气体流量对热解法制备TiO2薄膜性能的影响

通过改变镀膜材料气体流量,研究热解法在线制备TiO2薄膜性能的影响.采用SEM、EDS分析了膜层表面微观形貌、断面厚度和碱腐蚀前后膜层的化学组成,采用分光光度计分析了镀膜玻璃的光学性能和颜色指标,并配制5 mol/L的NaOH溶液对薄膜的耐碱性能进行测试.结果表明:随着气体流量增大,TiO2晶体的颗粒度逐渐增大,晶体密...     

Cr2 O3、TiO2对高炉渣制备微晶玻璃晶化方式的影响

以包钢高炉渣为主要原料,采用熔融法制备CaO-SiO2-MgO-Al2O3系微晶玻璃,主要通过差热分析方法,并借助于Augis-Bennett方程和Ozawa方程研究了分别添加2%Cr2O3和8%TiO2作晶核剂时基础玻璃的晶化方式.研究结果表明:添加2%Cr2O3作晶核剂时,晶体生长指数均可实现大于3,晶化方式为整体晶化;而添加8%TiO2作晶核剂时,晶体生长指数均不可能大于3,晶化方式为表面晶化.因此,Cr2O3是高炉渣制备透辉石类微晶玻璃适宜的晶核剂成分,可单独用作晶核剂,而TiO2无法使基础玻璃整体晶化,不能单独用作晶核剂.研究结果为利用高炉渣成功研制开发透辉石类微晶玻璃在晶核剂种类选择确定方面提供了理论指导.     

溶胶-乳化-凝胶法制备TiO2纳米粉体的晶化过程

将乳化技术与溶胶-凝胶方法相结合,通过"微乳反应器"来控制钛酸丁酯的水解速率和凝胶化过程,从而制备出分散性好的TiO2纳米粉体.通过X射线衍射(XRD),热重-差热(TG-DSC)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对制备的TiO2纳米粉体在热处理过程的物化变化进行分析,并用扫描电镜(SEM)对其形貌和颗粒大小进行表征.结果表明:随着热处理温度的升高,TiO2粉体晶型从无定型,经过锐钛矿最终转变成金红石.在热处理过程中,TiO2纳米粉体的失重率达到38%.制备的TiO2纳米粉体分散性好,纳米颗粒平均尺寸15 nm.     

Effect of Acidic Peptization on Formation of Highly Photoactive TiO2 Films Prepared without Heat Treatment

Nowadays, it is a great challenge to synthesize crystalline TiO₂ nanostructures using low‐temperature methods without annealing stage. Such an approach allows to perform functional and structural modification in the formed crystalline phase by thermally unstable compounds, such as biomaterials, MOFs, dye sets in situ, which was previously considered impossible. In this work, we have developed and analyzed the effect of acidic peptization on formation of highly photoactive titania crystallites in an aqueous solution using titanium tetraisopropylate as a precursor. Acids with different dissociation degrees in water were used as peptizing mediators to determine the effect of protonation on sol formation. The dip‐coating films were obtained with consequent drying of the sols via evaporation of the solvent. The as‐prepared catalysts were characterized by X‐ray diffraction, AFM microscopy, UV–V is spectroscopy, Brunauer–Emmett–Teller surface area. The aggregate size of TiO₂ in the colloidal suspension solution was measured by dynamic light scattering. Photocatalytic activity of films was studied by decomposition of Rhodamine B dye. It is found that the size of colloids in an aqueous solution is proportional to the protonation degree of the surface of particles and does not depend on the [Ti⁴⁺]/[H⁺] ratio, and peptization under weakly acidic conditions leads to anisotropic rod‐like nanoparticles. The highest photocatalytic activity was exhibited by the TiO₂–HCl‐based coatings, ~3.5 times higher than that of the Acet.‐prepared sample.     

