FTO表面预处理对TiO_2纳米棒阵列的形貌及光电性能的影响

采用TiCl4水解法先对透明导电玻璃(FTO)进行表面预处理,形成一层薄的种子层,再用钛酸正四丁酯作为钛源在其上水热生长TiO2纳米棒阵列.用XRD和SEM表征了种子层和纳米棒阵列的晶型和微观形貌,用紫外-可见吸收光谱、电池的J-V曲线和阻抗谱对其光电性能进行了研究.发现纳米棒属于TiO2金红石相,种子层则是TiO2金红石相和锐钛矿相的混合相.不同浓度TiCl4溶液预处理过程对TiO2纳米棒阵列的形貌及光电性能都有明显影响.采用复合量子点敏化后组装成电池的效率先增大后减少,且在TiCl4溶液浓度为0.15M时电池效率最高,为1.51%,比没有进过预处理的电池高出30%.     

CdS量子点敏化TiO_2光阳极的可控构筑及其光电传输特性

以Cd(NO3)2,Na2S和TiO2为原料,采用连续离子层沉积法制备不同层数的CdS/TiO2光阳极。以Pt作对电极,CdS量子点做敏化剂,组装了不同层数的量子点敏化太阳能电池。通过对电池的光电性能测试,得到了不同层数CdS/TiO2光阳极电池的光电性能参数。结合I-V曲线图、I-T曲线图和交流阻抗谱图,分析了不同层数CdS/TiO2光阳极的光电特性和光电传输特性,通过SEM测试,探讨了CdS/TiO2的形貌。实验结果表明:CdS的含量在一定范围内能有效地改善光阳极的导电性能,15次循环沉积,CdS量子点敏化TiO2光阳极的转换效率最高。     

掺氮TiO_2光电极材料制备及光电性能研究

以纳米TiO_2粉体为基底,中压氨气为氮源,在高压反应釜内利用氨气的还原性质对TiO_2粉体强制掺氮,通过控制反应釜内温度制备形貌、颗粒均一的N-TiO_2纳米粒子,并探讨掺氮量和光电转化效率之间的关系。实验结果表明:能够有效控制纳米TiO_2氮粉体的氮掺杂,得到不同掺氮量的N-TiO_2。随着焙烧温度在一定范围内的降低N掺杂含量升高,N-TiO_2随着掺氮量的增加,其电池光电转化效率增强。     

硫化镉/石墨烯/TiO_2纳米棒阵列的光电化学性能

采用水热法在掺氟导电玻璃(FTO)上生长TiO_2纳米棒阵列。通过电化学伏安法将氧化石墨烯还原并沉积在TiO_2纳米棒阵列上,再经过化学水浴沉积硫化镉,形成Cd S/石墨烯/TiO_2阵列复合材料。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及X射线能量色散仪对样品的晶型、形貌以及成分进行分析。通过电化学工作站表征样品交流阻抗、开路电位、光电流响应及光化学能转换效率。结果表明,复合材料的电荷转移电阻约是未修饰的TiO_2纳米棒阵列的1/17,光电流比未修饰的TiO_2纳米棒阵列提高约2.5倍,在外加电压为-0.6 V时可达到2.2%。     

最小粒径硫/氟共掺杂纳米TiO_2的制备及光催化性能

以TiCl4、有机羧酸、NH3·H2O、硫脲、氟化铵、D-山梨醇等为主要实验药品,采用常温络合-控制水解法,制备出平均粒径为2.7nm的硫和氟共掺杂纳米二氧化钛透明光触媒乳液。采用XRD、纳米激光粒度分析仪、紫外-可见分光光度计等对样品的物相、粒径、组成、光吸收、光催化等性质进行了表征。利用酸性红3R染料研究透明乳液的光催化活性部分影响因素。结果表明硫/氟共掺杂的纳米TiO2光催化剂降解酸性红3R染料的最佳条件为硫/氟掺杂质量分数为0.3%,反应体系pH为6,染料的初始质量浓度为50mg/L。     

热致相分离法制备丙烯腈-丙烯酸甲酯/纳米TiO_2复合膜及膜性能研究

以自制的可熔融丙烯腈(AN)-丙烯酸甲酯(MA)共聚物为基体,以碳酸乙烯酯(EC)与柠檬酸三乙酯(TEC)为复配稀释剂,采用热致相分离法(TIPS)制备丙烯腈-丙烯酸甲酯(AN-MA)/纳米二氧化钛(TiO2)复合膜。借助场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X-射线衍射仪(XRD)和万能试验机,从微孔膜的力学性能、水通量、孔隙率、晶型等方面对膜的结构与性能进行表征。结果表明,添加TiO2纳米粒子可以显著提高AN-MA微孔膜的机械强度和水通量。随着TiO2含量的增加,微孔膜的机械强度先增加后降低,TiO2质量分数为0.1%时,断裂强度最高可达8.0 MPa,比未添加TiO2的样品高36%。纳米TiO2的加入一定程度上抑制了大孔的产生,微孔膜结构更加均一。随着凝固浴温度的升高,微孔膜的力学性能逐渐提高,通量出现下降趋势。     

