TiO2纳米管与纳米线的光电化学研究

利用在钛箔表面沉积一层TiO2纳米粒子作为晶种,与NaOH反应,通过改变反应温度制备了TiO2纳米管与纳米线.制备了TiO2纳米管和纳米线膜电极,并进行了光电化学测试.光电化学实验表明,混晶结构TiO2纳米管和纳米线显示出优良的光电转化性能.     

阳极氧化制备TiO2纳米多孔膜

分别在氢氟酸和硫酸两种电解液体系下对纯钛(TA1)试样进行阳极氧化,在钛的表面获得TiO2纳米多孔膜.利用膜的颜色的不同来判断膜的厚度的变化,用FESEM观察了孔的形貌和结构并用XRD测试了TiO2膜的晶型,进而研究了阳极氧化电压对孔径和多孔膜晶型的影响并对多孔膜的形成机理进行了阐述.     

纳米TiO2修饰 Ni-W-P电极的制备及其光电催化析氢性能

在Cu基体上电沉积Ni-W-P合金后，通过溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2修饰Ni-W-P合金电极．利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、阴极极化曲线测试了TiO2／Ni-W-P电极的表面形貌、结构及催化析氢性能，考察了烧结温度、TiO2膜层厚度对电极结构和性能的影响．实验结果表明：550℃下烧结1h、拉膜15次制备的TiO2／Ni-W-P电极光电催化析氢性能最佳，500W碘钨灯照射下析氢过电位减小约140mV；此时TiO2为锐态矿型和金红石型混晶结构，平均晶粒尺寸约7nm．     

氟碳铝板表面溶胶-凝胶法低温制备TiO2纳米膜聚乙二醇对膜性能的影响

用传统的溶胶-凝胶法制膜,晶化热处理温度达500℃,不适合耐热性较差的基体。采用过量水体系的溶胶-凝胶法低温制备了纳米TiO2薄膜,研究了聚乙二醇(PEG)质量分数、分子量对纳米TiO2膜在氟碳铝表面成膜特性的影响。结果表明:制备的纳米TiO2膜表面较平整、均匀,表现为锐钛矿型结构,对亚甲基蓝溶液具有良好的光降解作用,但膜会产生裂纹;随着PEG质量分数和分子量的增加,纳米TiO2膜的开裂倾向减小。     

掺钽TiO2薄膜的生物活性研究

采用射频磁控溅射技术在表面纳米化316L不锈钢基体上制备掺钽TiO2薄膜,研究了不同掺钽量对表面纳米化316L不锈钢基TiO2薄膜形貌、结构、亲水性和生物活性的影响规律。结果表明掺杂适量的钽能够细化TiO2薄膜颗粒;掺钽能够改善TiO2薄膜的亲水性和生物活性;含钽36%的TiO2薄膜表面自由能比未掺杂时提高了30.1mN/m,在SBF溶液中能促进羟基磷灰石在其表面晶化。     

纳米TiO2光催化剂的电化学法制备及其表征

采用有机电解-溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2光催化剂,通过XRD、TEM、TG-DTA、激光粒度分析法等对纳米TiO2的结构相变、表面形貌、颗粒大小等进行了表征.实验表明:当热处理温度低于350℃时,TiO2的晶相结构均为锐钛型,颗粒大小在25nm以下,样品的比表面积大于65m2*g-1;热处理温度为400℃时,TiO2的晶相结构出现锐钛型和金红石型混合相,颗粒大小在35nm以下,样品比表面积为46.43m2*g-1,实验制备的粉体样品属于纳米级水平;实验测试了各焙烧温度下粉体样品的光催化活性.     

TiO2纳米管阵列的表征及光催化性能的研究

采用电化学刻蚀技术在纯钛板表面构筑有序结构的纳米TiO2管膜层.用Raman、SEM对表面产物进行分析和表征.结果表明当热处理温度为450℃时,TiO2纳米管膜的晶相结构绝大部分为锐钛型,当热处理温度为600℃时,TiO2的晶相结构转变为金红石型.20V电压下阳极氧化得到管径约为80～90nm,长度约400nm的高密度排列的有序TiO2纳米管.以亚甲基蓝为研究对象,紫外石英杀菌灯为光源,研究阳极氧化法制备的TiO2光催化剂的光催化性能.     

