电化学制备TiO_2多孔纳米薄膜的影响因素研究

以硫酸溶液为电解液,用阳极氧化方法制备出具有纳米孔结构氧化钛薄膜,光催化性能远远大于普通尺度的氧化钛,通过在氧化钛表面附载卟啉类光敏剂,进一步提高氧化钛薄膜的光催化性能,使得光谱响应区红移,在可见光区能够吸收,可将太阳能转化成电能。     

阳极氧化法制备TiO_2多孔薄膜及其光电化学性能研究

采用二步电压氧化法制备了TiO2多孔薄膜,并采用单向脉冲的电化学附载方式在制备好的TiO2多孔薄膜上进行了光敏剂5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉(TCPP)的附载。采用电化学测试法探讨了阳极氧化参数以及光敏剂TCPP的电化学附载对TiO2多孔薄膜光电化学性质的影响。结果表明,最佳的TiO2多孔薄膜阳极氧化参数为:氧化电压70~140 V,氧化θ为25℃,硫酸电解液的浓度是0.5 mol/L,氧化t为60 min。研究结果还表明,单向脉冲的电化学附载方式确实可以实现TCPP在TiO2多孔薄膜上的附载,附载后的薄膜的光电化学性能有明显提高。     

电压施加方式在阳极氧化钛薄膜形成过程中的作用

采用阳极氧化的方法，通过改变电压的施加方式制备了具有不同形貌的氧化钛薄膜。使用扫描电子显微镜考察了氧化钛薄膜的形貌，结合实验现象探讨了阳极氧化钛薄膜纳米孔的形成机制。研究结果表明，采用一步施加电压和连续施加电压的方法，氧化钛薄膜纳米孔的形成过程由电压、阻挡层的厚度决定;采用两步施加电压的方法，氧化钛薄膜纳米孔的形成过程由放电电压、阻挡层的厚度和阻挡层/电解液的边界条件协同控制。在相同工艺条件下，采用两步施加电压法能够扩展阳极氧化钛薄膜纳米孔孔径和孔密度的范围。     

电压对钛阳极氧化薄膜形貌的影响

采用两步施加电压的阳极氧化方法制备了具有不同形貌的氧化钛薄膜,使用扫描电子显微镜对在不同初始电压、不同放电电压下制备的氧化钛薄膜的形貌进行了分析。结果表明,在相同的放电电压下,通过改变初始电压可以制备出具有不同平均孔径和平均孔密度的阳极氧化钛薄膜;在一定的初始电压下,放电电压有一定的极限值,超过这个极限值电极将被烧毁;在初始电压60V,放电电压140V条件下制备的阳极氧化钛薄膜的纳米孔最规整、分布最均匀、孔径最均一。     

阳极氧化TiO2纳米孔薄膜光电化学性能研究

采用二步电压施加方法在不同电压下制备了一系列的二氧化钛纳米孔薄膜,并用电化学表征手段,通过测试不同电压下制备的二氧化钛纳米孔薄膜的开路电位-时间曲线来研究其光电化学特性。结果表明,采用二步电压施加法在80～140V电压条件下制备的二氧化钛纳米孔薄膜的开路电压在光照前后的变化最大,说明其对光的感应最好,光电性能最好,附载光敏剂改善了二氧化钛纳米孔薄膜的光电化学性能,且随着附载时间的增加,光电性能逐渐提高,附载60min达到饱和,继续增加附载时间光电化学特性不再发生变化。     

纳米晶氧化钛薄膜的制取及表征

在玻璃表面上通过磁控溅射金属钛薄膜,再运用阳极氧化使钛薄膜氧化生成纳米氧化钛,经过8 h,180℃的退火处理使其晶化.运用扫描电镜观察了晶化处理前后薄膜的表面形貌,用电子探针对薄膜进行了表征.通过X-射线衍射图谱表明,晶化处理后薄膜具有典型的晶体结构衍射峰尖锐特征,为锐钛矿纳米晶氧化钛薄膜;电子探针成分分析与X-射线衍射结果一致.最后讨论了其应用前景.     

