掺杂TiO_2纳米管的润湿性能与体外生物活性(英文)

以低模量钛合金(Ti35Nb和Ti35Nb15Zr)为阳极氧化基材,采用表面阳极氧化方法制备出铌元素和锆元素掺杂的非晶TiO2纳米管阵列,比较了掺杂前后纳米管的润湿性能与体外生物活性.实验结果表明,加入铌和锆元素可减小TiO2纳米管的管径,并有助于增大TiO2纳米管的长度.TiO2纳米管表现出与未氧化前的金属基材所不同的疏水行为.掺杂TiO2纳米管的润湿性随着掺杂元素的变化而变化,铌元素的掺杂可使TiO2纳米管的润湿性改善,铌元素和锆元素共同掺杂对润湿性的改善作用更明显.在模拟体液(SBF)中浸泡后,掺杂TiO2纳米管可快速诱导磷灰石的形成.铌锆元素共同掺杂的纳米管在初始浸泡阶段呈现较快的磷灰石沉积速率.上述研究结果表明,可以通过基材合金化设计来调控或修饰材料表面的亲水或疏水性能,从而探索掺杂TiO2纳米管的生物学性能。     

掺杂TiO2纳米管的研究进展

作为一种具有新型结构的纳米材料,TiO2纳米管展现出良好的应用前景。元素掺杂TiO2纳米管可有效拓展其光谱响应范围,提高光催化活性的量子效率。简要介绍了掺杂机理,详细综述了近几年非金属掺杂、金属掺杂和共掺杂改性TiO2纳米管的研究进展,指出了当前TiO2纳米管研究中存在的问题并给出建议。     

V掺杂TiO2纳米管阵列的制备及光催化研究

以钒钛合金为原料,应用阳极氧化法制备出高度致密、有序的V掺杂TiO2纳米管阵列。应用扫描电镜(SEM)和粉末X光衍射仪(XRD)表征分析纳米管阵列的形貌和结构,结果表明在浓度不同的HF电解液下制备出径向不同的纳米管阵列,电解液浓度(0.5%～1.5%(质量分数)),管径变化(39.7～72.7nm)。在室温、可见光照射条件下,以10mg/L的亚甲基蓝溶液为模拟污染物进行光催化降解试验,研究了其光催化性能。结果显示V掺杂TiO2纳米管阵列光催化性能优于纯TiO2纳米管,且在HF电解液浓度为1.0%(质量分数)时制备出来的TiO2纳米管光催化降解有机毒物性能最佳。     

氮镍共掺杂TiO2纳米管的制备及其光催化性能

为了制备在高温焙烧后能保持良好管形结构的可见光响应的TiO2纳米管,通过NH4Cl水-溶剂热和Ni(NO3)2浸渍法对传统水热法合成的TiO2纳米管进行掺氮和掺镍改性。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)和荧光光谱(PL)等方法对样品进行了表征,并以甲基橙(MO)为光催化降解模型,考察了可见光下制备的样品的光催化性能。结果表明,NH4Cl水-溶剂热掺氮处理可提高TiO2纳米管的管状结构的热稳定性;氮镍共掺杂元素之间的协同作用增强了催化剂对可见光的吸收能力,并且能有效地抑制光生电子空穴的复合,Ni/Ti添加量为0.3%的催化剂具有较高的光催化活性。可见光照射210min,氮镍共掺杂TiO2纳米管对MO的可见光降解率比单独氮和镍掺杂的TiO2分别提高了9.1%和21.2%。     

TiO_2纳米管的制备及光催化降解亚甲基蓝研究

以TiO2和NaOH为原料,采用水热法制备了TiO2纳米管(titania nanotube,简称TNT),通过X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、BET比表面积测定等手段对其结构和性质进行了表征.以亚甲基蓝(methylene blue,简称MB)为模型反应物,考察了TiO2纳米管光催化降解MB的效果.研究结果表明,TiO2纳米管是在酸交换后形成的,400℃焙烧时,TiO2纳米管中出现锐钛矿相;制备的TiO2纳米管可有效地降解MB,TiO2纳米管光催化降解MB的效率与其锐钛矿相的含量有关.     

TiO2纳米管的制备及光催化性能

TiO2纳米管具有优异的光催化性和光电转换特性,在光电催化降解污染物方面有很好的应用前景。本文介绍了TiO2纳米管的制备方法及形成机理,重点阐述了提高TiO2光催化性能所采用的过渡金属离子掺杂、稀土元素掺杂、贵金属沉积、复合半导体、有机染料光敏化的方法。     

TiO_2纳米管/碳纳米管复合材料光催化降解玫瑰红染料废水的研究

主要介绍水热法制备TiO2纳米管/碳纳米管(TiO2/CNT)复合材料及其光催化降解染料废水的研究。结果表明,用水热法制备出的TiO2纳米管和CNT的掺杂比例为5∶1时,TiO2纳米管/碳纳米管(TiO2/CNT)复合材料光催化降解玫瑰红染料废水的效果最佳,而且TiO2纳米管/碳纳米管复合材料具有较好的稳定性。研究证实了TiO2纳米管/碳纳米管复合材料对玫瑰红染料废水在模拟太阳光照射下具有较好的光催化效果。     

Ag掺杂TiO2纳米管阵列光催化性能的研究进展

综述了光催化技术的研究现状、TiO2光催化反应的机理、TiO2纳米管阵列的制备方法、不同银离子掺杂方式以及Ag掺杂对TiO2光催化活性的影响,并展望了Ag掺杂TiO2纳米管阵列的研究趋势.     

硅掺杂TiO2纳米管阵列的制备及光电催化活性的研究

通过电化学沉积,在阳极氧化法制备的高度有序TiO2纳米管阵列表面均匀地沉积Si元素.扫描电子显微照片显示Si掺杂的TiO2纳米管垂直于基底定向生长.X射线衍射分析表明,所引入的Si可能掺入到TiO2的晶格中,因而提高了TiO2的热稳定性,抑制了金红石相的生成及晶粒的长大.紫外-可见漫反射分析表明Si掺杂的TiO2纳米管吸收边带发生了明显的蓝移,并且在紫外区的吸收强度明显增强.与未掺杂的TiO2纳米管相比,Si掺杂TiO2纳米管电极的紫外光电化学响应显著提高,其光电流密度是未掺杂的1.48倍.硅掺杂TiO2纳米管阵列光电催化降解五氯酚的动力学常数(1.651h-1)是未掺杂TiO2纳米管电极(0.823h-1)的2.0倍.     

改性纳米二氧化钛在净化汽车尾气中的应用研究

为了研究光催化材料TiO2对隧道内汽车尾气的净化效果,首先采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛光催化剂,采用不同掺量的Fe3+改性纳米TiO2,并在500℃焙烧得到样品,然后利用自制尾气净化设备进行净化试验,接着对其进行X衍射(XRD)测定和红外光谱(IR)分析。结果显示,掺杂Fe3+能够同时捕获电子和空穴,从而降低电子空穴对的复合几率,提高纳米二氧化钛的光催化性能,弱紫外光条件下对CO、CO2、HC、NOx的净化效率比未掺杂的纳米TiO2分别能提高0.6%、0.6%、2.3%、8.2%。