Fe2O3/TiO2和ZnO/TiO2纳米颗粒薄膜的亲水性能和光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃上制备了锐钛矿型TiO_2和过渡金属铁、锌离子掺杂的TiO_2薄膜,并通过XRD、XPS、AFM表征了合成的薄膜。结果表明铁和锌离子掺入后,TiO_2薄膜变的更加致密。铁离子和锌离子分别以Fe_2O_3和ZnO的形式存在,在紫外光照射下,TiO_2薄膜表现明显的亲水性,金属离子掺杂的TiO_2薄膜,亲水性能明显增强,铁离子掺入对光催化降解甲基橙有一定的抑制作用;少量的锌离子掺入对光催化降解甲基橙有促进作用,锌离子掺入量增大后,效果并不明显。     

La/TiO2-SiO2薄膜的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的La／TiO2-SiO2复合薄膜．通过XRD、FE-SEM和AFM研究了复合薄膜的微观结构，采用紫外光照射下亚甲基蓝的分解实验比较薄膜的光催化性能．结果表明：La掺杂可显著提高TiO2-SiO2复合薄膜的光催化活性，以5％掺杂量为最佳，其光降解率比掺杂前提高了约23％．薄膜活性提高的主要原因是La掺杂后细化了TiO2的晶粒，提高了薄膜的比表面积，使其具有更高的氧化还原电势，La^3＋取代Ti^4＋进入到TiO2晶格，引起晶格膨胀，这种不同价离子的取代导致TiO2粒子表面电荷分布不平衡，从而提高了光生电子-空穴的分离效率．     

中频交流反应溅射TiO2薄膜制备及光催化性能研究

利用中频交流反应磁控溅射技术制备TiO2薄膜，利用AES、XRD和SEM分析了制得的TiO2薄膜的成分、结构和表面形貌，并利用多种降解对象研究了TiO2薄膜的光催化降解性能．结果发现：利用Ar／O2混合气体反应溅射纯Ti靶制备的TiO2薄膜符合化学计量比，呈现柱状生长．TiO2薄膜均为锐钛矿相，晶粒随薄膜厚度增加逐渐长大．制得的TiO2薄膜对亚甲基蓝、甲基橙和敌敌畏都具有确实的光催化降解效果，同时具有很好的光催化性能稳定性。     

铜离子掺杂对TiO2纳米颗粒膜结构和性能的影响

采用溶胶－凝胶法在普通的载玻片上制备了锐钛矿型TiO2和过渡金属Cu离子掺杂TiO2薄膜。通过XRD，UV－VIS，XPS，AFM表征了合成的薄膜，表明铜离子掺入后，薄膜变得更加致密。铜离子以Cu2O的形式存在。在紫外光照射下，TiO2薄膜表现出明显的亲水性。对于掺铜的TiO2薄膜，随着铜掺杂量的增加，铜（I）对亲水性能的抑制作用亦增强。     

铁、铬离子掺杂对TiO2薄膜光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法在釉面砖表面制备了均匀的TiO2薄膜,并研究了铁、铬离子掺杂对TiO2光催化性能影响。对罗丹明B的光降解实验表明,适量的铁、铬离子掺杂均可提高TiO2薄膜的光催化活性,铁离子的掺杂效果明显高于铬离子,而铬离子的掺杂方式影响TiO2薄膜的光催化活性,这主要基于它们不同的掺杂机理。     

Pb掺杂TiO2薄膜的制备及光催化活性研究

以硝酸铅和钛酸丁酯[Ti(OBt)4]为前驱体，用溶胶—凝胶法在活性炭表面制成了Pb掺杂TiO2薄膜，并用X射线衍射(XRD)、紫外可见光谱(UV—VIS)、透射电镜(TEM)对制得的Pb掺杂TiO2薄膜进行了表征，分别用甲基橙水溶液的光催化脱色反应、有机磷农药—氧化乐果(omethoate)水溶液的光催化降解反应评价了不同Pb掺杂TiO2薄膜的光催化活性。结果表明，薄膜为金红石和锐钛矿的混合晶相，相对于未掺杂的TiO2薄膜，由于金红石含量的增加，不同Pb掺杂TiO2薄膜的吸收带发生了微小的红移，Pb掺杂使薄膜的光催化活性明显提高，当Pb／TiO2质量分数为1．7％时，薄膜显示出最高的光催化活性。TiO2薄膜中的Pb可能以Pb(Ⅳ)和Pb(Ⅱ)两种形态存在，在紫外光的辐射下，Pb(Ⅳ)和Pb(Ⅱ)可能通过浅势俘获TiO2的光生电子和空穴而发生相互转化，减少了光生电子和空穴的简单复合，从而提高了薄膜的光催化活性。     

