载银TiO_2纳米线的制备及其光吸收性能

以纳米TiO2(P25)粉体为原料,采用水热法合成了TiO2纳米线,通过葡萄糖还原Ag(NH3)2+,得到了表面载银(Ag)的TiO2纳米线。利用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见光谱(UV-Vis)对产物进行了表征。结果表明,Ag纳米粒子均匀分散在纳米线表面,并且该Ag/TiO2纳米线在可见光区域表现出较强的吸收性能。     

稀土La3+掺杂TiO2纳米线的制备及其性能研究

采用水热法制备了钛酸钠纳米线、TiO2纳米线和La3+/TiO2纳米线。利用XRD、SEM、HREM、XPS和UV-Vis等技术手段对样品微观结构、光学性能和表面元素价态进行了分析;并以甲基橙溶液为目标污染物测试其光催化性能。研究表明,实验合成了直径为50～200nm、长度为十几微米到几十微米的钛酸钠纳米线,并通过对微观结构的分析,初步确定其分子式为Na2Ti3O7,钛酸钠纳米线经过氢离子和镧离子进行离子交换并高温烧结得到了TiO2纳米线和La3+/TiO2纳米线;钛酸钠纳米线对甲基橙溶液几乎没有光催化降解作用,而TiO2纳米线具有较高的光催化活性,其中样品La3+/TiO2纳米线光催化性能最强。     

纳米线阵列的电化学优化光吸收增强研究

通过在自生长的半导体Cu2S纳米线阵列表面进一步应用电化学表面沉积处理,在纳米线表面形成尺寸更小的Cu2S纳米颗粒结构,实现了在不减小纳米线直径或增加纳米线长度的情况下,有效提高了纳米线阵列光吸收性能。利用I-V循环扫描曲线研究了以Cu2S纳米线阵列为工作电极的Cu2S沉积电位,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见-近红外分光光度计,对纳米阵列的相结构、微观表面形貌、晶体结构及光吸收能力进行了表征和分析。研究表明:沉积于单斜晶系Cu2S纳米线阵列上的纳米颗粒为斜方晶系Cu2S,沉积后纳米线表面结构改变,粗糙度明显增加,起到了减少纳米线的光反射、优化原纳米线阵列光吸收综合能力的作用。     

MS(M=Cd或Zn)纳米粒子负载TiO_2纳米线的制备及可见光催化性能

以具有层状结构的钛酸盐纳米线、CdCl2或ZnSO4及硫代乙酰胺为原料,采用两步水热合成法制备了高温稳定的六方相CdS或低温稳定的立方相ZnS纳米粒子负载的TiO2纳米线复合材料。首先,CdCl2或ZnSO4与钛酸盐纳米线在水热条件下进行离子交换制得含Cd2+或Zn2+的钛酸盐纳米线;然后,在硫代乙酰胺溶液中于160℃下直接处理含Cd2+或Zn2+的钛酸盐纳米线就可获得负载有硫化物纳米粒子的TiO2复合纳米线。它们在酸浸后,TiO2纳米线的表面仍存在少量硫化物纳米粒子。通过测试酸浸后样品、纯TiO2纳米线和商用P25对亚甲基蓝水溶液的可见光催化降解实验结果证实,含CdS纳米粒子样品的光催化活性最高。     

负载纳米TiO2织物AFM表征及其光催化性能的研究

在室温条件下采用射频磁控溅射方法,在纯棉机织物和涤纶针织物表面负载TiO2功能纳米结构层.利用原子力显微镜(AFM)对2种负载织物的表面形貌和结构进行了表征,并对2种负载TiO2织物的光催化性能进行了对比分析.实验表明,负载纳米TiO2的织物具有良好的光催化性能和一定的耐洗性,经30次洗涤后,其光催化活性仍保持在很高的水平;在相同的溅射工艺条件下,负载纳米TiO2纯棉织物的光催化性能优于负载纳米TiO2的涤纶织物.     

TiO2纳米管与纳米线的光电化学研究

利用在钛箔表面沉积一层TiO2纳米粒子作为晶种,与NaOH反应,通过改变反应温度制备了TiO2纳米管与纳米线.制备了TiO2纳米管和纳米线膜电极,并进行了光电化学测试.光电化学实验表明,混晶结构TiO2纳米管和纳米线显示出优良的光电转化性能.     