P2O5对包钢高炉渣微晶玻璃析晶行为的影响

采用熔融法制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,并综合运用DTA、XRD、SEM等分析手段,研究了晶核剂P2O5(由Na3(PO4)·12H2O引入)对基础玻璃核化和晶化温度的影响,检测了制品中晶相的种类、含量和晶体发育的形貌.研究表明,引入少量的P2O5能抑制该玻璃系统的析晶,随着P2O5含量的增加抑制能力增强,含量超过4％时促进了玻璃的整体析晶,并且析晶能力随其含量的增加逐渐增强,晶相种类和形貌同时也发生改变.     

不同物相TiO2对H2O2/O3氧化效能的影响

研究了不同物相TiO₂对H₂O₂/O₃氧化效能的影响,目标有机物为羟基自由基探针化合物乙酸。结果表明,在初始pH为7.0和10.0时,加入TiO₂反而降低了H₂O₂/O₃的氧化效率,其中锐钛矿TiO₂比金红石TiO₂的减弱作用更为明显。当初始pH为3.0时,金红石TiO₂能显著提高H₂O₂/O₃的氧化效率,但锐钛矿TiO₂影响不明显。机理分析表明,H₂O₂浓度及其衰减速率与乙酸的去除效率有很大的相关性。在pH为7.0和10.0时,两种物相TiO₂均能加快H₂O₂的分解,其中锐钛矿TiO₂作用更为显著。此条件下HO₂^-能有效引发臭氧分解产生羟基自由基,故H₂O₂过快分解反而降低了乙酸的去除效果。在pH为3.0时,H₂O₂去质子化反应困难,故O₃/H₂O₂氧化效率极低,H₂O₂浓度也几乎不变。加入TiO₂能明显提高H₂O₂的分解速率,相比金红石TiO₂,锐钛矿TiO₂使H₂O₂在5 min内基本分解完毕,但其对H₂O₂/O₃氧化效率几乎没有影响。饱和臭氧水分解速度的批处理实验也有相似的结果。由此可见,合适引发剂浓度可能是保证臭氧类高级氧化技术较高效率的关键,否则只会导致氧化剂的无效过快分解。利用氯化硝基四氮唑蓝法对比分析了酸性条件下H₂O₂/O₃、锐钛矿TiO₂/H₂O₂/O₃和金红石TiO₂/H₂O₂/O₃体系产生超氧自由基(·O₂^-)的量,其大小顺序为:H₂O₂/O₃< 金红石TiO₂/H₂O₂/O₃< 锐钛矿TiO₂/H₂O₂/O₃,这与前面结果吻合很好。     

Cr2O3及TiO2对CaO-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃着色及析晶的影响

通过X射线衍射、扫描电子显微镜、综合热分析仪和色差计研究了不同含量的Cr2O3和TiO2对以整体析晶法制备的CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃的显色和析晶性能的影响.结果表明:在所研究的组成范围内,Cr2O3和TiO2都不改变微晶玻璃的主晶相,生成颗粒状透辉石晶体.Cr2O3会促进晶体尺寸的增长,但是对晶体含量影响不大.TiO2作为晶核剂效果比较明显,能促进晶体长大.随着Cr2O3含量的增加,微晶玻璃的绿色加深,但亮度降低.随着TiO2含量的增加,微晶玻璃的绿色变浅,但亮度增加.     

UV-Enhanced Exchange of O2with H2O Adsorbed on TiO2

Ultraviolet light dramatically increases the rate of isotope exchange between gas-phase O₂and water adsorbed on TiO₂at room temperature, but it does not affect the rate of CO₂–water exchange. Both ethanol and acetaldehyde, when coadsorbed with H₂¹⁸O, dramatically decrease the rate of O₂exchange, but not CO₂exchange, with adsorbed H₂¹⁸O. This decrease is attributed to a combination of competition for adsorbed oxygen between exchange and photocatalytic oxidation of the adsorbed organic and blocking of the oxygen adsorption sites by the organic. The same oxygen species participate in O₂-H₂¹⁸O exchange and photocatalytic oxidation.     