TiO2/SnO2复合薄膜的亲水性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2／SnO2复合薄膜，通过XRD、XPS、UV透射光谱的分析及薄膜表面接触角、光催化降解甲基橙等的分析，研究了SnO2与TiO2配比、热处理温度、膜厚度等因素对复合膜的亲水性、透光率及光催化活性的影响。结果表明：复合膜的亲水性和光催化活性均优于单纯TiO2，当SnO2与TiO2的摩尔比为1％-5％时，所制备的薄膜具有超亲水特性；热处理温度为450℃时薄膜亲水性最好，膜厚度的增加有利于亲水性的改善。     

泡沫镍负载TiO2和TiO2/Al2O3薄膜的光催化性能研究

以泡沫镍为载体，Al2O3作为过渡中间层，用溶胶-凝胶法在泡沫镍上负载锐钛矿相的TiO2薄膜，制成泡沫金属基的TiO2和TiO2／Al2O3光催化剂，利用XRD和FE-SEM等测试手段对其性质进行表征，用乙醛气体的光催化降解测试其活性．研究表明：泡沫镍负载的TiO2和TiO2／Al2O3薄膜具有良好的光催化活性，特别是TiO2／Al2O3薄膜具有更高的催化活性．这是由于负载的Al2O3过渡中间层增大了载体的比表面积，具有吸附浓缩作用，同时也增加了负载光催化剂的活性位数量．实验表明：TiO2／Al2O3薄膜的光催化活性和稳定性较单一的TiO2薄膜有非常显著的提高．     

Ag/TiO2薄膜结构和光催化性能研究

采用溶胶-凝胶技术制备了Ag掺杂的TiO2薄膜.用XRD、氮吸附法、UV-VIS-NIR分光光度计以及XPS对Ag掺杂后TiO2薄膜结构的变化进行了分析;用分光光学法通过在紫外光照下分解亚甲基蓝的实验比较了TiO2薄膜与Ag/TiO2薄膜的光催化性能.结果发现,掺杂适量的Ag有助于TiO2薄膜光催化氧化性能的提高,原因在于:（1）Ag通过引入耗尽层提高了TiO2的电荷分离能力,并吸引空穴向薄膜表面移动,结果使薄膜表面空穴的浓度提高,薄膜光催化效率提高;（2）Ag减小了TiO2粒子的粒径,使TiO2禁带宽度增大,薄膜光催化氧化的能力提高;（3）Ag掺杂后,TiO2薄膜表面对-OH基和水的吸附增加,使光照后TiO2薄膜表面活性自由基·OH的浓度增加,空穴向薄膜所吸附物质的转移能力提高.     

HNO3处理对TiO2纳米薄膜的光催化活性和表面微结构的影响

通过sol-gel工艺分别在钠钙玻璃和预涂SiO2涂层的钠钙玻璃基体上制备了TiO2光催化纳米薄膜．然后用1mol／L HNO3水溶液对煅烧后的薄膜进行酸处理。用X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和紫外可见光谱(UV—VIS)对酸处理前后TiO2纳米薄膜进行了表征。用甲基橙水溶液的光催化脱色来评价TiO2薄膜的光催化活性。结果表明：SiO2涂层能有效阻止钠离子从玻璃基体向TiO2薄膜的扩散，普通玻璃表面的TiO2纳米薄膜经HNO3处理后，薄膜的光催化活性明显增强。这是由于TiO2纳米薄膜中的钠离子浓度降低以及表面羟基含量增加的缘故。     

TiO2薄膜的液相沉积法制备及其性能表征

采用液相沉积法（ＬＰＤ）制备了透明ＴｉＯ２薄膜,并研究了所制薄膜的形貌,结构和在紫外光照射下亲水性能的变化。结果表明,用此法制得的ＴｉＯ２薄膜较为均匀致密,热处理前后的薄膜具有相似的亲水性能,在紫外光照射下亲水性能都有提高。热处理后的薄膜在紫外光照射一定时间后可与水完全润湿。     

超亲水TiO2/SiO2复合薄膜的制备与表征

通过sol-gel工艺在普通钠钙玻璃表面制备了均匀透明的TiO2/SiO2复合薄膜,实验结果表明：在TiO2薄膜中添加SiO2,可以抑制薄膜中TiO2晶粒的长大,同时薄膜表面的羟基含量增加,水在复合薄膜表面的润湿角下降,亲水能力增强,当SiO2含量为10－20mol%时获得了润湿角为0度的超亲水性薄膜。     

