Ag掺杂SnO2纳米粉体的合成与抗菌性能研究

采用水热法制备得到了Ag掺杂SnO2纳米粉体。以XRD、BET、TEM等手段对粉体进行了表征。研究发现,200℃水热合成得到的SnO2纳米粉体的晶粒尺寸为数纳米,Ag离子的掺杂抑制了SnO2晶粒的长大。经600℃热处理后,纳米粉体的晶粒明显长大,分散性能良好。抗菌测试显示,直接水热法制得的Ag掺杂SnO2纳米粉体的抗菌能力较差,而经过600℃热处理后的粉体具有优良的抗菌性能。     

锌锶共掺杂TiO_2多孔涂层的抗菌及生物相容性

为改善钛的抗菌性能和生物活性,采用微弧氧化(MAO)技术在纯钛表面制备了锌掺杂TiO_2涂层(M-Zn)、锶掺杂的TiO_2涂层(M-Sr)和锌锶共掺杂TiO_2涂层(M-Zn/Sr)。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备的涂层的组织结构和成分进行分析;采用平板计数法研究了涂层的抗菌性能;利用细胞荧光染色和甲基噻唑基四唑(MTT)的方法探究了细胞在材料表面的生长状况。结果表明:形成的TiO_2涂层都是典型的多孔结构,主要由金红石和锐钛矿相组成,锌、锶的掺杂对涂层形貌影响不大。M-Zn/Sr涂层中锌、锶的原子数分数分别为7.9%和1.7%。M-Zn及M-Zn/Sr涂层大肠杆菌展现了良好的抗菌性能,抗菌率接近100%。M-Zn、M-Sr和M-Zn/Sr均能促进成骨细胞增殖,M-Zn/Sr涂层具有抗菌和细胞增殖的双重功能。     

Cu掺杂对TiO_2性质影响的第一性原理研究

得到了锐钛矿TiO_2半导体的原胞结构,用Cu原子置换TiO_2原胞中的钛原子,并进行几何优化。通过对能带、态密度的分析,发现在掺杂Cu后,禁带宽度和价带均变窄,导带变宽,价带在费米能级附近出现特别的峰。掺Cu入TiO_2中不仅由Cu的3d态电子产生了杂质能级,同时引起了TiO_2的晶格畸变,光催化性能增强,光响应范围扩展至668.2 nm。     

锐钛矿型TiO_2(101)面与Ag相互作用的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法对锐钛矿型TiO_2(101)面上两种键桥形式吸附Ag原子的吸附能、电子布居、单位键长及电子结构等参数进行计算,研究Ag/锐钛矿型TiO_2复合材料中的Ag与TiO_2的相互作用。研究发现,锐钛矿型TiO_2(101)吸附Ag原子时,将是O-Ag之间的电子转换;并且,Ag原子更容易与锐钛矿型TiO_2(101)面的键桥Ti上的O原子发生反应生成相应的化合物。     

复合溶胶电泳制备TiO_2涂层的研究

研究了由TiO_2颗粒和TiO_2溶胶组成的复合TiO_2溶胶,以及其电泳制备涂层的光催化性.实验发现复合溶胶的Zeta电位小于相应的溶胶Zeta电位.对于溶胶在不同温度下煅烧制备的TiO_2粉末进行XRD表征,结果表明随着煅烧温度升高,粉末结晶程度提高,从200 ℃开始出现锐钛矿TiO_2晶相,在550 ℃出现金红石型TiO_2.光催化性能表明,由溶胶而得到的TiO_2涂层的光催化性能要好于复合TiO_2溶胶的光催化性能.     

输电线表面TiO_2涂层的光催化效率研究

为了降低交直流输电线表面污闪放电和电晕放电,采用等离子喷涂技术在铝输电线表面制备了不同晶型的TiO2涂层,对表面有不同晶型TiO2涂层的输电线施加交直流外电压,研究了TiO2涂层降解甲基橙速度,评价TiO2涂层在外电压条件下的光催化性能。结果表明,无外加电压条件下,二氧化钛涂层自身的光催化性很弱,外加交直流电压能够显著地提高涂层的光催化效率,其中直流电压条件下的光催化效率最为显著,并且随着外加电压的升高,涂层的光催化效率相应提高。90%的金红石相、9%的锐钛矿相TiO2和1%的Y2O3组成的喷涂粉末制备的TiO2涂层在交直流电场中,较短的时间就有较高的光催化效率,外加30 V的交流电压60 min,光催化效率可达到25%,外加30 V的直流电压30 min,光催化效率可达到60%以上。     

等离子喷涂TiO_2涂层及其光催化性能研究

采用等离子喷涂方法在304不锈钢表面制备了TiO2、AT40（40％TiO2,60％Al2O3）涂层,研究了涂层对甲基橙的光催化降解性能。采用金相分析方法和扫描电镜（SEM）观察了涂层微观结构,用x射线衍射法分析了涂层的相结构。结果表明：涂层与基体结合紧密,表面的孔隙有利于降解率的提高,锐钛型TiO2的含量是影响光催化效果的关键,纯TiO2涂层的降解率高于AT40涂层。     

