TiO2纳米管的制备及其光催化降解甲基橙的研究

以TiO2和NaOH为原料,采用水热法制备了TiO2纳米管（titania nanotube,简称TNT）,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对TiO2纳米管的结构与形貌进行了研究,以甲基橙（Methyl Orange）为反应物,考察了TiO2纳米管光催化降解甲基橙的效果。研究结果表明：400℃焙烧时,TiO2纳米管主晶相为钛酸,500℃焙烧时,其组成为锐钛矿相;制备的TiO2纳米管可以有效的降解甲基橙,且在光催化降解中起主要作用的是锐钛矿相。     

纳米TiO2的制备及其应用

综述了纳米TiO2的制备方法并比较了其优劣。介绍了纳米TiO2在光催化剂、环保、化妆品、吸波材料等领域的应用状况。指出了纳米TiO2制备过程中需要解决的问题。     

纳米TiO2的制备

纳米TiO2的制备方法有多种,按反应物状态可分为气相法和液相法两大类。气相法包括TiCl4气相氧化法、TiCl4火焰水解法、钛醇盐气相水解法、钛醇盐热裂解法、激光诱导热解法、TiO2蒸发一凝聚法、惰性气体原位加压法等。液相法包括TiCl4液相水解法、钛醇盐水解法、溶胶-凝胶法、胶溶-相转移法、TiOSO4液相水解法、微乳液法、水热合成法和超临界流体干燥法等。本文评述了这些方法,并对其中几种较为重要的．具有发展前途的．易于工业生产的方法作了比较详细的介绍。     

多孔钛板表面TiO2纳米管阵列膜的制备及表征

利用四辊卧式粉末轧机制备多孔钛板,并通过阳极氧化工艺在轧制多孔钛板上制备TiO_2纳米管阵列膜。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对TiO_2纳米管阵列膜的形貌和物相进行表征,并对TiO_2纳米管阵列膜的热稳定性和生物相容性进行了研究。结果表明,多孔钛板上初步制备的TiO_2纳米管阵列膜为无定形相结构,在不同温度下可转化为锐钛矿型、金红石型或锐钛矿与金红石型的混合物;细胞培养实验表明,经阳极氧化及450℃退火处理后,粉末轧制多孔钛板表面细胞的黏附量比未经处理的多,且细胞发育良好。     

纳米TiO2的光化学性质及其研究进展

介绍了纳米TiO2的性质与其光化学性能，分析了制备纳米TiO2的各种方法的优缺点.目前我国在该领域的研究尚处于理论阶段，只涉及部分初步的机理分析，而实际应用研究较少。据此，指出了纳米TiO2在其基础理论和应用方面的研究方向。     

钛箔表面二氧化钛纳米管的可控制备研究

采用电化学阳极氧化法在金属钛箔表面制得了二氧化钛纳米管,通过调整阳极氧化电压和时间,控制纳米管的管径及管壁尺寸,采用扫描电镜(SEM)观察了不同制备条件下得到TiO2纳米管阵列的微观形貌,考察了氧化电压及时间对纳米管TiO2纳米管阵列形貌的影响;利用热处理工艺调整二氧化钛纳米管的晶型,通过X射线衍射仪(XRD)对样品晶...     

氧化镧掺杂TiO2纳米管的制备及光催化性能研究

用水热合成法制备了掺镧的TiO2纳米管。以甲基橙作为脱色对象,对掺镧TiO2纳米管、掺镧TiO2纳米粉末、TiO2纳米管的光催化进行现象对比研究,其中掺镧的TiO2纳米管催化活性最高,以TEM、XRD、BET等分析手段对其进行了表征,并对结果进行了分析与讨论。     

水热法制备TiO2纳米粒子

以TiCl4为前驱体,采用水热法,在较低温度、较短时间和酸性条件下,合成了形貌可控的TiO2纳米粒子。应用粉末XRD、红外光谱、透射电子显微镜、差热-热重分析等现代表征技术研究了产物的物相、形貌等,初步探讨了高晶化度、高规整性和高分散性的TiO2纳米粒子的制备。结果表明：所制备产物为锐钛矿相纳米TiO2,具有Ti-O-Ti和Ti-O结构,粒径均匀,大小为150nm,纳米TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变过程是缓慢的。     

纳米TiO2的光催化机理及其应用

综述了TiO2半导体光催化的反应机理及光催化反应在环保、卫生保健和防结雾等方面的应用.     

