二氧化钛纳米线的制备及其光学性能研究

利用水热合成法,制备出了高比表面积锐钛矿型TiO2纳米线,并用XRD,SEM,PL,UV-Vis等手段对纳米线的物相、微观形貌、结构和性能进行表征。结果表明:产物为锐钛矿型TiO2纳米线,纳米线直径约为几十纳米,长度可达几微米以上;其紫外吸收光谱和光致发光谱相对于原料粉均呈现出蓝移现象;另外,还对TiO2纳米管的光催化性能也进行了初步探讨,研究表明TiO2纳米线具有较高比表面积,对提高其催化性能、吸收性能等方面具有积极的作用。     

纳米级二氧化钛制备方法的比较研究

分别以钛酸丁酯和工业用二氧化钛为前驱物,用溶胶－凝胶法和水热合成法制备了粒度均匀的纳米级二氧化钛粉体。考察探究了各个制备参数对纳米级TiO2粒径及团聚情况的影响,这些参数包括溶液pH值、钛盐浓度、陈化时间、温度、压强、灼烧时间等。发现用Sol-Gel法时,反应物最佳配比为Ti(OC4H9)4:CH3CH2OH:H2O：冰HAc=1:9:3:10,产物呈球形微粒,粒径介于16－20nm晶形属锐钛矿型。用水热合成法时,因要同时考虑尿素分解温度及反应器所能承受的最大压力,综合各种因素发现反应釜内最佳反应温度为122℃,灼烧温度应介于400－500℃,所得的粉体粒径介于9－25nm之间,亦属锐钛矿型。成品都用TG、XRD及TEM技术表征,并对结果进行比较分析。     

纳米级二氧化钛制备方法的比较研究

分别以钛酸丁酯和工业用二氧化钛为前驱物 ,用溶胶 凝胶法和水热合成法制备了粒度均匀的纳米级二氧化钛粉体。考察探究了各个制备参数对纳米级TiO2 粒径及团聚情况的影响 ,这些参数包括溶液pH值、钛盐浓度、陈化时间、温度、压强、灼烧时间等。发现用Sol Gel法时 ,反应物最佳配比为Ti(OC4 H9) 4∶CH3CH2 OH∶H2 O∶冰HAc =1∶9∶3∶10 ,产物呈球形微粒 ,粒径介于 16- 2 0nm ,晶形属锐钛矿型。用水热合成法时 ,因要同时考虑尿素分解温度及反应器所能承受的最大压力 ,综合各种因素发现反应釜内最佳反应温度为 12 2℃ ,灼烧温度应介于 4 0 0 - 5 0 0℃ ,所得的粉体粒径介于 9- 2 5nm之间 ,亦属锐钛矿型。成品都用TG、XRD及TEM技术表征 ,并对结果进行比较分析     

均匀分散纳米二氧化钛的制备及其紫外线屏蔽性能

以TiCl4、三乙醇胺为原料配位形成可溶性配合物，将此配合物先驱液滴加到氨水中，得到锐钛矿型二氧化钛超细粒子溶胶。研究了先驱液的加入量对二氧化钛纳米粒子的粒径及紫外线透过率的影响。将丙烯酸树脂乳液加入到均匀分散的纳米二氧化钛粒子溶胶中，通过原位聚合的方法获得了纳米TiO2高度分散的丙烯酸树脂复合薄膜。结合纯丙烯酸树脂薄膜的紫外线透过率曲线分析了TiO2的紫外线屏蔽性能。该分散均匀的锐钛矿型TiO2对紫外线具有十分优异的屏蔽作用。     

纳米TiO2薄膜的制备及其表面形貌AFM观测

采用溶胶-凝胶法在玻璃载波片及ITO导电玻璃片上制备出负载型纳米TiO2薄膜,并用原子力显微镜(AFM)对不同条件下制备的TiO2的表面形貌进行了表征.结果表明,TiO2薄膜能较好地负载在玻片表面,并且TiO2薄膜的表面形貌与前驱物的配比浓度、基片、热处理温度等都有密切的关系.随浓度和镀膜层数的增大,薄膜中TiO2纳米微晶的颗粒尺寸逐渐增大,从细小均匀粒子膜变为较大不规则的板块结构.在ITO薄膜面形成的TiO2薄膜具有较小的颗粒和均匀的分布.     

掺银二氧化钛纳米带的制备及其光催化性能研究

TiO2纳米带作为一种纳米光催化剂用于污水处理中时,能克服TiO2纳米颗粒不易分离同收等困难,对其进行贵金属掺杂,可提高其光催化活性.本研究以价格低廉的钛白粉为原料,采用水热法制备了掺银的TiO2纳米带,并运用XRD,SEM和EDS等对所制备的样品进行表征,进行了光催化降解甲基橙反应,考察了纳米带中的掺银量,煅烧温度等条件对降解甲基橙反应的影响.结果表明,当TiO2纳米带掺银量为0.1%(质量分数,下同),焙烧温度为700℃,催化剂用量为0.05g,室温下用15W紫外灯光照180min时,掺银的TiO2纳米带对甲基橙的降解率可达98.51%,较掺杂前提高了22%左右.     