Pt对In2O3纳米线场效应晶体管电学性能的影响

氧化铟纳米线(In2 O3 NWs)因具有合适的禁带宽度、较高的电子迁移率等优异的电学性能,可应用于晶体管、存储器、传感器等而备受关注,成为研究的热点.本实验通过简单易行的化学气相沉积法生长了In2 O3纳米线,结合电子束光刻(EBL)成功制备了In2 O3纳米线场效应晶体管器件(Field effect transistor,FET),利用溅射系统在In2 O3 FET上沉积不同厚度的Pt,研究了Pt纳米颗粒对In2 O3 FET电学性能的影响.利用扫描电子显微镜、X射线衍射及光致发光光谱研究了In2 O3纳米线的形貌、组成及光学性能;利用X射线光电子能谱分析纳米线的元素化学价态和组成.通过分析沉积Pt前后In2O3纳米线FET的电学性能发现,沉积Pt纳米颗粒后场效应晶体管阈值电压(Vth)有向右偏移的趋势,开关比(Ion/Ioff)有所下降,载流子浓度降低,载流子迁移率增大.晶体管阈值电压(Vth)向右偏移可归因于沉积Pt后金属/半导体接触形成电子转移,此外纳米线的表面缺陷可以充当吸附位点,表面缺陷吸附的氧和水分子将捕获来自纳米线的自由电子,导致表面电子消耗,从而使得载流子浓度降低.研究结果表明,Pt金属纳米颗粒对In2 O3纳米线FET的电学性能存在一定的影响.     

微米铜粉/纳米TiO_2复合粒子的低温制备及光吸收性能

利用仿生合成的方法在温和条件下制备了微米铜粉/纳米TiO2复合粒子.选择有机胺对Cu粉进行表面处理,XPS分析表明有机胺通过N原子与表面Cu2+络合形成功能层,在Cu粉表面引入NH2和OH等功能基团,对比实验证实功能基团能够诱导无机氧化物的仿生沉积.XRD结果表明铜粉表面包覆的纳米TiO2呈现锐钛矿晶型,漫反射光谱(DRS)分析表明,Cu粉经过有机胺处理后在716.5nm处出现了由Cu2+离子与N配位产生的弱吸收.复合粒子的光吸收性能介于TiO2和Cu粉之间,Cu负载后样品的光吸收阀值从397.5nm红移至448.9nm,红移的原因可归于Cu负载后TiO2导带下出现新能级,光生电子经过这些中间能级发生跃迁,所需激发能量降低至可见光范围.448.9nm处吸收边的存在表明复合粒子具备可见光催化活性.     

碳纳米管负载纳米TiO2复合材料的制备及组织结构表征

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为原料,以碳纳米管为载体,在碳纳米管表面上负载纳米TiO2粉体,制备出CNT-TiO2复合材料.通过X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)等手段研究了复合材料颗粒的组织结构及包覆情况,通过UV-vis漫反射谱分析比较了纯TiO2、纯CNTs和CNT-TiO2的吸光性能.结果表明,纳米TiO2均匀的包覆在CNTs表面上,且包覆均匀致密.CNT-TiO2复合材料经450℃热处理后,纳米TiO2颗粒以鋭钛矿相存在,其平均粒径约为7.3nm.CNTs-TiO2复合材料兼具载体碳纳米管和外层纳米TiO2对光的吸收性能,在紫外光区域和可见光区域对光都有非常好的吸收性能.     

银负载TiO_2纳米线/石墨烯的制备及光催化应用

采用二步水热法和光照还原法制备了银负载TiO2纳米线/石墨烯(GR/TiO2NW/Ag)复合材料,并对其进行了表征,结果表明:Ag纳米颗粒修饰的TiO2NW分布于石墨烯表面,TiO2NW为锐钛矿晶型,光生电子和空穴复合效率降低。并研究了GR/TiO2NW/Ag复合材料在紫外光下降解双酚A废水的光催化性能,实验结果表明,GR/TiO2NW/Ag对双酚A的降解效果明显优于TiO2。40min内,GR/TiO2NW/Ag在紫外光照下对双酚A降解率达到100%。