阳极氧化制备氧化钛薄膜机理探讨

在钛合金表面采用阳极氧化工艺制备出氧化钛薄膜。通过实验验证了阳极氧化原理,得出在不同的氧化电压下可生成不同厚度的氧化钛薄膜,薄膜越薄呈色越鲜艳;并分析了阳极氧化电解液对形成薄膜的影响;最后模拟分析了氧化薄膜的生长过程。     

纳米孔阵列结构阳极氧化铝模板的应用研究现状

对铝基材实施阳极氧化处理,可在其表面形成氧化铝多孔膜。当氧化铝多孔膜的纳米孔排列成规则的阵列结构时,氧化铝多孔膜将具有许多其它纳米材料无法比拟的优势。综述了以具有规则纳米孔阵列结构的阳极氧化铝薄膜作为模板,通过复制、沉积、吸附等技术,制备具有各种特殊用途纳米材料的制备工艺,使用这些方法制备的纳米材料已经广泛地应用于催化、气体吸收、分离膜、微电子器件等。     

具有三维多孔结构钛箔表面上液相沉积法制备柔性DSSCs光阳极

用双氧水氧化法将钛箔表面氧化为三维多孔结构,以其为基板,用液相沉积法在氧化后的钛箔表面生长一定厚度的氧化钛膜,并用于柔性染料敏化太阳能电池(DSSCs)光阳极.60℃沉积、烧结、敏化、组装电池后,AM1.5模拟太阳光照下柔性DSSCs的光电转换效率达2.56％.沉积工艺对电池有明显影响,先在80℃沉积再于60℃沉积制备的具有梯度结构的光阳极,其DSSCs光电转换效率达3.09％.     

钛薄膜阳极氧化制备纳米孔结构TiO2

采用物理气相沉积的方法,以导电玻璃为基材沉积金属Ti薄膜,并将其作为阳极,在1% HF溶液中恒压阳极氧化,制备了具有纳米孔阵列结构的TiO2薄膜.研究表明,形成的TiO2薄膜具有多孔结构,微孔均为贯穿孔,孔形基本为圆形,孔径均匀,孔径大约为50 nm.在15℃溶液中阳极氧化相同时间制备的TiO2氧化膜的厚度显著大于25℃溶液制备的氧化膜厚度.TiO2氧化膜的厚度随着阳极氧化时间的延长而增加.     

The correlation between the interference colour and growth procedure of anodic titanium dioxide nanotube arrays

Titanium dioxide nanotube arrays were anodised from titanium foils in an aqueous electrolyte solution of hydrofluoric acid. The formed oxide showed visually different colours owing to light interference in the titanium dioxide layer. The behaviour of interference colour in anodic titanium dioxide film was investigated by varying anodisation parameters such as the applied voltage and the anodisation time. The morphologies and the crystalline phases of anodised samples were studied on a field emission scanning electron microscope and X‐ray diffractometer. The correlation between the interference colour and growth procedure of anodic titanium dioxide nanotube arrays was studied. The anodic films prepared under different conditions consisted of a compact oxide film with a nanoporous/tubular structure upon/beneath it. The crystalline phase of the anodic oxide layer was amorphous. The optical properties of the oxide film were investigated on a spectrophotometer. Optical interference could be detected in compact oxide layers when the thickness of the titanium dioxide was as small as 70 nm. In general, the interferences of the nanoporous/tubular structures were lower than those for compact structures. The empirical colour properties were estimated by the L*a*b* system. The relationships between the interference colour of anodic titanium dioxide film and its thickness and morphology are discussed.     

载银TiO2薄膜制备及其光催化灭菌性能

在硫酸电解液中,用阳极氧化法在纯钛表面制备了纳米多孔TiO₂薄膜,并通过光沉积法进行了载银修饰。采用XRD、SEM对薄膜的形貌与相结构进行了表征,并考察了电流密度、电压和电解液浓度等对生成的TiO₂薄膜光催化灭菌性能的影响。结果表明：TiO₂薄膜由锐钛矿型和金红石型组成。随电压升高,金红石型的含量逐渐增多,微孔孔径增大,在电流密度为150 mA•cm^-2时,分别由120 V时的19%和93 nm增加到180 V时的96%和283 nm。电流密度的适当增大和适量的载银修饰有助于提高TiO₂薄膜光催化灭菌性能。在1 mol•L^-1硫酸溶液中,140 V/150 mA•cm^-2条件下制备的TiO₂薄膜,经3 g•L^-1硝酸银溶液中载银修饰后灭菌效果最佳。     