热稳定锐钛矿型多孔纳米二氧化钛的制备

以十二烷基胺盐酸盐为模板剂合成了多孔纳米TiO2粉体.研究了不同的pH值对TiO2纳米粉体的产率及粒子形貌的影响.结果表明获得的锐钛矿产品具有较高的热稳定性.由TEM、液氮吸附分析结果可以看出,样品为多孔结构,300℃煅烧之后,比表面积仍高达376m2/g.     

纳米二氧化钛光触媒透明乳液的制备及性能研究

以四氯化钛、氨水和无机络合剂等简单易得的试剂为主要原料，采用低温络合．控制水解法，制备出了纳米二氧化钛透明乳液。室温下对乳液进行干燥后，采用XRD、TEM对所得粉末样品的物相、形貌进行了表征。在太阳光照射下，利用该透明乳液对酸性红染料进行了降解实验，同时研究了样品加入量、体系pH值、酸性大红3R浓度对降解效果的影响。制备的样品性能优于白色纳米TiO2乳液，是一种性能优异的光催化材料。     

纳米二氧化钛薄膜的制备及光致发光研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛(TiO2)薄膜,扫描电镜观察薄膜比较均匀,成膜性好,通过X射线电子能谱(EDS)分析了薄膜成分.X射线衍射(XRD)分析表明纳米TiO2薄膜呈现锐钛矿和金红石晶型.光致发光(PL)谱结果表明,荧光峰对应着不同的发光中心,且相对体相TiO2的理论值有明显的蓝移,有很好的荧光特性.     

盐酸浓度对TiO2纳米棒的影响

采用水热合成方法在透明导电玻璃上制备了TiO2纳米棒阵列,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段对样品进行分析和表征。研究了盐酸浓度对阵列形貌和结构的影响,并针对其影响机理做了进一步的探讨。结果表明,TiO2纳米棒为金红石相,在盐酸与去离子水的比例为1.0时,TiO2纳米棒阵列生长方向垂直于衬底,排列整齐,组织均匀致密。     

泡沫复制法制备多孔钛及表面水热碱处理改性

采用聚氨酯泡沫复制法成功的制备出孔径可控、孔隙率高且三维贯通的多孔钛.采用水热碱处理法对多孔钛进行表面改性,以提高其生物活性.改性后多孔钛的表面形貌发生了改变,呈均匀分布的三维网状微纳米结构.将改性后的多孔钛浸泡在SCPS中检测其矿化能力.研究结果表明,改性后的多孔钛能加速磷灰石的矿化,其中三维网状微纳米结构是加速矿化的主要因素.同时考察了改性后的多孔钛表面大鼠颅盖骨成骨细胞(MC3T3-E1)的黏附铺展情况.细胞培养表明细胞在改性后的多孔钛表面能较好的黏附铺展.上述研究结果表明水热碱处理改性后的多孔钛具有较好的生物活性及生物相容性.     

Preparation and CO gas-sensing behavior of Au-doped SnO2 sensors

A study on the low-temperature CO gas sensors based on Au/SnO₂ thick film was reported. Au/SnO₂ powders, with different Au loading from 0.36 to 3.57 wt%, were prepared by a deposition-precipitation method. Thick films were fabricated from Au/SnO₂ powders. The Au/SnO₂ thick-film sensors exhibited high sensitivity to CO gas at relatively low operating temperature (83-210 °C). We also reported the effect of the Au loading in Au/SnO₂ on the CO gas sensing behavior. The optimal Au loading in as-prepared Au/SnO₂ was 2.86 wt%.     

Preparation and photoluminescence of ZnO with nanostructure by hollow-cathode discharge

Without the use of a metal catalyst in the process, ZnO with nanostructures was successfully prepared on Si (100) substrate by simple chemical vapor-deposition method. In our work, Ar was used as the plasma forming gas, O₂ was the reactive gas and metal zinc powder (99.99% purity) vaporized by cylinder hollow-cathode discharge (HCD) acted as the zinc source. The crystal structures of the as-synthesized ZnO nanostructures were characterized by X-ray diffraction (XRD); the ZnO sample growing on the wall of the crucible showed a ‘comb-like’ nanostructure, while the other one at the bottom of the crucible showed a ‘rod-like’ structure, which can be attributed to the difference of the oxygen content. The measurement on the photoluminescence (PL) performance of the ZnO nanostructures was carried out at room temperature. The results indicated that the ‘comb-shape’ ZnO nanomaterial possessed a remarkably strong ultraviolet emission peak centered at 388 nm, while ZnO nanorods, except better ultraviolet emission, also had relatively strong blue-green emission ranging from 470 to 600 nm due to the existence of oxygen vacancies. The growth mechanism of ZnO with nanostructures is also discussed in this paper.     

