钐掺杂TiO2纳米管阵列的光催化性能研究

以工业级纯钛箔为模板,硝酸钐为钐物种掺杂给体,采用阳极氧化法制备钐掺杂的TiO2光催化剂,用SEM、XRD对制备的样品进行表征,以甲基橙为模拟污染物,考察了钐掺杂的TiO2光催化剂的光催化活性。结果表明:制备的光催化剂为锐钛矿相和少量金红石相的混晶;硝酸钐掺杂浓度为0.001 mol/L,其光催化性能最好,且光催化重复使用性能良好。     

Ce-Zn共掺杂改性TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能

采用阳极氧化法在钛网上制得TiO₂纳米管阵列(TNTA),并利用操作简单的微溶剂燃烧合成法将稀土元素Ce和过渡金属元素Zn共掺杂修饰TiO₂纳米管阵列得到复合光催化材料Ce-Zn/TiO₂纳米管阵列(CeZn/TNTA),并对CeZn/TNTA的形貌、组成结构和光催化性能等进行测试。结果表明:阳极氧化时间会影响TNTA的形貌,氧化时间为2 h的TNTA管状结构分布均匀且高度有序,纳米管内径约为50 nm,管壁厚约为25 nm,管长约为1μm。CeZn/TNTA样品中的Ce以CeO₂和Ce₂O₃混合态、Zn以ZnO形式呈簇状不均匀分布在TiO₂纳米管阵列表面。与裸TNTA相比,CeZn/TNTA复合催化剂的光响应范围拓宽至可见光区域,电荷转移阻力减小,光生电子-空穴的分离效率提高,载流子的传输速率较快,且表现出较高的光催化活性,其在1 h内对亚甲基蓝光催化降解率可达85.27%。     

钐掺杂BaZrO3电解质的制备与电学性能研究

通过高温固相法合成了BaZr_(1-)_xSm_xO_(3-)_δ(x=0.05, 0.1, 0.15, 0.2)电解质材料,并对材料的物相结构进行了XRD表征。分别在空气和4%H_2O/H_2中,温度范围为500～800℃下,通过电化学工作站测试了该电解质材料的电学性能。研究发现,稀土元素Sm的掺杂对BaZrO_3电解质材料的电学性能有重大影响,当Sm元素的掺杂量为0.15时,电解质的电导率达到最大值。结果表明,Sm的掺杂可以有效提高BaZrO_3电解质材料的电导率。     

掺杂Cu2+纳米管和纳米粉体的制备及其性能对比

以钛酸丁酯(TNB)为前躯体,用溶胶-凝胶法和水热法制备掺杂Cu<'2+>纳米粉体和纳米管.应用X射线衍射分析(XRD)、热重及热差(TG/DTG/DSC)、扫描电镜(SEM)等手段对纳米粉体和纳米管的结构、形态及组成进行分析对比.结果表明TiO<,2>纳米管的光催化性能优于其粉体.     

TiO2纳米管阵列电极制备与光催化制氢性能的关系

通过正交试验分析不同阳极氧化电压、氧化时间、氧化次数以及热处理温度对TiO2纳米管阵列电极性能的影响机理,使用电化学工作站测试电极光电化学性能,结合扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外–可见漫反射光谱等表征手段着重研究影响电极催化性能的内在机理。结果表明:不同阳极氧化和热处理使电极获得不同的微观结构和晶型,导致电极光催化性能差异明显。60V恒压下1次阳极氧化1h的样品经500℃热处理后,保持规整的纳米管阵列结构和较大的活性面积,并获得了特殊的分层混晶结构,具有较好的催化活性。同时,使用同一电极进行多次光催化制氢反应。紫外光照下,在0.5mol/LNa2SO4+0.5 mol/L乙二醇水溶液中,0.5 V偏压下获得了5.3 mL/(h cm2)的稳定产氢速率,证明电极具有稳定的光催化制氢活性。     