高活性TiO2纳米晶的酸催化Sol-Gel法制备与表征

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备出了纳米TiO2光催化剂，以甲基橙的光催化降解为探针反应，评价了其光催化活性．运用XRD、TEM、FT—IR以及PL光谱技术对纳米TiO2的微晶尺寸、晶体结构、表面组成和性能进行表征．结果表明，400℃焙烧的TiO2纳米粒子的颗粒形貌为近球形，晶粒尺寸为11．69 nm，样品分散性良好的锐钛矿型结构．在光催化降解甲基橙的实验中，400℃焙烧的TiO2纳米粒子表现出最高的光催化活性，这与表征结果一致．此外，550℃和650℃焙烧的具有锐钛矿型和金红石型混晶结构的TiO2纳米粒子，无混晶协同促进效应．     

丙烯酸表面修饰法制备纳晶TiO2薄膜的研究

采用sol—gel法制备纳晶TiO2薄膜，在溶胶的制备过程中加入丙烯酸对纳米TiO2胶体颗粒进行表面修饰。溶胶的透射电镜(TEM)分析表明，丙烯酸的表面修饰作用可以抑制在制备和陈放过程中胶体颗粒的团聚。采用原位程序升温，使用X射线衍射仪(XRD)对TiO2粉体由锐钛矿向金红石的转变过程(A→R)进行了考察，结果显示，晶粒的迅速生长和晶型的转变有着密切的联系；此外，丙烯酸的修饰作用能显著提高A→R的温度，且有助于抑制热处理过程中纳晶TiO2颗粒的团聚。TiO2薄膜的原子力显微照片(AFM)表明，丙烯酸修饰法制备的TiO2薄膜，膜层均匀连续，颗粒为纳米尺度。     

酸性条件下金红石型TiO2纳米单晶的直接合成

以TiCl4为主要原料,通过压力热晶法在300～400℃酸性条件下直接制备金红石型的TiO2纳米单晶,并通过TEM,XRD,HRTEM,FFT等技术手段对TiO2纳米晶的结构和形貌进行了表征.结果表明:高温和高压下有利于TiO2结晶成型.TEM显示:制备得到的TiO2纳米晶具有四方型结构外观,尺寸为十几到几百纳米,高温灼烧后纳米晶型不发生变化.XRD显示:制备得到的TiO2纳米晶是金红石型结构.     

医用金属材料表面含磁粉的TiO2薄膜的制备及其血液相容性

用溶胶-凝胶法在316L不锈钢及镍钛合金基片上制备含SrFe12O19磁性粉末的TiO2薄膜,分析了膜基的结合强度,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等对磁性粉末的表S面结构及形貌进行了分析.动态凝血时间和溶血率的测定结果表明用含磁粉的TiO2薄膜进行表面改性的316L不锈钢和NiTi合金动态凝血时间延长,溶血率下降,证明含磁粉的TiO2薄膜有很好的血液相溶性.     

Ti和TiO2薄膜在血管支架表面附着状况的研究

采用非平衡磁控溅射法在316L不锈钢制成的血管支架表面制备Ti以及TiO2薄膜,初步研究了Ti薄膜厚度、TiO2薄膜沉积速率对薄膜在血管支架表面附着状况的影响.结果表明,支架表面较薄的Ti薄膜附着状况较厚的Ti薄膜好;低沉积速率制备的TiO2薄膜在支架表面附着状况好于高沉积速率制备的TiO2薄膜;对于Ti/TiO2复合薄膜,Ti层厚度过大不利于Ti/TiO2复合薄膜在支架表面附着.     

316L不锈钢和NiTi合金微磁场表面粗糙度对血液相容性的影响

在316L不锈钢、NiTi合金的含SrFe12O19磁性粉末的TiO2薄膜表面用溶胶-凝胶法再涂覆不同层数的TiO2薄膜,以降低材料微磁场表面的微粗糙度,并用扫描电镜、粗糙度仪分析薄膜的表面粗糙度.测试了不同粗糙度的微磁场表面的动态凝血时间和溶血率,研究了微磁场表面的粗糙度对材料血液相容性的影响.结果表明,粗糙度小的微磁场表面的血液相容性比粗糙度大的微磁场表面的血液相容性好.即对于平整光滑的微磁场表面,可以利用微磁场提高材料血液相容性的同时,进一步改善材料的血液相容性.     