二氧化钛薄膜材料的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯[Ti(OC4O9)]4为原料,乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,制备了二氧化钛薄膜,同时以硝酸镧和硝酸镍为掺杂物制备了单掺、共掺的二氧化钛薄膜,研究了其可见光吸收性能和光催化降解性能。实验表明,掺杂后的二氧化钛薄膜在可见光区仍有明显吸收,掺镧的二氧化钛薄膜对亚甲基蓝降解效果较好,光催化降解率达到76.54%。     

纳米TiO2的原位包覆及分散性研究

采用水热合成法制备纳米TiO2粉体,以自制的1100分散剂对粉体进行原位包覆和后包覆,考察了分散剂用量、pH值对包覆体系分散性的影响,利用XRD和TEM进行结构表征和形貌观测,并采用分光光度法对纳米TiO2粉体水分散体系稳定性进行了检测,在此基础上制备了纳米TiO2／有机复合涂膜．研究表明：原位包覆制备的纳米TiO2中,锐铁矿相的质量分数为100％,分散较均匀,纳米TiO2粉体的平均粒径约为20nm;分散剂用量为8．0％、pH值为3和10时,其水溶液分散稳定性较高;后包覆制备的纳米TiO2粉体由锐钛矿相（73％）和金红石相（27％）构成,纳米TiO2粒子处于团聚状态,无明显颗粒形态;涂膜经自然光照射24h后,对大肠杆菌的杀灭率为99．8％;良好的分散工艺和有效的分散剂可充分发挥纳米TiO2的光催化功能．     

碳量子点敏化二氧化钛复合光催化剂的制备与光催化降解苯酚

为了解决二氧化钛光催化剂存在的禁带宽度大和量子效率低的问题,利用具有优异光吸收性能和电子转移能力的碳量子点改性二氧化钛,可以大幅度提高二氧化钛的光催化性能。本文以富勒烯碳灰为原料,利用混酸回流法制备了一种发黄蓝光的碳量子点,然后采用一步水热法将碳量子点负载于二氧化钛制备了复合光催化剂。借助高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见光光谱(UV-vis)、荧光光谱、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)等表征手段对碳量子点和复合光催化剂进行表征,并以苯酚作为模拟废水进行光催化降解实验,结果表明,与纯二氧化钛相比,用碳量子点改性的二氧化钛对苯酚的去除率可提高60%,且其具有较好的稳定性与重复使用性,6次循环利用后仍可达到初次的97.8%。     

离子掺杂TiO2光催化剂的理论计算

离子掺杂TiO2改性研究在实验方面已经取得了一定的成果,同时也存在不少问题,其中对实验结果的机理分析缺乏及实验过程的盲目性和重复性尤为突出.而由计算机模拟进行的理论计算既可以克服实验因素的影响,澄清离子掺杂对TiO2的晶体结构及电子结构的影响,又能指导实验研究,可有效克服实验研究过程中的不足,综述了近年来离子掺杂TiO2改性在理论计算方面的研究现状,分析了金属离子掺杂、非金属离子掺杂及共掺杂对TiO2晶体结构、电子结构和光催化性的影响,以及在计算方面下一步应解决的问题.     

Preparation of porous sea-urchin-like CuO/ZnO composite nanostructure consisting of numerous nanowires with improved gas-sensing performance

A sea-urchin-like CuO/ZnO porous nanostructure is obtained via a simple solution method followed by a calcination process. There are abundant pores among the resulting nanowires due to the thermal decomposition of copper–zinc hydroxide carbonate. The specific surface area of the as-prepared CuO/ZnO sample is determined as 31.3 m²·g⁻¹. The gas-sensing performance of the sea-urchin-like CuO/ZnO sensor is studied by exposure to volatile organic compound (VOC) vapors. With contrast to a pure porous sea-urchin-like ZnO sensor, the sea-urchin-like CuO/ZnO sensor shows superior gas-sensing behavior for acetone, formaldehyde, methanol, toluene, isopropanol and ethanol. It exhibits a high response of 52.6–100 ppm acetone vapor, with short response/recovery time. This superior sensing behavior is mainly ascribed to the porous nanowire-assembled structure with abundant p–n heterojunctions.     

TiO_2-SnO_2纳米粉体的制备与研究

采用水热法制备了TiO2-SnO2纳米粉体。利用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对其微观结构进行了表征,并利用X射线能谱(EDS)研究了不同原料配比制备的TiO2-SnO2纳米粉体中的元素含量。结果表明:TiO2-SnO2纳米粉体结晶尺寸较小,有明显的团聚现象;TiO2-SnO2纳米粉体中Sn元素的含量高于原料中的含量。