制备复合材料可以大幅度提高ZnO基DSSC的光电性能。     

制备条件对纳米TiO2光催化产氢性能的影响

采用水热法制备纳米TiO2光催化剂,并用XRD和TEM对制备的二氧化钛的结构进行了表征。详细考察了水热温度、反应时间及原料配比对制备的纳米TiO2光催化剂的晶体结构及产氢性能的影响。研究结果表明：原料配比Ti（C4H9O）4：NH4HCO3=1：2、水热温度180℃、反应时间10h时制得的光催化剂的产氢性能最佳。     

二氧化钛负载磷钨钼酸催化合成环己酮乙二醇缩酮

首次采用回流法制备了二氧化钛负载磷钨钼杂多酸催化剂H3PW6Mo6O40/TiO2,该催化剂的适宜制备条件为：原料质量比m（TiO2）∶m（H3PW6Mo6O40）=1∶2.0,水用量30mL,回流反应时间2.0h,活化温度150℃。以H3PW6Mo6O40/TiO2为催化剂,对以环己酮与乙二醇为原料合成环己酮乙二醇缩酮的反应条件进行了研究,较系统地研究了酮醇物质的量比、催化剂用量、反应时间对收率的影响。实验结果表明,在n（环己酮）∶n（乙二醇）=1.0∶1.5、催化剂用量占反应物料总质量的0.8%、反应时间1.0h的条件下,环己酮乙二醇缩酮的收率为86.3%。     

纳米TiO2抗菌陶瓷材料的研究

以钛酸丁酯为主要原料，采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2，并通过往釉料中掺入纳米TiO2的方式制成抗菌、自清洁陶瓷。考察了醋酸量、水量对凝胶时间的影响以及TiO2的加入量、掺杂Ag的TiO2的加入量、烧成温度等因素对抗菌、自清洁陶瓷制品的抗菌性能的影响。结果表明，制备纳米TiO2的最佳方案为：在室温、pH为2—3、反应物体积配比为：钛酸丁酯：无水乙醇：水：冰醋酸=5：20：1：1，实验所制得的纳米TiO2为锐钛矿晶型，晶粒尺寸为11-17nm。制备纳米TiO2抗菌、自清洁低温陶瓷的最佳方案为：烧成温度900℃、m釉料：mTiO2=100：5.34时抗菌效果显著。同时，适当的掺杂一定量的Ag有助于提高抗菌性能。     

N、F掺杂的TiO2膜电极在可见光条件下光电催化氧化诱惑红脱色效果的研究

纯TiO2光催化剂只能利用紫外光进行光催化反应,而通过金属／非金属掺杂可以扩大其波长吸收范围,实现在可见光条件下的光催化反应。该实验以NH4F作为添加剂,用溶胶一凝胶法制备N、F掺杂的TiO2粉末,并尝试用涂渍附着法制备了N、F掺杂的TiO2膜电极。选取诱惑红作为目标污染物,应用自制的斜板式液膜光电反应器,在≥400nm可见光照射下进行光电催化氧化性能的研究。考察了其可见光光电催化氧化的影响因素和光电催化的效率,确定最佳的优化条件为：偏压=1．0V,pH=1．5～2．0,Na2SO4=1000mg／L。可实现可见光条件下对30mg／L诱惑红染料溶液的脱色,其脱色率可达到40％。     

(001)取向TiO_2薄膜水热生长机理及其忆阻性能

通过氟基水热法合成出(001)取向的锐钛矿TiO2薄膜,讨论了薄膜的生长机理和忆阻性能。水热生长结果表明,预沉积无定形种子层增加了薄膜致密度,氟离子选择吸附促使TiO2薄膜的取向生长。薄膜的忆阻特性检测表明,(001)取向的TiO2薄膜忆阻单元具有良好的开关特性,稳定性良好。氟基水热法制备TiO2薄膜,设备和工艺简单,成本低,在忆阻器领域会有很好的应用潜力。