(Zr,Sn)TiO4系微波介质陶瓷的掺杂改性研究现状

(Zr,Sn)TiO4系微波介质陶瓷因具有适中的介电常数εr,较高的品质因数Q和近零的谐振频率温度系数,r r,被广泛的用于制造谐振器、滤波器等微波元器件.本文综述了不同添加剂对(Zr,Sn)TiO4的掺杂改性机理,并指出了其研究方向.     

(NH_4)_3PW_(11)O_(39)Sn/TiO_2复合材料光催化降解染料废水的研究

利用生物模板法制备TiO_2,将(NH_4)_3PW_(11)O_(39)Sn负载于TiO_2上,制备具有多孔结构的(NH_4)_3PW_(11)O_(39)Sn/TiO_2复合材料。采用XRD、DRS、SEM、TEM和XPS等手段表征了(NH_4)_3PW_(11)O_(39)Sn/TiO_2的微观形貌和结构。采用Tauc Plot法计算(NH_4)_3PW_(11)O_(39)Sn/TiO_2的禁带宽度为2.45 e V,吸收波长达到506 nm。通过可见光催化性能实验考察了(NH_4)_3PW_(11)O_(39)Sn和TiO_2的质量添加比对AR3R降解效果的影响。结果表明,当(NH_4)_3PW_(11)O_(39)Sn和TiO_2的质量比为1∶1时对AR3R的降解效果较好,可见光下反应30 min,降解率可达100%左右。自由基捕获实验结果表明,降解过程中h~+和·OH起主要的氧化作用,·O_2~-起辅助作用。     

TiO_2-ZrO_2聚合溶胶形成过程的小角X射线散射研究

由金属醇盐(M(OR)_4)水解制备溶胶的方法已广泛应用于溶胶-凝胶法制备纳米孔无机膜。通过控制异丙醇钛[Ti(i-OC_3H_7)_4]和正丙醇锆[Zr(n-OC_3H_7)_4]的混合物在异丙醇(i-C3H7OH)中水解制备聚合型TiO_2-ZrO_2溶胶,利用小角X射线散射方法(SAXS)研究了初始反应混合物Ti(i-OC_3H_7)_4:Zr(n-OC_3H_7)_4:H2O:i-C_3H_7OH=0.9:0.1:m:30(摩尔比,m=1.8,2.0,2.2)形成TiO_2-ZrO_2溶胶的过程,探讨了水与醇盐摩尔比H_2O/M(OR)_4(M=Ti+Zr)、反应温度和正丙醇锆对TiO_2-ZrO_2溶胶形成的影响。研究结果表明,H_2O/M(OR)_4=1.8时,只有少量胶粒形成;H_2O/M(OR)_4=2.0~2.2时,TiO_2-ZrO_2溶胶中胶粒具有质量分形结构,分形维数1.2≤Dm1.4;随着H_2O/M(OR)_4增加,胶粒的形成时间缩短,胶粒大小和分形维数均增大,溶胶的稳定性显著下降。升高反应温度有利于胶粒形成。[Ti(i-OC_3H_7)_4+Zr(n-OC_3H_7)_4]混合物比Ti(i-OC_3H_7)_4水解快,H_2O/M(OR)_4相同时,TiO_2-ZrO_2溶胶比TiO_2溶胶稳定性差。     

ZST介电陶瓷的研究

本文以高纯度ZrO2、TiO2、SnO2为主要原料,采用固相合成法获得(Zr0.8Sn0.2)TiO4粉体;然后用传统工艺制备(Zr0.8Sn0.2)TiO 4体系陶瓷。同时,研究了NiO添加剂量分别为0.2wt%和0.4wt%时,Zn O不同加入量对(Zr0.8Sn0.2)TiO4体系介电陶瓷性能的影响。XRD结果表明,掺杂ZnO和NiO的(Zr0.8Sn0.2)TiO 4材料,在1180℃保温6 h,可以得到单相的ZrTiO4晶体。随着ZnO含量的增加,陶瓷的致密度提高,介电常数升高,介质损耗降低,而随着ZnO含量的继续增加,陶瓷的介电常数反而下降和介质损耗上升。当NiO的加入量为0.4wt%,Zn O的加入量为0.6wt%时,陶瓷的介电常数最大:εmax=39.185,介质损耗最小:tanδ=1.50×10-4。     

