硫化镉复合二氧化钛纳米管阵列光电化学研究

采用阳极氧化法在钛片表面制备出了内径约70 nm,管壁厚度约30 nm的整齐有序的TiO_2纳米管列阵,而后通过浸渍法得到Cd S复合的TiO_2纳米管阵列。XRD和SEM分析样品晶型以及形貌特征的结果表明,随着浸渍次数的增加,TiO_2纳米管阵列上复合的CdS的量也随之增加。利用电化学工作站测定样品光电转化性能,结果表明,在TiO_2纳米管阵列上适量地复合CdS可以有效提高其光电转化效率,并且在浸渍次数为2次时,复合TiO_2纳米管阵列具有最佳光电化学性能,与纯二氧化钛纳米管的光电流为0.26 m A/cm~2,太阳光转化率为0.95%相比较,其光电流可达到0.58 m A/cm~2,太阳光转化率可达到4.02%,分别高于纯二氧化钛纳米管的2倍和4倍。     

TiO_2纳米管在不同条件光催化降解的活性研究

本文利用阳极氧化法在纯钛片表面制备了TiO2纳米管阵列膜,解决TiO2光催化剂的涂敷固定问题。采用场发射扫描电镜(FESEM)和XRD对制备TiO2纳米管阵列膜的形貌和晶体结构进行表征。结果发现,所制得的纳米管管径70～80nm,壁厚5～10nm,XRD显示经420℃热处理的TiO2纳米管为锐钛矿晶型,经500℃热处理的TiO2纳米管出现金红石晶型。以10mg·L-1的甲基橙溶液为降解物进行光催化试验,分别研究了溶液的初始pH值、TiO2纳米管阵列膜的晶型、TiO2膜的使用次数对降解率的影响。试验结果表明,当溶液初始pH值为1时,TiO2纳米管阵列的光催化性能最好,同时随着TiO2膜使用次数的增加,其光催化效果有所下降。     

阳极氧化TiO2基纳米管阵列改性的研究进展

阳极氧化TiO2纳米管阵列由于具有高度有序的独特纳米结构和优异的物理化学性能,已成为纳米材料以及太阳能光转化利用等研究领域的热点之一.国内外围绕纳米管阵列的制备、改性及应用等方面开展了大量研究,取得了显著成果.最近,纳米管阵列改性方面的研究受到人们的特别关注,相关研究已经为这种高度有序纳米材料的应用打下良好基础.本文较...     

钛合金表面阳极氧化纳米管阵列膜的研究进展

自2001年美国Grimes研究组首次通过阳极氧化法制得TiO2纳米管阵列以来,由于其独特的高度有序纳米结构和广阔的应用前景引起人们的广泛研究兴趣.当前,电化学阳极氧化阀金属及其合金已经成为众多金属氧化物纳米阵列结构可控生长的有效途径之一;其中,钛及其合金表面自组织氧化物膜的制备和应用方面的研究最为深入.本文主要综述了含氟电解液体系中,钛合金表面纳米管阵列膜的阳极氧化制备、生长机制和主要应用情况,并对当前存在的一些关键问题和今后的研究前景进行简析.     

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。     

氧化钛纳米管阵列制备及应用

氧化钛纳米管阵列因其独特的高度有序的阵列结构而具有良好的力学、化学稳定性以及抗腐蚀性能,在光解水制氢、太阳能电池、光催化、环境净化、气敏传感器等领域具有潜在的应用价值,引起了人们的广泛关注。对近年来TiO2纳米管在制备技术、形成机理、离子掺杂及其应用研究方面取得的成果做了综合评述,在此基础上探讨了TiO2纳米管制备及改性方面存在的问题,并对今后的发展方向予以展望。     

恒流阳极氧化法制备TiO2光催化剂及其光电化学性能

以纯钛片为基体,在质量分数为1％的氢氟酸溶液中,采用恒电流阳极氧化法制备了TiO2光催化材料,利用FE—SEM、XRD、UV-Vis等方法对其微结构和光致特性等进行了表征,通过测定光电流-时间和光电压-电流等曲对TiO2的光电化学性能进行了研究,发现在氧化电流为0．15A条件下制得的TiO2结构均匀,光响应最灵敏,光电催化活性最佳。     

