Photocatalytic Active Titania Thin Films through Oxidation of Metallic Ti in Aqueous H2O2 Solutions Containing Various Block Copolymers

利用添加了嵌段共聚物P123、F127及硝酸的双氧水溶液直接氧化钛金属基体制备不同纳米形貌TiO2光催化薄膜。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)等技术分析样品的微观结构和形貌,以光催化降解若丹明B测定薄膜的光催化性能。结果表明,Ti-H2O2反应体系中仅添加嵌段共聚物的薄膜结晶呈树枝状,加入硝酸后薄膜形成纳米花结构。450oC热处理后,薄膜为锐钛矿与金红石的混晶结构,平均晶粒尺寸在12～20nm之间。薄膜的间接禁带宽度为2.65～2.85eV,显著低于TiO2块体。添加P123获得的薄膜的光催化性能优于添加F127的薄膜。     

Ti-H2O2反应添加嵌段共聚物制备光催化活性的TiO2薄膜

利用添加了嵌段共聚物P123、F127及硝酸的双氧水溶液直接氧化钛金属基体制备不同纳米形貌TiO2光催化薄膜.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等技术分析样品的微观结构和形貌,以光催化降解若丹明B测定薄膜的光催化性能.结果表明,Ti-H2O2反应体系中仅添加嵌段共聚物的薄膜结晶呈树枝状,加入硝酸后薄膜形成纳米花结构.450℃C热处理后,薄膜为锐钛矿与金红石的混晶结构,平均晶粒尺寸在12～20 nm之间.薄膜的间接禁带宽度为2.65～2.85 eV,显著低于TiO2块体.添加P123获得的薄膜的光催化性能优于添加F127的薄膜.     

纳米氧化钛光催化降解苯酚活性研究

本文从制备方法、微观结构、光催化活性研究等方面介绍了本课题组近几年从事的具有纳米结构的氧化钛、被修饰在介孔材料中的氧化钛以及沉积了贵金属的纳米结构氧化钛的研究成果，并总结了纳米氧化钛的结构特点和对应的光催化性质的规律。纳米氧化钛因颗粒尺寸下降而具有与微米氧化钛不同的特殊性质，有着广泛的应用前景，是具有光催化性质的氧化钛的研究热点。     

钛上阳极氧化生成TiO2光催化薄膜的结构与性能

研究了电化学阳极氧化在钛上制备的纳米晶多孔TiO2光催化薄膜的结构与光催化特性。将工业纯钛片或钛箔暴露于电介质溶液并加一定电压，钛表面将氧化生长多孔TiO2薄膜。适当控制氧化电压、溶液温度，得到非晶氧化膜，再进行晶化处理，得到锐钛矿相纳米晶TiO2薄膜。其晶粒尺寸约在10nm～30nm。用SEM，TEM，XRD表征TiO2薄膜的形貌与相结构。用光谱仪测定了薄膜对入射光的吸收特性，表明电化学氧化制备的纳米晶二氧化钛薄膜对近紫外入射光产生强烈的吸收，显示纳米结构的量子效应。测定了薄膜对酸性红溶液的光催化降解效率，结果表明反应30min后薄膜对酸性红的光催化降解率可达95％以上。     

碳掺杂氧化钛薄膜可见光催化性能及机制研究

以四异丙醇钛为原料,用大气开放式MOCVD装置通过控制工艺参数制备不同含碳量的氧化钛薄膜.分别采用EDS、XRD、SEM、UV-VIS、罗丹明B光催化降解的方法对不同碳含量的碳掺杂氧化钛薄膜的光吸收性能以及可见光下的光催化活性进行研究.研究结果表明,随着碳掺杂量的增加,薄膜的可见光吸收和可见光催化活性均增强.     