Y~(3+)掺杂对Mn-Zn铁氧体结构和性能的影响及正己烷磁流体的制备

用改进的化学共沉淀法首次合成了稀土钇离子掺杂的Mn0.8Zn0.2YxFe2-xO4(其中x=0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1)铁氧体纳米颗粒,利用X射线粉末衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究了温度和Y3+掺杂量对磁性纳米颗粒结构和磁性能的影响。通过加入十二烷基硫酸钠(SDS)控制纳米颗粒的大小,并用油酸作为表面改性剂,制备了稳定的Mn0.8Zn0.2Y0.02Fe1.98O4正己烷磁流体,使用红外光谱(FTIR)、热重(TGA)和透射电镜(TEM)研究了p H值对油酸包裹的影响。研究发现:通过对化学共沉淀法进行改进,在沸腾的情况下制备出了目前饱和磁化强度最高的Mn0.8Zn0.2Fe2O4纳米磁性颗粒(Ms=63.8 A?m2?kg?1),适当掺杂Y3+不会破坏铁氧体的尖晶石结构并且随着掺杂量的增加,饱和磁化强度Ms先增加后减小,当x=0.02时Ms最大;在p H=5的乙醇-水体系中进行改性,油酸的包裹量最大,制备出的Mn0.8Zn0.2Y0.02Fe1.98O4正己烷磁流体长期放置不会分层。     

Er3+掺杂无铅铁电陶瓷的电学和光致发光性能

无铅多功能铁电陶瓷在各类信息的检测、转换、存储及处理中具有广泛的应用,且稀土元素由于其特殊的电子结构和稳定的发光特性,有望赋予铁电陶瓷新的发光性能并改善其电学性能,为设计新型光电器件提供了可能。采用传统的高温固相反应法制备稀土Er³⁺掺杂Ba_0.85Ca_0.15Ti_0.90Zr_0.10O₃(BCTZ)无铅多功能铁电陶瓷,系统研究Er³⁺掺杂浓度对BCTZ铁电陶瓷微观结构、电学性能及光致发光的影响及内在联系。研究表明,陶瓷平均晶粒尺寸随Er³⁺掺杂浓度的增加单调减小,由7.59μm减小至3.82μm,减小约49.67%;陶瓷可释放的能量密度(W_rec)和储能效率(η)可分别提高约29.81%和122.79%。Er³⁺掺杂BCTZ陶瓷表现出强烈的绿光发射(548 nm)且发光强度相对可调性可达173.09%。Er³⁺掺杂BCTZ陶瓷优异、特殊的电光性能...     

Fe3+掺杂TiO2溶胶的低温制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法在低温下制备出Fe3+掺杂TiO2(Fe3+/TiO2)溶胶,研究Fe3+掺杂对TiO2催化性能的影响,用TG/DTA技术分析TiO2粉末的热分解过程,用XRD、TEM等表征Fe3+掺杂对TiO2晶型、晶粒尺寸、晶粒形貌的影响,结果表明:Fe3+掺杂会对纳米TiO2晶粒的粒径及晶体形貌产生影响,抑制TiO2晶型由锐钛矿向金红石的转变。将亚甲基蓝作为目标污染物进行光催化降解试验,紫外-可见漫反射吸收光谱分析表明:经适量Fe3+掺杂后的TiO2溶胶光催化活性提高,当硝酸铁与钛酸丁酯的物质的量比为0.20%时,光催化活性最佳。     

稀土Y3+掺杂TiO2光催化降解染料废水的研究

用溶胶-凝胶法制备了稀土Y3+掺杂TiO2,对其进行了XRD分析,以刚果红溶液为目标降解物研究了稀土Y3+掺杂TiO2的光催化性能。结果表明:同等实验条件下Y3+掺杂TiO2比纯TiO2的降解效果好。当稀土Y3+的掺杂量n(Y3+)∶n(TiO2)=0.5%(摩尔比)、焙烧温度600℃、刚果红溶液初始浓度20 mg/L、pH=3、催化剂用量为1.5 g/L时,其光催化性能最佳。反应1 h的降解率可达98.55%。     