纳米晶氧化钛薄膜在陶瓷砖中的应用研究

以(C_4H_9O)_4Ti为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2溶胶,并将溶胶涂覆于陶瓷砖表面,经过热处理制备了具有纳米晶TiO_2薄膜的陶瓷砖。通过XRD、DSC-TG、EDS等测试手段分析了其相变进程。结果表明,锐钛矿与金红石相转变温度为500~700℃,且锐钛矿转变金红石过程在热分析曲线上的吸/放热效应不明显,说明这是一个缓慢转变的过程。在该条件下制备的TiO_2薄膜由大量的纳米级的小晶粒组成,晶粒尺寸为20~30nm,粒度分布较窄,且TiO_2薄膜与陶瓷砖釉层结合紧密。     

超薄SnO_2修饰Cu_2O多孔薄膜的可见光光电化学性能

在FTO(即掺杂氟的Sn O2透明导电玻璃)基底上采用两步恒流电沉积,得到厚度约500 nm的金属Cu薄膜,然后置于Sn O2溶胶中浸渍并经175°C加热氧化,制得由超薄Sn O2修饰的Cu2O多孔薄膜。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电镜(SEM)和漫反射–紫外可见光谱(UV-Vis DRS)表征了试样的结构、形貌及光学性质。通过在0.2 mol/L Na2SO4溶液中测试样品在可见光和零偏压下的光电流,分析了薄膜的光电化学性能。结果表明,超薄的Sn O2修饰层能显著增强Cu2O多孔薄膜的光电化学性能。在Sn O2溶胶中浸渍10 s所制备的超薄Sn O2修饰Cu2O多孔薄膜,其光电流密度是Cu2O未修饰薄膜的4倍。     

层层自组装PU/PSS/{201}TiO_2复合薄膜及其光催化性能

通过氢氟酸(HF)的调控,制备了高晶面指数{201}TiO_2,引入高分子材料聚氨酯(PU)和聚苯乙烯磺酸钠(PSS),通过层层自组装(LbL),制备了(PU/PSS/{201}TiO_2)_n复合薄膜,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)和紫外漫反射(UV-Vis)对复合薄膜进行了表征。结果表明,{201}TiO_2的晶型结构为锐钛矿型,具有类花瓣状结构,其平均粒径约为1μm。紫外-可见吸收光谱证实了该复合薄膜的线性和规则生长。通过紫外光照射下亚甲基蓝(MB)的降解,研究了该复合薄膜的光催化性能。此外,薄膜在重复使用6次后,光催化活性并未明显下降。结果显示,利用LbL自组装合成的薄膜比粉体TiO_2具有更好的光催化活性,在工业印染类废水处理中具有一定的应用前景。     

Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜玻璃的制备及其光催化降解甲基橙性能

以溶胶-凝胶法制备了Fe~(3+)掺杂TiO_2胶体,并通过浸渍提拉法制备了Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜玻璃。以光催化能力(即对5 mg/L甲基橙溶液的降解率)和透光率为指标,通过正交试验考察了制备工艺对其性能的影响。增加镀膜次数可以增强薄膜玻璃的光催化性能,但是透光性降低。最优工艺为:镀膜5次、烘烤温度100℃、煅烧温度550℃、烘烤时间25 min、煅烧时间0.5 h。所得薄膜玻璃对甲基橙的光催化降解率和透光率分别达到81.8%和78.7%。对比相同条件下制备的TiO_2薄膜玻璃,Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜玻璃具有更好的光催化能力和更小的水接触角,意味着亲水性更好。     