Photocatalytic activity of nanosized TiO2 thin film prepared by magnetron sputtering method

Nanosized TiO2 thin film on the substrate such as stainless steel plate and slide glass film were prepared by magnetron sputtering method, and these TiO2 thin films were characterized by field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM). Photocatalytic activity for Methyl-ethyl-ketone (MEK) and acetaldehyde were measured using a closed circulating reaction system through the various ultra violet (UV) sources. From the results of SEM images, nanosized TiO2 thin film was uniformly coated on slide glass, ranging from 360 nm to 370 nm. Photocatalytic activity of MEK over TiO2 thin film on stainless steel plate did not occur by UV-A irradiation, but was efficiently decomposed by UV-B and UV-C. Also, acetaldehyde could be decomposed than MEK. The effect of sputtering conditions on their structure and photocatalytic activities were investigated in detail.     

TiO2纳米管阵列膜的制备及对304不锈钢的光生阴极保护效应

应用电化学阳极氧化法在Ti表面构筑不同的TiO2纳米管阵列膜。采用XRD、SEM、XPS表征薄膜的结构、形貌和组成。通过电化学阻抗谱及电位随时间变化的测试,考察TiO2薄膜的光生阴极保护效应。结果表明薄膜主要由锐钛矿型的TiO2纳米管阵列组成,当304不锈钢耦连于紫外光照下的TiO2薄膜电极时,其界面反应电阻变小,电极电位显著降低,说明TiO2纳米管薄膜能够对不锈钢产生良好光生阴极保护效应,特别是掺Fe的TiO2薄膜在光照时可使不锈钢电位降低约450mV,而且在暗态时也能较长时间保持对不锈钢的阴极保护作用。     

利用丝网印刷技术制备纳晶多孔TiO2薄膜电极

在溶胶-凝胶法的基础之上,采用丝网印刷技术制备了性能稳定、高度多孔的纳晶TiO2薄膜电极,并采用不同的纤维素粘稠剂进行研究,发现采用乙基纤维素粘稠剂后,TiO2薄膜表面粗糙度较大,太阳能电池光电转换效率可以提高到5.27%.     

一种新型基于纳米TiO_2薄膜的电子纸器件(英文)

近年来,在电致变色领域基于甲基紫精修饰高比表面积的纳米TiO2薄膜电极取得了巨大的进步,并将这项技术推向商业化.本文介绍了一种由有机变色分子修饰纳米晶TiO2薄膜电极而组装成的电致变色器件,通过"嫁接"在甲基紫精分子上的磷酸基和纳米TiO2薄膜电极表面的羟基化学吸附,我们得到了具有良好电致变色性能的"电子纸".本文采用的电解质是0.05mol/L的高氯酸锂和0.05mol/L的二茂铁的1,4丁内酯溶液,对电极为透明导电玻璃.实验证明该电致变色器件具有很高的稳定性,并达到了毫秒级的响应速度,在未来显示领域"电子纸"的商业化进程中具有很大的潜力.     

复合电沉积制备SnO2/TiO2薄膜及其光电催化性能

为了寻求廉价、高效和稳定的光催化剂,用复合电沉积技术在紫铜片上制备了Sn/TiO2薄膜,经300℃热氧化使之形成SnO2/TiO2复合电极.利用SEM,XRD对薄膜进行了表征,以甲基橙为模型化合物,对复合电极的光催化和光电催化性能进行了测定.研究表明:该薄膜由0.3~1μm的颗粒构成,每个颗粒又由纳米晶粒形成;电极具有多孔结构,膜中的SnO2以两种不同的晶体结构存在;在薄膜质量相等的情况下,SnO2/TiO2薄膜的光催化活性是纯TiO2粒子膜的2.87倍;外加一定偏压下,其催化性能大幅度提高.     

化学镀Ni-P合金/TiO2复合膜的耐蚀性研究

在改进常规制备方法的基础上，提出化学镀/溶胶-凝胶复合法在碳钢表面制备TiO2复合膜的新技术。用衍射研究了复合膜的组织形态，采用环境扫描电镜（ESEM）表征了复合膜的表观和断面形貌，用极化电阻、阳极极化曲线测量等方法研究TiO2复合膜在0.5mol/L硫酸和0.5mol/L氯化钠溶液中的耐蚀性能。结果表明A3钢表面的TiO2复合膜耐蚀性能优良。