双通TiO2纳米管阵列光催化膜的研制

采用阳极氧化法,在钛箔上制备TiO2纳米管阵列,并利用HF气体去处其阻挡层,并作了SEM,Uv-Vis表征,表明获得了具有光催化性能的双通TiO2纳米管阵列.以双通TiO2纳米管阵列为光催化剂,在紫外光照射下进行甲基橙的降解实验,2 h内甲基橙降解率可以达到86%(A=484 nm),发现其光催化降解甲基橙的效果明显较好.     

四脚状CdSe敏化TiO2纳米管阵列薄膜光电性能研究

采用阳极氧化法在钛基底上生长了一维高度有序TiO2纳米管阵列,并与CdSe四脚状晶体及CdSe量子点组装成一种新型的量子点敏化太阳能电池( QDSSCs).该阵列结构为光生电子的传递提供了快速通道,CdSe四脚状三维空间结构增加了其吸附在TiO2纳米管阵列的稳定性.采用XRD,SEM和HR-TEM对阵列及CdSe四脚状和量子点进行了表征.考察了CdSe四脚状和量子点敏化纳米管阵列三电极电池结构的光电性能.XRD谱图表明TiO2的锐钛矿晶型特征峰没有发生变化,同时出现了一系列的CdSe六方晶型和立方晶型特征峰.SEM图表明所制备的TiO2具有高度有序的纳米管阵列结构,且孔径大小均一、约为120 nm,长度近13.8 μm.TEM和HRTEM图表明CdSe量子点具有四脚结构,CdSe核的直径约为4.1nm,臂宽约为3.1nm,臂长约为16.0nm.结果表明:通过四脚状CdSe修饰TiO2纳米管阵列基电极在可见光谱区域的吸收得到了明显增强;此外,在模拟太阳光(AM 1.5 100 mW·cm-2)的照射下,四脚状CdSe敏化比CdSe量子点敏化TiO2纳米管阵列三电极结构电池的光电转换效率高,它们分别为0.13％和0.30％.     

氮掺杂二氧化钛纳米管的制备及表征

采用阳极氧化法在纯钛表面制备了二氧化钛纳米管阵列薄膜,在热处理的过程中利用浓氨水的挥发提供氨气氛进行掺N.采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射物相分析(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis)对样品进行了表征.结果表明,制得的二氧化钛纳米管管径为70～80nm,壁厚为5～10 nm,管长为400～500nm;N元素成功进入晶格,含量为0.68%;400℃热处理的未掺杂、N掺杂二氧化钛分别为纯锐钛矿相、锐钛矿和金红石混相.相比未掺杂的二氧化钛纳米管,N掺杂的二氧化钛纳米管在可见光区表现出更强的吸收.以甲基橙为模拟污染物,采用分光光度计研究了N掺杂、甲基橙初始浓度、pH值对光催化性能的影响.结果显示,甲基橙的光降解过程符合一级动力学过程,经过150 min的光催化实验,N的掺杂使二氧化钛纳米管的光催化性能提高了11.1%,甲基橙的最佳初始浓度为20 mg·L(-1),最佳pH值为1.     

N掺杂二氧化钛纳米管的制备及光催化性能研究

采用阳极氧化法在纯钛表面制备了二氧化钛纳米管,并在热处理的过程中提供氨气氛进行掺N。场发射扫描电镜(FESEM)观察结果表明,制得的纳米管管径为70～80 nm,壁厚为5～10 nm;XRD分析结果表明,400℃热处理的未掺杂二氧化钛为纯锐钛矿相,400℃热处理掺杂后的二氧化钛为锐钛矿和金红石混相。以甲基橙为参考污染物,采用分光光度计研究了未掺杂和N掺杂二氧化钛纳米管对污染物的光催化性能。结果显示N掺杂的二氧化钛纳米管的光催化性能比未掺杂的提高了11.1%,光催化效果差异是N掺杂引起的。     