Ag/TiO_2纳米复合材料的制备及结构研究

首先采用化学氧化在块体Ti表面制备出多孔纳米TiO2,随后通过高能离子束轰击实现Ag纳米粒子在TiO2表面的有效固定,最终在Ti表面制备出Ag/TiO2纳米复合材料。采用XRD、SEM及TEM手段对其进行了结构表征。结果表明,化学氧化法可制备出多孔纳米TiO2,其晶粒尺寸为10 nm左右;通过调节高能Ar离子束轰击的时间,可对TiO2晶粒尺寸进行小范围有效控制。     

AZ31镁合金疏水性TiO_2陶瓷涂层的制备及其性能研究

镁合金由于易腐蚀限制了其应用领域。通过等离子体电解氧化(PEO)技术在镁合金表面制备TiO_2陶瓷涂层,从而提高镁合金的耐腐蚀性。对PEO过程放电特性及等离子体场活性物种成分进行分析。利用XPS、XRD、SEM、Tafel等方法分别研究了TiO_2陶瓷涂层的元素分布、组成、表面形貌及耐腐蚀性能等,并对PEO涂层的表面接触角进行测试。结果表明:制得的防腐涂层为锐钛矿Ti O2陶瓷涂层,涂层耐腐蚀电流提高了7个数量级,涂层表面接触角为112.4°,呈现疏水特性,这更有利于提升镁合金的耐腐蚀性。     

铝合金微弧氧化膜纳米TiO_2掺杂机理研究

在含有纳米TiO_2的电解液中对铝合金进行微弧氧化处理,用以研究掺杂纳米TiO_2对铝合金微弧氧化成膜机理及性能的影响。利用扫描电镜(SEM)观察微弧氧化膜形貌,能谱仪(EDS)分析膜层Ti、Al、O等元素含量,X射线衍射仪(XRD)分析相组成,测定膜厚、硬度和氧化液中TiO_2表面电荷,建立了掺杂改性模型。结果表明,加入纳米TiO_2后,氧化初期电压随TiO_2添加量增加逐渐升高、5min后电压逐渐降低;氧化膜表面孔洞数量和尺寸减小,成膜效率、膜层致密度和表面疏松层硬度提高。纳米TiO_2在氧化膜表面均匀分布,截面不均匀分布。氧化膜主要由γ-Al_2O_3、Mullite和少量Si组成。     

氮离子注入诱导TiO_2涂层在可见光下的抗菌能力（英文）

为了提高钛组件的抗菌能力,通过微弧氧化(MAO)处理和进一步的氮等离子体浸没离子注入(N-PIII)处理,在钛表面制备抗菌涂层。XPS光谱测试结果表明,采用氮离子注入N-PIII法将氮掺入TiO_2涂层,随着注入时间的增加,TiO_2涂层表面氮含量增加。掺氮样品在可见光区域的吸光度显著增加,并且氮注入样品的光吸收峰边缘与微弧氧化样品的光吸收峰相比向红外光区移动。将大肠杆菌和金黄色葡萄球菌接种在样品表面,以评估样品的抗菌能力。细菌实验结果表明,掺氮态TiO_2在可见光下可以有效降低细菌活力。由实验结果可见,微弧氧化和氮离子注入复合工艺制备的抗菌TiO_2涂层在医学和海洋领域具有很大潜力。     

氮掺杂TiO_2薄膜光催化剂的制备

采用溶胶-凝胶法,在电场热处理条件下,合成了晶粒度为50～60 nm的在可见光下具有较高催化活性的一种掺N的TiO_2薄膜.光催化实验表明:在可见光催化下,掺N薄膜对甲基橙溶液的催化活性大大提高了.通过XPS和XRD分析,确定了N在TiO_2中以取代O原子的形式存在,即薄膜中形成了非整比化合物TiO_(2-x)N_x,通过紫外可见光谱(UV-VIS)分析测试薄膜的透光率,观察到掺N薄膜的吸收截止波长为550 nm,说明吸收边发生了红移.以取代形式掺杂的N在窄化带隙和提高光催化活性方面具有重要的意义.     

Sn~(2+)掺杂TiO_2凝胶相变过程

采用溶胶-凝胶法制备了Sn~(2+)掺杂TiO_2纳米粉体,利用TG-DTA和XRD分析对凝胶的相变过程进行了表征.研究结果表明,Sn~(2+)掺杂显著抑制了锐钛矿和金红石晶粒的长大,使凝胶-锐钛矿转变和锐钛矿-金红石转变的温度呈现先增加后降低的变化趋势.随着Sn~(2+)掺杂量的增加,对锐钛矿向金红石转变的影响呈现了先促进后抑制的作用,且在20ST试样之后的各个温度都发现了SnO_2的存在.锡离子的价态变化对相变特征起到非常重要的作用.     

镁合金表面等离子喷涂Al2O3-TiO2陶瓷涂层的耐腐蚀性研究

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al2O3-13％TiO2陶瓷复合涂层,对涂层的微观组织进行了观察分析,测试了涂层的表面硬度.通过极化曲线和浸泡腐蚀试验,对比研究了镁合金基材及喷涂陶瓷涂层的试样在5％ NaCl溶液中的耐腐蚀性能.结果表明:涂层镁合金试样的硬度和耐腐蚀性优于基体镁合金,但当腐蚀液透过涂层孔隙时...     