添加B2O3对Y掺杂BaZrO3烧结性及电导率的影响

研究了加入不同量氧化硼（B2O3）对 Y 掺杂 BaZrO3（BaY0.1Zr0.9O2.95）质子导体烧结性及电导率的影响。研究表明：加入适量 B2O3（质量分数为0.5%～0.75%）可以使 Y 掺杂 BaZrO3的烧结温度降低到 1500 ℃,保温时间缩短到 4～6h,相对密度可达 95%左右,远大于不加 B2O3试样的。与未掺入 B2O3的 Y 掺杂 BaZrO3试样相比,该体系材料的电导率没有明显降低。过量 B2O3（1.0%）的加入将使其以第二相形式存在于烧结体中,从而降低材料的电导率。     

TiO2纳米管阵列的制备及其应用研究进展

TiO2纳米管阵列作为一种新型的纳米TiO2材料,由于独特的有序结构和优异的性能,引起了人们的极大关注。介绍了采用阳极氧化法制备TiO2纳米管的工艺条件、影响因素、形成机理,及其在光电解水制氢、光催化降解有机污染物、染料敏化太阳能电池、气敏传感等方面的研究进展,展望了其发展方向。     

Sintering behavior of Y-doped BaZrO3 refractory with TiO2 additive and effects of its dissolution on titanium melts

In this study, the sintering behavior of Y-doped BaZrO₃ with TiO₂ additive and effects of its dissolution on titanium melts were investigated. In order to overcome the difficulty of Y-doped BaZrO₃ sintering performance, the 0-5 wt% TiO₂ was added into Y-doped BaZrO₃ and its densification was investigated by density analyzer, scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD). Thereafter, the interface reaction between two crucibles (without and with 2 wt% TiO₂) and titanium alloys, the thermodynamics and kinetics of dissolution reaction were also investigated. The results showed that Y-doped BaZrO₃ was rarely dense without TiO₂ additive and its relative density was just 88%, while after doping 2 wt% TiO₂, the relative density was more than 97%. However, with the excessive TiO₂(>2 wt%) doping, the secondary phase was observed by SEM and XRD. After melting titanium-rich alloys (Ti₂Ni, 66 mol% Ti) by Y-doped BaZrO₃ crucibles without and with 2% TiO₂ additive, the erosion layer of the two crucibles was approximately 4000 and 1700 μm, respectively. It was also found that the dissolved reaction rate was related to the density and grain size of Y-doped BaZrO₃ ceramic; the higher density and larger grain size ceramics can effectively prevent the crucible from being eroded by Ti₂Ni melt.     

Bi2MoO6@CQDs/TiO2纳米管阵列的制备与光电催化性能

为提高TiO₂的可见光光电催化活性,本文用Bi₂MoO₆和碳量子点(CQDs)对TiO₂纳米管阵列(TNA)进行了改性。以CQDs、Bi(NO₃)₃·5H₂O和Na₂MoO₄为原料,通过简单的溶剂热法,在TNA中沉积了CQDs和Bi₂MoO₆,成功制备了新型Bi₂MoO₆@CQDs/TNA。扫描电镜(SEM)和元素mapping分析结果表明,CQDs和Bi₂MoO₆成功涂覆在TNA管壁上。通过在可见光下降解甲基橙(MO)溶液,评价了所制备的光催化剂的光电催化性能。结果显示,经3 h的光电催化降解,Bi₂MoO₆@CQDs/TNA对MO的去除率比Bi₂MoO₆/TNA高32%。CQDs优异的上转换光致发光(UCPL)性能促进了TiO₂在可见光下被激发产生光生载流子,同时Bi₂MoO₆与TiO₂的耦合抑制了光生载流子的复合,从而提高了Bi₂MoO₆@CQDs/TNA的光电催化活性。     

Cu掺杂二氧化钛纳米管阵列的研究

范围内,有助于提高TiO2纳米管阵列对可见光的利用效率.     