SiO2/TiO2催化剂的制备及其光催化性能

利用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙酸和水为原料, 通过溶剂热方法制备得到SiO₂/TiO₂催化剂. 产物经XRD、Raman、TEM、BET、FT-IR和XPS表征, 结果表明: 所制备的SiO₂/TiO₂催化剂为比表面积大、结晶度高的锐钛矿TiO₂, SiO₂与TiO₂之间通过Si-O-Ti键结合. 另外, 以亚甲基蓝降解为探针反应, 考察了SiO₂/TiO₂催化剂在紫外光照射下的光催化性能. 结果表明: SiO₂/TiO₂催化剂具有比纯TiO₂更优越的光催化性能, 65min可以将亚甲基蓝(MB)彻底降解.     

Y2O3-SnO2常温气敏薄膜的Sol-Gel制备及性能研究

以无机盐ＳnCl2.2H2O,Y(NO3)3.6H2O为原料,无水乙醇为溶剂,采用溶胶－凝胶工艺制备了Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳnO２薄膜,采用差热－失重分析研究了Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳnO2干凝胶粉末的热分解、晶体过程。研究了Ｙ２Ｏ３－ＳnO2薄膜的电学和气敏性能,从实验中得到了Ｙ２Ｏ３掺杂份量对ＳnO2薄膜电学及气敏性能的影响。实验表明Ｙ２Ｏ３掺杂的ＳnO2薄膜在常温下对ＮＯx具有较好的灵敏度的选择性,并具有较好的响应恢复性能,在常温下对Ｈ２Ｓ气体也具有一定的灵敏度。     

TiO2/SnO2复合薄膜的低温制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法合成了TiO2溶胶和SnO2溶胶，使用浸渍提拉法在低温下制备出底层为金红石型SnO2，表层为锐钛矿型TiO2的复合膜．考察了不同SnO2薄膜层数对TiO2／SnO2复合膜光催化活性的影响，并对其光催化活性提高的机理进行了探讨．结果表明，SnO2层的加入能有效提高TiO2薄膜的光催化活性，随着SnO2薄膜层数的增加，光催化活性先增大后减小，但始终高于单一的TiO2薄膜．这是由于SnO2的导带电位低于TiO2的导带电位，SnO2的价带电位高于TiO2的价带电位，紫外光照下，TiO2中产生的光生电子注入到SnO2层，SnO2中空穴注入到TiO2层，有效抑制了薄膜内电子-空穴对的复合，增加了复合薄膜表面空穴的浓度，因而光催化活性得到了显著的提高．     

SiO2气凝胶薄膜中Eu3+离子的跃迁

利用溶胶-凝胶法制得了Eu3+掺杂SiO2气凝胶薄膜,并对其发光及跃迁性质进行了研究.使用原子力显微镜对样品的型貌结构做了观测,采用XRD和IR对所得样品的结构进行了研究,测量了样品的激发—发射光谱、吸收光谱和时间分辨光谱.通过Judd--Ofelt理论计算了Eu3+的5D0的辐射跃迁几率,并根据时间分辨光谱研究了5D1的无辐射跃迁几率及弛豫性质.虽然结果与掺Eu3+的体硅玻璃没有很大差别,但可通过此简易低温的方法制得掺稀土离子的良好薄膜,这对得到具有轻质玻璃性质的发光薄膜展示了广阔应用前景.     

Hydrophilicity of anatase TiO2/Cr-doped TiO2 thin films with different band gaps

Based on the concept that the electron-hole separation effect caused by a different band-gap structure would improve its hydrophilicity, anatase-TiO₂/Cr-doped TiO₂ thin films were synthesized by DC magnetron sputtering. The optical band gaps of TiO₂ thin films decreased from 3.23 to 2.95 eV with increasing Cr-doping content. Multilayer TiO₂ thin films with different band gaps exhibited a superhydrophilicity under UV illumination. In particular, in anatase TiO₂ (3.23 eV)/4.8% Cr-doped TiO₂ (2.95 eV), the hydrophilicity, which indicated a contact angle of less than 20°, lasted for 48 h in the dark after UV illumination was discontinued. This outstanding result has rarely been reported for TiO₂ thin films, which confirmed that the prominent superhydrophilicity of anatase TiO₂/Cr-doped TiO₂/glass could be attributed to the retardation of electron-hole recombination caused by the band-gap difference.