TiO_2掺杂硅气凝胶的制备及性能研究

研究了TiO2掺杂硅气凝胶的制备工艺及其性能。结果表明:掺入粒径大小为0.5~2.0μm的金红石型TiO2遮光效果最佳;掺杂时间30 min时加入钛白粉,凝胶体系中遮光剂分散效果良好;掺杂量的质量分数为10%时,硅气凝胶样品高温绝热性能最优。     

抗菌性优异的光触媒涂层不锈钢板

日本金属工业公司开发成功一种含有氧化钛光触媒的抗菌涂层不锈钢板。氧化钛粉末涂覆于不锈钢表面的涂层钢板,具有优越的抗菌性,但这种涂层很硬,在加工时容易产生裂纹。因此,新开发的涂层钢板则在氧化钛涂料配制上进行了改进,它是以无机系涂料为基体掺入了适量的有机系涂料组成的复合涂层,涂层后可任意进行加工,其价格只比一般氟树脂系涂层不锈钢板增加了３０％。这种抗菌不锈钢板除用于厨具、医疗机器以外．作为表面装饰涂层材料应用也很广泛,１９９９年初的销售额预计为１０亿日元。（光明取自日刊《工业材料》,１９９８,４６(…     

纳米TiO_2/聚氨酯复合涂层的电化学阻抗研究

研究了含量分别为0%,1%,3%和5%(质量分数)的硅烷偶联剂改性前后的纳米TiO_2对涂覆在45#碳钢上的聚氨酯涂层耐蚀性能的影响。场发射电镜(FESEM)测试结果表明,未改性纳米TiO_2在涂层中以团聚体的状态存在,经过硅烷偶联剂KH-570改性后的纳米TiO_2在涂层中均匀分散,其中含量为3%的涂层结构最为致密。采用电化学阻抗(EIS)技术研究了纳米TiO_2/聚氨酯复合涂层在3.5%Na Cl溶液中浸泡不同时间的阻抗行为,实验结果表明添加硅烷偶联剂改性纳米TiO_2可明显提高聚氨酯涂层的耐蚀性,其中含3%改性纳米TiO_2的涂层在浸泡过程中,始终呈现一个时间常数特征,在浸泡至2880 h后,涂层电阻仍然为2.6×108Ω·cm2,明显高于其他组分的涂层电阻,表明该涂层具有最好的耐蚀性。     

盐雾条件下NiCrAl涂层的耐腐蚀性研究

采用大气等离子喷涂工艺在Ni基高温合金上制备NiCrAl涂层,并研究了该涂层在盐雾腐蚀和氧化条件下的耐腐蚀性能。通过对NiCrAl涂层盐雾腐蚀前后的极化曲线分析,可知NiCrAl涂层盐雾腐蚀后的腐蚀电位变得更负,腐蚀电流密度变得更大,说明经过盐雾腐蚀后的NiCrAl涂层的耐腐蚀性明显下降。由SEM观察可知,NiCrAl涂层经过盐雾腐蚀后表面和内部都出现了大量的裂纹,组织变得疏松,遭到严重腐蚀,涂层失去保护能力。经EDX分析可知,腐蚀产物的化学通式为MexOyClz。经过预氧化的NiCrAl涂层由于形成了θ-Al2O3膜,耐腐蚀性能增强     

含Ag硬质涂层的结构及其摩擦腐蚀与抗菌特性的研究进展

从含Ag元素的硬质涂层入手,综述了二元含Ag的Ag-DLC涂层到三元含Ag的CrN/Ag、TiN/Ag、ZrN/Ag涂层,再到多元含Ag的CrSiN/Ag、TiCN/Ag、ZrCN/Ag等涂层的研究进展,分析了不同制备技术和参数、不同元素添加等手段对涂层结构、摩擦腐蚀及抗菌特性的影响.在含Ag硬质涂层从二元到多元的研究过程中,发现元素的含量和制备参数会对涂层的微观组织结构产生重要的影响,并且Ag元素的含量极大地影响着硬质涂层的摩擦学特性、耐腐蚀性能和抗菌性.已有研究表明:低剪切强度的软质Ag相的添加往往能提高涂层的耐磨特性,故将具有高热化学稳定性的Ag固体润滑剂与高耐磨性的硬质涂层相结合,可以改善硬质涂层的摩擦学特性;少量的Ag元素添加可以保持或略微改善涂层的耐腐蚀性能,但是掺杂较高含量的Ag会使硬质涂层的耐腐蚀性能降低;同时,Ag元素对能够引起金属腐蚀的细菌有很好的抗菌效果,且是对环境和人体安全性好的金属元素.若能在金属部件表面沉积含Ag的纳米复合涂层,可以满足水润滑部件耐磨和防污的使用要求.研究在水环境中具有耐磨、抗生物腐蚀的含Ag纳米复合涂层,有利于对机械工程设备中关键零部件的保护,对于海洋开发和社会发展具有重大意义.