有机染料敏化TiO_2纳米薄膜太阳能电池研究进展

染料敏化TiO2纳米薄膜太阳能电池是一种新型太阳能电池,其结合了有机染料光敏剂和无机半导体的优势,具有较宽的光谱响应范围,制造工艺简单,成本较低,绿色环保,是国内外研究的热点。本文介绍了染料敏化纳米薄膜太阳能电池的结构和工作原理,并对其组成要素如染料敏化、TiO2纳米膜、电解质等最新研究进展进行了简述。     

Er3+∶YAlO3/Fe掺杂TiO2复合物的制备及光催化活性研究

对TiO2半导体材料进行改性,分别通过溶胶凝胶、超声波分散和溶液沸腾的方法合成了Er3+∶YAlO3/Fe掺杂TiO2复合物光催化剂,并且采用XRD和SEM进行表征,研究了各种因素在太阳光照射下降解酸性红B的催化活性,也考察了Er3+∶YAlO3的包覆量、Er3+∶YAlO3/Fe掺杂TiO2的量、太阳光照射时间、酸性红B的初始浓度和氯化钠浓度等其降解过程用UV-Vis光谱进行检测。实验结果表明,加入上转光剂之后降解率大幅度增加,改性后的光催化剂可以有效地降解染料废水。     

机械化学法制备N掺杂纳米TiO2可见光光催化剂及其性能研究

以锐钛矿型TiO2为原料, HMT(六亚甲基四胺)为掺杂N源, 采用机械化学法经过600 r·min-1×2 h高能球磨, 后续以焙烧处理, 合成了N掺杂纳米TiO2粉末. 所制备的粉末为锐钛矿、金红石和板钛矿的混合相, 对波长大于400 nm的可见光具有良好的吸收性能, 其吸收边红移至530 nm;在λ＞400 nm的可见光照射下, HMT加入量为10%的样品对甲基蓝的降解率比原料粉末提高了2.7倍.     

铕掺杂纳米TiO2的制备及其光催化甲酸制氢研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯锐钛矿相的纳米Eu/TiO2粉末,少量铕的掺杂可抑制TiO2晶粒的增长,提高其光催化产氢性能.研究结果表明,铕的掺杂量为5%、煅烧温度为500℃、煅烧时间为2h条件下制备的Eu/TiO2光催化产氢性能最好.以甲酸水溶液为牺牲剂,分别考察Eu/TiO2用量、甲酸初始浓度、溶液pH对产氢过程的影响.结果表明,最佳的Eu/TiO2用量为0.08g/L时,最大氢气产量为204mL;甲酸初始浓度为0.08mol/L,此时每摩尔甲酸的氢气转化率约为5930mL;当溶液pH为3时,甲酸的氢气转化率最高.     

电化学沉积锰修饰TiO_2纳米管阵列的正交试验研究

用阳极氧化法在钛片表面制备空白TiO_2纳米管阵列,用电化学阴极还原法在其表面沉积锰,通过正交试验考察沉积条件对锰修饰TiO_2纳米管阵列光电响应的影响。结果表明,锰的表面修饰可以增强TiO_2纳米管阵列对可见光的响应,在0.5 V(vs.SCE)的偏电压下,光电流显著增大。沉积时间和沉积电压是影响锰沉积的主要因素,锰沉积的最佳条件为:沉积时间30 s、电压-2 V、锰离子浓度10 mmol/L。     

纳米TiO2薄膜的制备方法对NPC太阳电池性能的影响

采用溶胶凝胶法、粉末涂敷法在导电玻璃上制得纳米TiO₂薄膜.X射线衍射实验表明该薄膜主要是锐钛矿相结构,透射电子显微镜测得薄膜晶粒尺寸为30nm左右,扫描电镜观察了薄膜的表面形貌.分析了这两种方法制得的纳米TiO₂薄膜所组成的染料敏化太阳电池的性能,提出了一种新的制作纳米TiO₂薄膜的方法.     

水解法制备纳米二氧化钛

以工业TiOSO4为原料,采用水解法制备了纳米二氧化钛粉体,并用XHD、SEM、激光粒径分析仪对其形貌、晶型、粒径分布进行了表征。试验表明：晶种的质量对于诱导TiOSO4水解成核和控制偏钛酸的原生粒子大小有较大影响;在偏钛酸粒子沉淀中加入不同的促进剂,煅烧后．可以得到锐钛型和金红石型的二氧化钛粉体,以满足市场的不同需求。