氧气的相对流量对磁控溅射制备TiO2薄膜性质的影响

本文研究了氧气相对流量对蓝宝石衬底上用磁控溅射制备TiO2薄膜性质的影响,并采用XRD、XPS、AFM等检测手段对其进行了结构、成分、表面形貌和透过率表征.结果表明,氧气的相对流量的变化对TiO2薄膜的物相、表面形貌和近红外透过率有显著影响,对TiO2薄膜中Ti2p3/2的结合能影响不大.     

TiO2对CaO-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃析晶的影响

本文运用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)研究了TiO2含量对CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶过程和析晶动力学的影响.结果表明:随着TiO2含量的增加,玻璃转变温Ts和析晶峰温度Tp逐渐降低.当不加TiO2或者添加5wt％的TiO2时,玻璃发生表面析晶,析出的晶相为斜长石.当添加10wt％的TiO2时,玻璃样品在800℃热处理后发生剧烈分相,910℃晶化后出现整体析晶,晶相为普通辉石.随着TiO2含量的增加,析晶动力学常数k值增大.当添加10wt％的TiO2时,k值达到最大,为0.545,此时玻璃最容易析晶,相应的析晶活化能E和析晶指数n分别为643.329 kJ/mol和3.25.     

TiO_2对MgO-Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-La_2O_3系微晶玻璃相变和微波介电性能的影响

采用高温熔融法和-步法微晶化热处理制备了MgO-Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-La_2O_3(MASTL)微晶玻璃。利用差热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜和网络分析仪等手段研究了TiO_2含量对MASTL玻璃析晶相变过程、显微结构和微波介电性能的影响。结果表明,在玻璃热处理过程中先后有硅钛铈矿、金红石(TiO_2)、镁铝钛酸盐、尖晶石(MgAl_2O_4)和堇青石(Mg_2Al_4Si_5O_(18)))5种晶相析出。其中,镁铝钛酸盐含量相对较低,尖晶石是一个亚稳过渡相。随着TiO_2含量的增多,原始玻璃的析晶倾向增大,初晶相硅钛铈矿和主晶相金红石的析晶温度显著降低,而尖晶石的析晶温度升高;材料的介电常数和谐振频率温度系数均显著增大,这主要由样品中具有高介电常数(100.0)和较大正温度系数(400×10~(-6)/℃)的金红石相含量增多引起。同时,由于高品质因数相堇青石(40000GHz)的析出量略有减少,品质因数有所降低。     

铁掺杂对TiO2薄膜结晶和光诱导超亲水性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Fe_2O_3-TiO_2复合薄膜和复合粉末,采用X射线衍射(XRD)、高分辨扫描电镜(SEM)和接触角分析仪考察了Fe的掺杂对TiO_2薄膜的晶型、晶粒粒径及接触角的影响。结果表明,添加少量的Fe_2O_3不仅能有效地抑制TiO_2金红石晶型的产生,而且还能显著地抑制薄膜中TiO_2粒子生长。当Fe_2O_3的物质的量分数达到0.1%时,薄膜中粒子明显变小,且分布也变窄,锐钛矿TiO_2的晶粒粒径降低至未添加Fe_2O_3时的二分之一。随着Fe掺杂量的继续增加。金红石型TiO_2继续减少,但锐钛矿TiO_2的晶粒粒径却有少许增大。薄膜的亲水性与TiO_2粒子的晶粒粒径密切相关。在两种紫外光源照射下,薄膜与水的接触角都随着晶粒粒径的减少而明显变小。     

TiO2和ZrO2复合晶核剂对玻璃陶瓷晶化行为的影响

通过差热分析、X射线衍射分析和扫描电镜观察等测试方法,研究了TiO2和ZrO2作复合晶核剂对玻璃陶瓷晶化行为的影响。研究表明:适量的TiO2和ZrO2复合晶核剂能使MAS系统玻璃陶瓷的形核和析晶的温度降低,并且能促进析晶,晶核剂含量的调整也会对玻璃陶瓷的结构和性能产生较大的影响。     