构建高结晶TiO_2@无定形TiO_2同质核壳结构及光催化析氢性能应用

目前对于TiO_2的研究主要集中在锐钛矿和金红石相上,对于非晶相TiO_2和不同结晶度的混合TiO_2的复合结构研究较少。因此,以NH_2-MIL-125(Ti-MOF)衍生获得的高结晶TiO_2为前驱体模板,钛酸四丁酯在其表面原位水解形成一层无定形TiO_2纳米片,得到高结晶TiO_2@无定形TiO_2同质核壳结构(简写为C-TiO_2@A-TiO_2),将其应用于光催化分解水制氢。合成的C-TiO_2@A-TiO_2具有较好的析氢效率(11.43 mmol·h~(-1)·g~(-1)),析氢速率的提高可以归因于其较大的比表面积,同时同质核壳界面会促进光生载流子的迁移和分离,抑制电子-空穴对的复合。     

TiO_2/CoTiO_3纳米复合体的制备及可见光催化产氢性能

为了提高CoTiO_3的可见光催化产氢活性,采用溶剂热法制备了CoTiO_3纳米棒,然后采用湿化学法将TiO_2纳米颗粒复合在CoTiO_3纳米棒表面,获得不同TiO_2与CoTiO_3质量比的TiO_2/CoTiO_3纳米复合体。研究结果表明,复合适量的TiO_2纳米颗粒能够改善CoTiO_3纳米棒的可见光催化产氢活性,其中TiO_2占CoTiO_3质量分数为10%时,可见光催化性能最优。表面光电压谱等测试证明,在可见光激发下,CoTiO_3产生的高能级电子可以有效转移到TiO_2的导带上,进而既可促进光生电荷的空间分离,又在一定程度上维持了高能级电子的还原能力。因此,TiO_2/CoTiO_3纳米复合体表现出了高可见光催化活性。     

高热稳定性多孔二氧化钛/石墨烯复合体的制备与光催化性能研究

以硫酸氧钛为钛源,氧化石墨为碳源,采用水热方法制备了高热稳定性多孔二氧化钛/石墨烯复合体材料。利用XRD、Raman、N2吸附、SEM和TEM对复合体材料的结构进行了表征。研究表明高热稳定性多孔二氧化钛均匀复合在石墨烯表面,两者形成了有效的界面耦合。光催化降解高毒性有机污染物2,4-二氯苯酚,经700℃高温焙烧后的样品具有最高的光催化降解效率,2h即可将有机物完全降解,这得益于多孔二氧化钛发达的孔道结构利于反应物和产物的扩散,较高的结晶度以及与石墨烯之间形成的紧密界面耦合有利于光生电荷的分离。这种新颖的具有优异光催化性能的高热稳定性多孔二氧化钛/石墨烯复合体在光催化领域具有较高的应用价值,这种一步水热法合成策略也为构筑其他石墨烯基多孔复合材料提供了新的思路。     

共沉淀法制备多孔TiO_2/Al_2O_3纳米复合材料及其光催化性能研究

以TiCl4为钛源,Al(CH3)3为铝源,采用共沉淀法制备出了具有高比表面积且热稳性良好的多孔TiO2/Al2O3纳米复合材料。对合成的材料进行了XRD、SEM、氮气吸附脱附等温曲线测试及光催化性能测试。分析了焙烧温度对材料的结晶度和晶相组成、孔尺寸和比表面积的影响,并重点考察了焙烧温度对光催化性能的影响机制。制备出的材料在800℃高温焙烧后,比表面积仍高达50.9m2/g,同时其具有的高度连通的三维孔道结构也能很好地保持。研究发现复合材料中氧化铝的加入将氧化钛由锐钛矿向金红石的相转变温度提高了200³00℃,同时对材料的孔结构也有稳定作用。其中800℃焙烧的样品的光催化性能最好,紫外加可见光照射下,50min内对罗丹明B染料的降解率达81.7%。     

SiO_2包裹改性对TiO_2/环氧树脂涂膜防污抑菌性能的影响

采用光催化、接触角、霉菌试验以及SEM扫描电镜的测试方法,研究了不同比例SiO2掺入和包裹改性TiO2粉体添加量对TiO2防污抑菌涂膜光催化性能、与水的接触角以及抗荫性能的影响。试验表明,4％SiO2包裹改性的TiO2在环氧树脂胺固化体系中15％粉体添加量时,涂膜光催化性能最高,并表现出良好的抗菌性能,剥水的接触角下降。