纳米TiO2薄膜的制备及自清洁性能研究

通过溶胶一凝胶法在普通钠钙玻璃表面制备均匀透明的纳米TiO2自清洁薄膜。探讨了薄膜制备的工艺条件，并利用X射线衍射（XRD）、紫外分光光度计对薄膜的晶型、晶粒大小和透光率进行了表征，研究了在紫外光照射下薄膜的光催化性能及亲水性能。结果表明，制得的TiO2薄膜具有较强的自清洁性能。     

室温下反应磁控溅射沉积氧化钛薄膜光学性能和力学性能研究

目的通过对比不同溅射功率和氧气分压下氧化钛薄膜性能的变化规律,分析其力学性能和光学性能的关系。方法在室温条件下,采用直流反应磁控溅射技术在K9玻璃基底上沉积TiO_2薄膜,通过紫外可见红外分光光度计和椭偏仪对薄膜的光学特性进行分析,通过微纳米压痕技术对薄膜的力学性能进行表征。结果在给定工艺参数范围内,薄膜的光学折射率与纳米硬度和弹性模量正相关,随着溅射靶功率的增大,所制备薄膜的折射率、纳米硬度和弹性模量随之增大,而薄膜的光学带隙则随着溅射功率的增大而下降。同时,O_2流量对薄膜的光学性能和力学性能的影响更明显,在较低O_2流量条件下(Q(Ar)/Q(O_2)=10/1),所制备薄膜的折射率减小而光学带隙变大,随着O_2流量进一步减少(Q(Ar)/Q(O2)=20/1),薄膜的折射率增大而光学带隙减小,但薄膜的纳米硬度和弹性模量随O_2流量的减少而下降。结论磁控溅射沉积TiO_2薄膜的折射率与其光学带隙反向相关,而仅在适量氧气条件下所制备的薄膜的力学性能与光学特性有相关性。     

TiO2纳米复合薄膜制备及光催化性能研究

用浸渍提拉法在玻璃基片上制备TiO2纳米薄膜和TiO2／ZnFe2O4纳米复合薄膜，利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)以及紫外．可见分光光度计等分析测试方法对制备薄膜的相结构及光吸收性能进行了分析和表征。结果表明，在500℃热处理下薄膜为锐钛矿型，粒度在20nm～30nm；复合后薄膜的光吸收边发生了红移，不同的复合方式影响亚甲基蓝染料的光催化降解效率。     

钙钛矿型La1-xSrxMnO3纳米薄膜的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法和浸渍提拉技术在载玻片基底上制备出钙钛矿型La1-xSrxMnO3纳米薄膜;采用TG/DTA技术分析前驱体凝胶的热分解历程;利用AFM观察薄膜的形貌特征;通过XRD进行物相分析,并计算其晶粒尺寸。结果表明,La1-xSrxMnO3薄膜在600℃形成,为钙钛矿结构,其平均晶粒尺寸为10.349nm。采用该薄膜对多种水溶性染料进行光催化降解试验的结果表明,掺杂后该类纳米薄膜有较好的光催化效果,当x=0.2时光催化效果最好。     

TiO2纳米晶薄膜溶胶凝胶法制备及其光学性能

通过溶胶凝胶浸渍提拉法成功制备了表面平整的氧化钛纳米晶薄膜.XPS结果确定了该薄膜的元素组成及价态.TG分析结果表明大量无定形Ti(OH)2向锐钛矿型TiO2转变发生在390℃左右.显微共焦Raman光谱确定了不同温度热处理所得薄膜的相结构.SEM形貌图显示TiO2薄膜表面粒子疏松,晶粒多在20nm～30nm之间.另外研究了Fe3+掺杂对TiO2薄膜光学吸收性能的影响.     

AlOOH纳米胶体制备及其在有机-无机纳米复合薄膜中的应用

采用胶体化学方法制备了不同形貌的纳米AlOOH胶体,并将其作为功能组分用于制备有机-无机纳米复合薄膜.采用的有机体系为有机硅烷单体,基底材料为有机玻璃(PMMA).研究发现纳米AlOOH粒子在薄膜体系中分散均匀,使薄膜具有透明、硬质等特点,赋予了PMMA表面优良的耐擦伤和耐磨损性能,而且可以利用纳米粒子形貌特征调控薄膜的性能.     