TiO2对R2O-MgO-Al2O3-SiO2-ZrO2系微晶玻璃析晶及性能的影响

以花岗岩废渣为主要原料,用熔融法制备了添加TiO2的R2O-MgO-Al2 O3-SiO2-ZrO2(RMASZ)系微晶玻璃.采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子万能材料试验机和显微硬度测试仪研究了TiO2对RMASZ系微晶玻璃的晶相组成、显微结构以及力学性能的影响.结果表明:当TiO2含量为0wt％、0.5wt％、1wt％时析出的主晶相为t-ZrO2和顽火辉石;当TiO2含量为2wt％和3wt％时析出假蓝宝石相,顽火辉石相减少.当TiO2为0.5wt％时晶粒细致均匀,其四点抗弯强度达到122.41 MPa,显微硬度为9.35 GPa.     

TiO2加入量对高炉渣微晶玻璃析晶的影响

以高炉渣微晶玻璃为研究对象,改变配料中晶核剂TiO2的含量,制得微晶玻璃样品. 以不同的升温速率对样品进行差热分析,根据升温速率和差热分析曲线上的晶化峰温度,采用3种不同的方法计算微晶玻璃样品的析晶活化能. 结果表明,随着TiO2含量的增加,析晶活化能呈现出先减小后增大的趋势,在TiO2的加入量为3.1%时,微晶玻璃的析晶活化能最低,此时拟合出的3种析晶活化能最小值分别为135.7, 143.9, 151.7 kJ/mol. 样品的红外谱图表明,TiO2的含量为3%~4%时析出晶体较多. TiO2含量为3%和4%的样品的X射线衍射图谱表明,样品中析出了以透辉石为主晶相、金红石为次晶相的晶体.     

TiO2对堇青石基微晶玻璃的分相与晶化的影响

采用Ｘ射线衍射分析、透射电镜、扫描电镜差热分析等测试技术、研究了ＴｉＯ２在ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系堇青石基玻璃晶化过程中的作用。发现ＴｉＯ２的加入,改变了系统析出初晶相的类型,降低了析晶活化能,促进了玻璃的整体折晶。而且ＴｉＯ２的引入,还有利于玻璃的分相,进一步促进了系统的核化和晶倾无ＴｉＯ２引入的情况下,同一组成的ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系玻璃为表面析晶。     

前驱体对溶胶—凝胶法制备TiO_2薄膜微结构与形貌的影响

文章采用溶胶—凝胶法分别以四氯化钛和钛酸四丁酯作为前驱体,在热处理温度为400~500℃条件下,制得晶相结构为锐钛矿Ti O2薄膜,但以四氯化钛为前驱体的Ti O2薄膜易开裂;以钛酸四丁酯为前驱体的Ti O2薄膜更加致密均匀,薄膜品质更优;所制得的Ti O2薄膜表现出半导体性质,方块电阻在几十兆欧每平方范围内;Ti O2薄膜随着热处理温度升高,导电性增强。     

溶胶-凝胶法制备亲水性TiO2/SiO2 薄膜的相转变行为研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备了厚度约240nm的亲水性TiO2/SiO2薄膜,用差热分析(DTA)、红外光谱(FT-IR)和X射线衍射分析(XRD)研究了薄膜的热演化过程及晶相转变行为,结果表明:在500℃热处理1h的TiO2膜呈锐钛矿相,TiO2/SiO2复合膜则为非晶态,SiO2的加入使析出锐钛矿晶体所需的温度升高,且提高了TiO2由锐钛矿向金红石结构转变的温度;此外,随薄膜中SiO2含量增多,薄膜的亲水性增强.     

含Bi2O3的MgO-Al2O3-SiO2玻璃核化与晶化动力学研究

使用差热分析(DTA)的方法研究了含Bi2O3的MgO-Al2O3-SiO2玻璃粉末(粒度≤0．054mm)的核化与晶化动力学。由此方法确定了样品最大成核速度温度，同时计算出晶体生长的活化能和动力学参数。结果表明，含Bi2O3玻璃的晶化指数(n)和晶体生长维数(m)都为1．15(约等于1)，这说明该玻璃的晶化机制是表面晶化。由Kissinger和Augis—Bennett方程计算出的活化能较为接近，平均值为401kJ／mol。