锐钛矿中填隙V4+的EPR参量的理论研究

采用离子簇模型,通过分析配体轨道和旋轨耦合作用的贡献,建立了改进的3d1离子在四角畸变八面体中电子顺磁共振(EPR)参量的微扰公式,能级间距可由重叠模型和局部结构数据给出。将该公式应用于锐钛矿(TiO2)中填隙V4+离子的EPR谱,讨论了配体轨道和旋轨耦合作用以及共价效应对EPR参量的贡献。理论结果与实验符合得很好,且比前人的计算,尤其是g//和A//有明显的改进,说明对这类共价性较强的体系,配体轨道和旋轨耦合作用的贡献不能忽略。     

在不同玻璃基板上制备的二氧化钛薄膜光催化活性的评价

采用溶胶-凝胶浸渍提拉法在不同玻璃基板上制备二氧化钛(TiO2)薄膜,并用UV-vis、XRD对其光的吸收性能和晶型结构进行表征.以甲基蓝为目标降解物,使其浸渍吸附在TiO2薄膜上,以高压汞灯为光源,用UV-vis测定甲基蓝的吸光度的变化来评价其光催化活性.结果表明,在相同条件下,以石英玻璃为基板制备的TiO2薄膜的活性最佳.这可能与其锐钛矿含量为100%,热稳定性较好,且表面离子扩散很少有关.     

N-Al/TiO2催化剂的制备及可见光降解染料

采用溶胶-凝胶法分别制备了N、Al单掺杂与N、Al共掺杂的TiO_2复合材料,考察了4种催化剂在可见光下对染料甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B的光降解效率。采用XRD、SEM、XPS、UV-Vis DRS、N2吸附-脱附手段对催化剂进行表征和评价。结果表明:N、Al共掺杂后的Ti O2骨架晶型仍保持为锐钛矿型,比表面积增加,团聚现象略有减少,且N、Al共掺杂TiO_2催化剂在可见光下对甲基橙的降解效果最佳,脱色率可达70%左右。     

磨加超细二氧化硅对建筑搪瓷结晶和化学性能的影响

建筑搪瓷是近几年发展非常迅速的一种搪瓷材料,由于建筑搪瓷尺寸比较大,它不仅要求比较高的物理化学性能,而且工艺性能也要求比较高。本论文主要研究通过磨加法将超细二氧化硅引入到建筑搪瓷釉,对搪瓷釉二氧化钛结晶性能和耐酸化学稳定性的影响。研究结果表明,磨加一定量超细二氧化硅到建筑搪瓷釉中,不仅不会改变搪瓷釉的结晶性能,主晶相仍为锐钛矿晶体,而且建筑搪瓷的耐酸化学稳定性也有一定提高。     

以油菜花粉为模板水热法制备TiO2中空微球

以油菜花粉为模板,先用超声使花粉分散在无水乙醇中,再通过水热法制备了TiO2前驱体/花粉壳-核微球;550℃焙烧脱除花粉核后得到了TiO2中空微球.采用SEM,TG,XRD,FTIR和N2吸附对TiO2前驱体/花粉壳-核微球及TiO2中空微球进行了表征.结果表明:在TiO2前驱体/花粉壳-核微球的制备过程中,超声波诱导能使TiO2前驱体较均匀的负载在花粉表面,适宜的钛酸丁酯用量为6.6 g/g花粉,适宜的水热处理温度为105℃.在此条件下得到的TiO2前驱体/花粉壳-核微球经550℃焙烧即可制得形状完整、大小约18μm的锐钛矿型TiO2中空微球.具有较窄的中孔结构,平均孔半径为1.9nm,比表面积为26.76 m2·g-1.     

磁控溅射制备掺银TiO2薄膜的光催化特性研究

利用交流磁控溅射设备采用金属Ti靶在石英和硅衬底制备掺银TiO2薄膜,并利用SEM,XRD及吸收光谱等方法分析测试TiO2薄膜的性质,探讨了掺银对TiO2薄膜吸收光谱的影响.并通过对甲基橙溶液浓度变化研究了掺银TiO2薄膜光催化特性,分析了掺银对TiO2薄膜增强光催化作用的工作机理,研究结果表明掺银有利于TiO2薄膜对有机物的降解作用.     

TiO2薄膜光催化用于空气灭菌净化

用抛光铝合金作衬底在平行孪生靶的磁控溅射设备中制备出二氧化钛薄膜。薄膜厚度为500nm,XRD测量表明二氧化钛薄膜为锐钛矿型(anatase)。该薄膜在紫外光源照射下,对甲苯、苯、二氧化硫及香烟气体有良好的降解作用;对大肠杆菌、金黄色葡萄糖菌有良好的去除作用。     

First-Principles Investigation of （001） Surface of TiO2

By means of first-principles calculations based on the ab initio pseudopotential and plane wave basis, we present self-consistent molecular dynamic calculations to determine a clean TiO2 crystal (001) surface geometry and surface electronic states structure. All calculations were performed for both rutile and anatase phases. Using a total energy minimization strategy, we acquired the general inward relaxations. The s-like surface states just above the lower valence band at (001) surfaces both in the rutile and anatase phases are found. The band bending effect occurs both in rutile and anatase (001) surfaces. It reduces the band gap by ac. 0.4 eV in rutile and ac. 0.8 eV in anatase, elevating the Fermi energy levels. Besides the band bending of the valence band, surface states also lie near the bottom of the conduction band. The lower surface energy of anatase makes nanocrystalline TiO2 is often in the anatase phase below a critical size.Our results are in good agreement with the previous work and experimental data.     

Sm掺杂对锐钛矿TiO2电子寿命和红移影响的第一原理研究

基于密度泛函理论平面波超软赝势方法,采用第一性原理对不同浓度Sm掺杂锐钛矿相TiO2超胞的结构优化、形成能、能带结构、态密度、差分电荷分布和光学性质进行了计算。结果表明Sm掺杂后锐钛矿相TiO2超胞的电子结构变化很大。在限定的浓度范围内,掺杂浓度越小,形成能越小,掺杂越容易,电子寿命越长,带隙宽度越窄,吸收光谱红移越显著。计算结果与实验结果一致。     

获得钛表面分级多孔微纳结构的复合工艺及其形成机制

分别用喷丸酸蚀(SLA)、阳极氧化(AO)以及复合喷丸酸蚀和阳极氧化(SLA+AO)方法对纯钛进行表面改性,以获得具有分级多孔微纳结构、表面富氧及锐钛矿相的钛表面特征。通过表面形貌、粗糙度、表面成分以及晶相结构来分析各组样品的表面特征及其形成机制。喷丸酸蚀(SLA)处理之后的样品具有由2～3μm凹坑和100～400nm孔洞组成的分级多孔形貌特征。阳极氧化(AO)处理之后的样品表面形成分布较均匀的20～400nm的孔结构,表面富氧并出现锐钛矿相。复合喷丸酸蚀和阳极氧化(SLA+AO)方法处理之后的样品表面具有分级多孔微纳结构,表面富氧并出现锐钛矿相。最后分别探讨了SLA、AO及SLA+AO处理方法的形成机理。