铁钇掺杂TiO_2纳米棒薄膜的制备和光学行为

以Ti(OC4H9)4为钛源,冰乙酸和无水乙醇为溶剂,采用旋涂法在掺F-SnO_2玻璃基板上制备一层TiO_2薄膜籽晶层。再采用水热法,以盐酸和蒸馏水为溶剂,Fe(NO3)·9H2O和Y(NO3)·6H2O为掺杂剂,制备了掺杂TiO_2纳米棒薄膜。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和紫外可见分光光度计对样品的晶型结构、微观形貌和光学行为等进行表征。结果表明:制得的TiO_2薄膜由Rutile相和Anatase相TiO_2纳米棒阵列组成,Fe~(3+)掺杂量为1.5%时,纳米棒直径最大,垂直生长性最好,分散均匀,结晶度高,比表面积大,有适宜的孔隙率。共掺时Rutile相的衍射峰强度减弱,相对于未掺杂TiO_2薄膜,Fe~(3+)、Y~(3+)共掺后TiO_2薄膜的吸光度有了明显的增强,紫外吸收边带红移最大,1.5%Fe~(3+)和1.5%Y~(3+)共掺时TiO_2纳米棒薄膜的禁带宽度最小为2.95 eV。     

TiO2-SnO2薄膜的湿敏性能研究

采用溶胶-凝胶工艺在印有梳状银电极的石英玻璃表面制备了不同含量Sn2+掺杂的氧化钛薄膜,通过烧结制得一系列湿敏元件,研究了Sn2+掺杂量、烧结温度和工作频率对薄膜湿敏性能的影响.研究表明,较低的工作频率下元件的湿敏性能较好;Sn2+的加入不同程度地降低了TiO2基薄膜的阻抗值,其中TiO2-15wt%SnO2薄膜表现出最高的灵敏度;薄膜高的湿敏性能与Sn2+掺杂引起的晶粒度变化以及热处理过程中的晶型转变有关.     

纳米二氧化钛薄膜制备方法研究进展

二氧化钛纳米晶薄膜优异的性能使其成为研究焦点,制备二氧化钛薄膜有着重要的现实意义。介绍了近年来国内外二氧化钛薄膜制备技术的研究进展,主要涉及高活性二氧化钛光催化薄膜的制备(制备方法包括溶胶-凝胶法、丝网印刷法、激光化学气相沉积法、水热结晶法、电泳法等),负载二氧化钛薄膜常用的载体,以及在环境保护等方面的应用研究现状,并指出以后的研究方向。     

纳米TiO2薄膜制备方法的研究进展

纳米二氧化钛以其优异的化学、物理性能受到关注。薄膜是纳米二氧化钛的重要形式,制备纳米二氧化钛薄膜具有重要意义和很好的应用前景。依据制备工艺中温度的要求,对制备纳米二氧化钛薄膜的方法进行了概述,高温制备的工艺主要有溶胶-凝胶法、水热法、气相沉积法,低温制备工艺主要有电泳沉积法、紫外光照射法、电化学制备法、模板自组装制备法。     

自组装单层膜技术及其在制备功能薄膜领域中的应用

自组装单层膜技术应用于薄膜制备领域越来越受到研究人员的关注。详细地介绍了自组装单层膜技术的发展历程,综述以有机硅烷类自组装单层膜制备功能陶瓷薄膜的反应机理,论述自组装单层膜在制备功能陶瓷薄膜领域中的应用,并对自组装单层膜技术及其应用做了一定的展望。     

Electrophoretic Deposition of Zirconia on Porous Anodic Substrates

The aim of the present work is the preparation of thin (<20 μm) zirconia layers on porous substrates with the electrophoretic deposition process. The preparation was completed with a cosintering step of substrate and layer. Through adjustment of shrinkage and the shrinkage rate of the deposited zirconia layer on the presintered porous substrate, thin, dense layers without cracks were prepared. A method for direct control of the layer thickness during the electrophoretic deposition process was developed. The solid oxide fuel cell application with porous anode substrates and thin zirconia electrolytes was chosen to demonstrate the potential of the electrophoretic deposition process.     