氧化铝多孔膜的制备及其应用研究新进展

全面归纳和分析了铝阳极氧化技术的机理、工艺、Al2O3多孔膜的生长规律及制备技术，详细介绍了Al2O3多孔膜在模板合成一维TiO2半导体光催化材料及零维纳米点阵列周期调制薄模等方面的最新研究成果，并对Al2O3多孔膜及模板合成TiO2光催化材料的发展前景进行了展望。     

Fabrication and Electrocatalytic Application of Nanoporous Carbon Material with Different Pore Diameters

Here we report on the preparation of nanoporous carbons with different pore diameters loaded with different amounts of platinum and their application as anodic electrodes for the polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs). The materials were characterized by nitrogen adsorption, XRD and HRTEM. The role of the amount of the platinum and the pore diameter of the nanoporous carbon supports on the anodic performance in the PEMFC has been investigated. It has been found that the anodic activity of the platinum supported nanoporous carbon materials significantly increases with increasing the amount of platinum on the surface of the supports. Interestingly, nanoporous carbon material with a larger pore diameter shows excellent performance as an anodic electrode support. The electrode activity of the platinum loaded nanoporous carbon was also compared with that of the commercially available carbon black support for the PEMFCs. Nanoporous carbon supports are found to be the best, showing much higher performance as compared to that of carbon black.     

纳米二氧化钛薄膜的制备及特性研究

纳米二氧化钛薄膜由于具有优良的光催化活性而受到人们的重视。采用阳极电沉积的方法在ITO基体上制备二氧化钛钠米薄膜。研究了阳极电流密度和沉积时间对纳米二氧化钛薄膜结构和附着力的影响，利用扫描电子显微技术和X射线衍射技术分析了二氧化钛薄膜的表面形貌和组织结构，探讨了其光催化活性和亲水性。结果表明，纳米二氧化钛薄膜是由纳米级的颗粒组成，颗粒间存在纳米级小孔，该薄膜对于波长为400－700nm的可见光是透明的，具有优良的光催化活性和亲水性。     

微弧氧化钛膜的结合强度与生物活性

采用徽弧氧化在纯钛表面合成了含钙和磷的氧化钛膜。研究了电压对膜微观结构和结合强度的影响,并评价了微弧氧化钛膜的生物活性。结果表明：钛徽弧氧化膜呈多孔结构,高电压下(450 V)所制备的氧化膜在模拟体液(simulated body fluid,SBF)中浸泡14d后表面可诱导磷灰石生成,呈现较好的生物活性,低电压下所制备的氧化膜不具备生物活性;其结合强度虽随电压的增大而减小,但在250～450 V的电压范围内结合强度均高于31．4 MPa。     

复合二氧化钛负载膜降解十二烷基苯磺酸钠的研究

以玻璃珠为载体,用溶胶-凝胶法制备二氧化钍和三氧化二钕复合二氧化钛膜对水溶液中的十二烷基苯磺酸钠进行了固定相光催化氧化实验。研究了复合膜的紫外-可见光透过性能和二氧化钍与三氧化二钕的掺杂量、十二烷基苯磺酸钠水溶液的pH值等因素对光解率的影响。结果表明,二氧化钍和三氧化二钕复合二氧化钛负载膜的光催化活性显著提高且组分质量比存在最佳值。当二氧化钍与二氧化钛的质量比为0.02,三氧化二钕与二氧化钛的质量比为0.01时,最高光解率分别为同样条件下二氧化钛的2.3倍和1.6倍。     

电压和氟化钠浓度对钛合金阳极氧化膜性能的影响

在3 g/LNaOH溶液中加入NaF添加剂作为电解液,研究了电压和添加剂浓度对钛合金板表面氧化膜的颜色、硬度和耐腐蚀性的影响,分析了氧化膜的扫描电镜图和X射线衍射图.结果表明:电压是影响阳极氧化膜性能的主要参数,电压和NaF浓度的变化都能引起氧化膜颜色、硬度、耐腐蚀性以及表面形貌等的改变.     

复合氧化工艺对医用钛合金耐蚀性和耐磨性的影响

采用阳极氧化和热氧化相结合的复合氧化工艺对医用钛合金进行氧化处理,研究了氧化液的组成和热氧化温度对钛合金氧化膜表面形貌,耐蚀性和耐磨性能的影响。实验结果表明,复合氧化工艺可以提高钛合金表面的耐蚀性能和弹性模量,改善了钛合金的耐磨损性能。