长程TiO2纳米管阵列表面的超声清洗及其光催化性能

通过阳极氧化法在NH4F/乙二醇/H₂O的电解液中制备了长程TiO₂纳米管阵列。借助超声手段分别采用蒸馏水、丙酮和异丙醇作为超声介质清除了TiO₂纳米管阵列表面的集束,探讨其对TiO₂纳米管阵列光催化活性的影响。采用SEM、TG和XRD等对TiO₂纳米管阵列进行表征。结果表明,超声处理明显清除了纳米管阵列表面集束,超声介质对清洗过程有重要影响,丙酮相对于蒸馏水和异丙醇更适合作为超声介质,且超声超过30 min,纳米管阵列的光催化活性得到明显提高。     

高度有序TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能研究

室温下在NH4F、乙二醇的混合溶液中采用阳极氧化法在纯Ti片表面得到一层结构高度有序、分布均匀、垂直取向TiO2纳米管阵列,通过调整阳极氧化工艺条件可实现对其结构参数(如管径、管壁厚度、管长等)的有效控制;对TiO2纳米管阵列进行扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)检测;测试了TiO2纳米管降解甲基橙的光催化性能。结果表明:在优化条件下制备得到了高密度排列的TiO2纳米管阵列;在500 W高压汞灯照射40 min后,初始摩尔浓度为20 mg·L-1的甲基橙在pH=2.0时,降解率达到99.4%,溶液中加入H2O2可以提高TiO2纳米管光降解催化活性。     

温度对TiO_2纳米管光催化性能的影响

采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列,对其结构进行了XRD、TEM表征,并研究了温度对TiO2纳米管光催化性能的影响及作用机理。结果表明,在40~240℃,TiO2纳米管光催化降解苯的性能随温度的升高先提高后降低,在200℃时达到最高。升高温度导致TiO2纳米管表面水分子脱附,为苯的催化降解提供了更多的反应位,这是升温提高TiO2纳米管光催化性能的主要作用机制。     

ZnFe_2O_4和TiO_2纳米复合薄膜光电催化性能的研究

采用溶胶凝胶法,在导电玻璃上制备了纳米ZnFe2O4和TiO2的复合薄膜,利用X射线衍射仪及扫描电镜对其进行了表征,通过复合薄膜对甲基橙的降解试验研究了其光电催化性能及催化机理。并将复合薄膜、ZnFe2O4薄膜和TiO2薄膜在不同电压下的光电催化效果进行了对比,结果表明:复合薄膜的光电催化降解效率有了明显提高,三层复合薄膜ZnFe2O4+TiO2+ZnFe2O4的光催化效果最好,在外加偏压0.2-6V范围内随电压增大不同薄膜对甲基橙的降解率均呈现波动性增长。     

Construction of self‐organized free‐standing TiO2 nanotube arrays for effective disinfection of drinking water

BACKGROUND: In this study, the efficacy of disinfection surface water using anodic TiO₂ films was investigated. The as‐prepared photocatalyst demonstrated excellent photocatalytic disinfection of E. coli cells. Free‐standing and self‐organized TiO₂ nanotube arrays were synthesized via a facile electrochemical anodization method, prior to calcination. RESULTS: Over 95% of the initial 10⁶ cpu mL^?1 E. coli cells were inactivated within 50 min of UV‐A photocatalytic disinfection, despite the influence of various ionic species and organic compounds commonly present in groundwater. This was justified by the unique double‐walled nanotubular structure of the TiO₂ photocatalyst, which provided efficient delocalization of electron carriers and promoted anti‐recombination of photogenerated pairs of electrons and holes. Based on the experimental results obtained, cations enhanced the overall disinfection process while anions had an inhibitory effect on disinfection rates. CONCLUSION: The photocatalyst exhibited high efficiency in terms of photocatalytic disinfection of E. coli cells present in groundwater. It is deemed promising for applications in drinking water treatment owing to its superior disinfection performance, as well as high settleability, which promotes recovery and reuse of the catalyst. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

掺氮TiO2光催化剂制备与性能研究

采用浸渍法制备了掺氮TiO2光催化剂,并以苯酚为降解对象,对其可见光活性进行评估.利用XRD、UV～Vis等手段对催化剂进行表征,考查了浸渍时间和热处理温度对催化剂结构和可见光活性的影响.结果表明,浸渍时间为8h,煅烧温度为500℃时,可见光活性最大,对苯酚的降解率最大,在光照4h后对苯酚的降解率达到40.12%.     