Electrically conductive silicon oxycarbide thin films prepared from preceramic polymers

This work focuses on silicon oxycarbide thin film preparation and characterization. The Taguchi method of experimental design was used to optimize the process of film deposition. The prepared ceramic thin films with a thickness of c. 500 nm were characterized concerning their morphology, composition, and electrical properties. The molecular structure of the preceramic polymers used for the preparation of the ceramic thin films as well as the thermomechanical properties of the resulting SiOC significantly influenced the quality of the ceramic films. Thus, an increase in the content of carbon was found beneficial for the preparation of crack-free thin films. The obtained ceramic films exhibited increased electrical conductivity as compared to monolithic SiOC of similar chemical composition. This was shown to correlate with the unique hierarchical microstructure of the SiOC films, which contain large oxygen-depleted particles, mainly consisting of highly graphitized carbon and SiC, homogeneously dispersed in an oxygen-containing amorphous matrix. The matrix was shown to also contain free carbon and to contribute to charge carrier transport between the highly conductive large particles. The ceramic thin films possess electrical conductivities in the range from 5.4 to 8.8 S/cm and may be suitable for implementation in miniaturized piezoresistive strain gauges.     

Cu_3N薄膜制备及其性能研究

Cu3N薄膜的晶面取向、沉积速率、电学特性等性质除与制备方法有关外,还和制备工艺参数有很大关系。溅射法制备Cu3N薄膜工艺参数主要有,混合气体(N2+Ar)中氮气分压比r、基底温度T(℃)、溅射功率P(W)。为了研究Cu3N薄膜的性能与其制备工艺参数之间关系,本文采用反应射频磁控溅射法,在玻璃基底上成功制备了Cu3N薄膜,并研究了工艺参数对其晶面取向、膜厚、电学性能、沉积速率的影响。     

银翘颗粒薄层鉴别的研究

建立银翘颗粒的薄层鉴别方法;方法:采用薄层色谱法鉴别银翘颗粒中的金银花、连翘;结果:薄层色谱斑点清晰,空白对照无干扰;结论:所建立的方法简便,结果准确,可用于银翘颗粒制剂的薄层鉴别。     

纳米TiO2多孔薄膜光催化剂制备的研究进展

TiO2多孔薄膜材料与体材料和厚膜材料相比，具有多孔结构和高比表面积，对外界的敏感程度大、响应快，吸附能力强、易于重复利用等优点，在光催化、催化剂载体、传感器及光电子器件等领域有着十分广泛的应用前景，因此，对纳米TiO2多孔薄膜制备及性能研究已成为材料相关领域的热点之一。本文综述了近年来制备纳米TiO2多孔薄膜的方法及影响因素，并讨论了目前存在的一些问题和今后的发展方向。     

Preparation and characterization of catalyst thin films

Many devices used in catalysis are based on high surface area materials in which catalytic reactions are carried out inside pores, channels and other confined cavities for which the deposition of catalyst thin films is required. This paper provides an overview of the methods in use for the preparation and characterization of catalyst thin films, and focuses more specifically on thin films involved in the electropromotion of catalysis (EPOC). In fact, EPOC or NEMCA (Non-Faradic Electrochemical Modification of Catalytic Activity) have shown the importance of being able to combine electrical contacts between catalytic metals and ion conducting oxide layers as well as to develop in the same system catalytic materials with large specific surface area. The different aspects of thin film preparation and characterization are described in relation to catalyst thin films deposition. Multimodal and hierarchic porous structures can be obtained from the assembly of catalyst thin films with various carrier materials, anticipating more efficient catalytic systems. Chemical and physical coating techniques are compared with a special attention on those useful for the preparation of thin films with controlled porous structure and morphology. With regard to EPOC systems, electrode and electrolyte materials of interest for electrochemical catalytic devices are listed and typical examples of systems based on electrocatalyst thin films are given.     

ZnO及掺杂ZnO薄膜的研究进展

ZnO薄膜是一种Ⅱ~Ⅵ族的宽禁带半导体材料,具有优异的物理化学性能。通过对薄膜的掺杂,可以改善其性能或赋予其新的性能,使其应用更加广泛。作者综述了ZnO薄膜的制备方法,比较了各种制备方法的优缺点,重点探讨了ZnO及其掺杂薄膜在压电、光电、气敏及磁性能方面的研究,并对今后的研究方向进行了展望。