硫化铋准纳米带阵列的可控合成及光学性质

以五水硝酸铋和硫脲为原料,采用籽晶技术和水热相结合的方法,在涂籽晶层的硅片上制备了大面积Bi2S3准纳米带阵列。利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和电子衍射等对产物的结构和形貌进行表征。结果表明,合成产物为纯正交相的纯Bi2S3,纳米带阵列中的纳米带宽约为130 nm,长约2μm,并且沿[130]方向优先生长。使用涂有Bi2S3纳米籽晶的衬底是生长大规模准纳米带阵列的必要条件,衬底在高压釜中放置高度影响产物的形貌。Bi2S3准纳米带阵列的形成机理与自组装生长和Bi2S3的各向异性生长相关。产物的荧光光谱为从650nm到800nm的红光区域宽发光带,是由Bi2S3准纳米带阵列结构中的复杂缺陷导致的。     

Field Emission Properties and Fabrication of CdS Nanotube Arrays

A large area arrays (ca. 40 cm²) of CdS nanotube on silicon wafer are successfully fabricated by the method of layer-by-layer deposition cycle. The wall thicknesses of CdS nanotubes are tuned by controlling the times of layer-by-layer deposition cycle. The field emission (FE) properties of CdS nanotube arrays are investigated for the first time. The arrays of CdS nanotube with thin wall exhibit better FE properties, a lower turn-on field, and a higher field enhancement factor than that of the arrays of CdS nanotube with thick wall, for which the ratio of length to the wall thickness of the CdS nanotubes have played an important role. With increasing the wall thickness of CdS nanotube, the enhancement factor β decreases and the values of turn-on field and threshold field increase.     

高度有序非晶TiO2纳米管阵列的制备及其锂电性能研究

采用阳极氧化法制备了高度有序的TiO2纳米管阵列,借助XRD、TEM、SEM、EDX以及恒流充/放电方法以及循环伏安法研究了其微观结构、形貌及脱/嵌锂性能,并与锐钛矿型进行了比较研究.结果表明:阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列为无定形的非晶相结构,且沿垂直于钛片表面的方向定向排列;450℃热处理2h可促使TiO2纳米管由非晶相结构转变成锐钛矿型晶体,但并没有明显影响纳米管阵列的形貌;与锐钛矿型TiO2纳米管阵列电极相比,非晶态电极表现出了较高的脱/嵌锂容量,因为非晶态电极中的无序结构和缺陷为Li+脱/嵌提供了更多的空间和空位.     

掺Y2O3磷酸盐隔热玻璃的制备及其性质的研究

以磷酸盐为主要原料,通过掺Y2O3制得了具有良好化学稳定性和可见光透过性的磷酸盐隔热玻璃.测定了玻璃的XRD、穆斯堡尔谱、IR光谱及可见-红外光谱,并对Y2O3改善磷酸盐玻璃的机制进行了合理的解释.     

Effect of CO2 Exposure on the Chemical Stability and Mechanical Properties of BaZrO3‐Ceramics

The reactivity of BaZrO₃ with CO₂ has been addressed as one of the major challenges with BaZrO₃‐based electrolytes in protonic ceramic fuel cells. Here, we present a study of the effect of CO₂ exposure on BaZrO₃‐materials at elevated temperatures. Dense BaZr_1?xY_xO_3?x/2 (x = 0, 0.05, 0.1, 0.2) and BaCe_0.2Zr_0.7Y_0.1O_2.95 ceramics were prepared by sintering of powder prepared by spray pyrolysis. The Vickers indentation method was used to determine the hardness and estimate the fracture toughness of pristine materials as well as the corresponding materials exposed to CO₂. Formation of BaCO₃ on the surface of exposed ceramics was confirmed by X‐ray diffraction and electron microcopy. The reaction resulted in formation of Ba‐deficient perovskite at the exposed surface. The reaction with CO₂ was most pronounced at 650°C compared to the other temperatures applied in the study. The reactivity was also shown to depend on the Y‐content and the grain size and was most pronounced for BaZr_0.9Y_0.1O_2.95. The reaction with CO₂ was observed to have a profound effect on the fracture toughness of the ceramics, demonstrating a depression of the mechanical stability of the materials. The results are discussed with respect to the chemical and mechanical stability of BaZrO₃ materials, with particular emphasis on the composition and grain size.