稳定纳米二氧化钛水溶胶的制备研究

采用胶溶法制备稳定的纳米二氧化钛水溶胶，研究了pH值、肢体浓度、胶溶剂的浓度及制备温度对胶溶效果的影响。用激光粒度仪测定了其水溶胶纳米体系粒度分布，用SEM电镜：分析观察陶瓷镀膜表面形貌，用EDX能谱分析测定了其微观成分。研究结果显示．在T=313K-353K、pH=1．2—2．0、胶涔浓度0．05—0．3mol／L之间、胶溶剂硝酸和盐酸浓度分别为5％和3％的条件下制备的溶胶较分散稳定。     

预处理对Ti02表面超亲水性的影响

在高湿度环境下,应用紫外光辐射对溶胶一凝胶Ti02薄膜预处理,经过预处理的薄膜烧结后具有快速光致高度亲水特性和良好的光催化活性,超亲水的薄膜能够吸附大量的酸性品红,在光照下薄膜将吸附的酸性品红逐渐降解掉．     

超细二氧化钛分散性研究

讨论了超细二氧化钛粉体的凝聚和分散机理,使用水合Ａｌ２Ｏ３、水合ＳｉＯ２、水合Ｆｅ２Ｏ３为改性剂对ＴｉＯ２粉体进行表面处理,对产品进行了分散性、润湿性检验,并对其电镜照片进行了分析。     

高度有序非晶TiO2纳米管阵列的制备及其锂电性能研究

采用阳极氧化法制备了高度有序的TiO2纳米管阵列,借助XRD、TEM、SEM、EDX以及恒流充/放电方法以及循环伏安法研究了其微观结构、形貌及脱/嵌锂性能,并与锐钛矿型进行了比较研究.结果表明:阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列为无定形的非晶相结构,且沿垂直于钛片表面的方向定向排列;450℃热处理2h可促使TiO2纳米管由非晶相结构转变成锐钛矿型晶体,但并没有明显影响纳米管阵列的形貌;与锐钛矿型TiO2纳米管阵列电极相比,非晶态电极表现出了较高的脱/嵌锂容量,因为非晶态电极中的无序结构和缺陷为Li+脱/嵌提供了更多的空间和空位.     

Fabrication,modification and environmental applications of TiO2 nanotube arrays (TNTAs) and nanoparticles

Among the semiconductors, titanium dioxide has been identified as an effective photocatalyst due to its abundance, low cost, stability, and superior electronic energy band structure. Highly ordered nanotube arrays of titania were produced by anodization and mild sonication. The band gap energy of the titania nanotube arrays was reduced to 2.6 eV by co-doping with Fe, C, N atoms using an electrolyte solution containing K₃Fe(CN)₆. The photoconversion of phenol in a batch photoreactor increased to more than 18% based on the initial concentration of phenol by using a composite nanomaterial consisting of titania nanotube arrays and Pt/ZIF-8 nanoparticles. A layer-by-layer assembly technique for the deposition of titania nanoparticles was developed to fabricate air filters for the degradation of trace amounts of toluene in the air and preparation of superhyrophobic surfaces for oil-water separation and anti-corrosion surfaces.     

染料敏化太阳能电池的二氧化钛膜性能研究

以二氧化钛(Ti02)纳米粉(P25)为原料，把它研磨成胶状，用涂敷法制得TiO2纳米多孔膜，并组装成太阳能电池，用100W氙灯作为模拟太阳光，对电池进行光电性能测试．根据电池的短路电流(Isc)、开路电压(Voc)和填充因子(ff)等指标来反映电池的性能．研究表明，分散剂乙酰丙酮、OP乳化剂、研磨时间和热处理后的保温时间长短对TiO2膜的性能均有很大的影响．其结果是，乙酰丙酮0．15mL、OP乳化剂0．10mL、研磨时间1h和保温时间0．5h时，TiO2膜的光电性能较好，JIsc,Voc和ff分别为8．85mA、567mV和0．445．并用XRD和比表面及孔隙分析仪对TiQ2膜进行了表征．     

SnO2微晶掺杂SiO2玻璃薄膜的制备及光谱性质的研究

采用溶胶－凝胶法成功地制备出SnO2微晶掺杂SiO2玻璃薄膜。通过X射线粉沫衍射和晶胞数学计算确认了SnO2纳米微晶均匀分布于玻璃基质中;由薄膜的室温透射光谱研究发现,随热处理湿度的升高、热处理时间的延长,薄膜的透射光谱向长波方向移动,表现出明显的量子尺寸效应。