FeNi纳米磁性薄膜的制备及其在传感器中的应用

纳米薄膜材料是一种二维的纳米材料,其在厚度方向的尺寸处于纳米量级(0.1～100nm)。由于这种特殊的结构,纳米薄膜材料可以在光、电、热、磁等方面表现出优异的性能,是一种先进的功能材料。那么,纳米薄膜材料是怎么制备出来的?其原理是什么?纳米薄膜的性能如何测试?纳米薄膜制备出来后又如何应用于器件产品?……文章以磁控溅射FeNi薄膜为例,概要介绍了磁控溅射的镀膜方法,以及薄膜制备与性能测试分析的关键仪器设备,并对FeNi薄膜在传感器领域中的应用进行了简单介绍。     

微/纳米多孔氧化锌薄膜的电化学制备及其光催化性能

在高度阴极极化条件下,以析氢气泡为动态模板,电沉积制备微/纳米多孔锌薄膜,经加热氧化制备得到微/纳米多孔氧化锌薄膜.研究电流密度、镀液组成和温度对多孔金属锌薄膜孔径大小和孔壁形貌的影响.结果表明:通过改变电流密度、镀液组成和温度,可调控孔径大小和孔壁结构;在30 ℃的0.05 mol/L ZnSO4和2 mol/L NH4Cl溶液中,电流密度为0.3～0.8 A/cm2时,可得到主孔径约为50～100 μm的多孔锌薄膜,形成孔壁的枝晶由大小为100～300 nm的颗粒构成;在空气气氛下经350 ℃加热1 h、450 ℃加热2 h氧化处理后,多孔锌薄膜转变为具有相似微/纳米多孔结构的氧化锌薄膜,并显示出优异的光催化降解罗丹明B的性能.     

粒子型TiO_2溶胶和薄膜的制备与性能

利用纳米TiO2粉体制备粒子型TiO2纳米溶胶,并采用浸渍提拉法在普通玻璃表面制备TiO2纳米薄膜。研究粒子型溶胶的胶体特性以及薄膜的表观形貌、透光性、亲水性和光催化性能。结果表明:粒子型TiO2纳米溶胶的常温晶相为锐钛矿相,500℃以后逐步向金红石相转变;TiO2纳米薄膜具有良好的可见光透过性,强的紫外吸收能力,从而具有很好的紫外光光催化性能,同时还具有一定的可见光响应和亲水性能。     

纳米金刚石薄膜的制备和应用

纳米金刚石薄膜的优异性能吸引了众多学者的关注,同时也成为CVD金刚石薄膜研究领域的新热点。文章对国内外的纳米金刚石膜制备的研究状况做了详细介绍,并对纳米金刚石薄膜的应用进行了讨论。     

水热法制备高定向掺铝氧化锌纳米棒阵列

为了制备高定向光电性能优异的掺铝氧化锌(ZAO)纳米棒阵列,采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备掺铝氧化锌薄膜,以ZAO薄膜为种子层,通过控制掺铝量、稳定荆等工艺参数,采用水热法制备出了高定向ZAO纳米棒阵列.实验表明,铝掺杂量为2%,直径在50nm左右的ZAO纳米棒阵列薄膜具有最好的光致发光性能,表面活性剂可以促进ZAO纳米结构的棒状生长,形成高定向ZAO纳米棒阵列.     

TiO2薄膜电极的制备及光电催化性能

为了得到光电化学性能稳定、光催化活性好、制备方法简便的TiO2光电极,采用涂覆法制备了纳米TiO2薄膜光电极.XRD,SEM结果表明电极上涂覆的TiO2的晶型为锐钛型,纳米TiO2在电极表面分布均匀,薄膜厚度在10μm左右,且电极表面有一定的粗糙度.交流阻抗图谱分析显示TiO2电极在光照下能进行光电化学反应.应用于20mg/L苯酚溶液的降解中,结果表明,该电极光电催化降解性能优于光催化降解性能,电场在降解过程中发挥了作用;对照态光氧化过程基本无化学反应发生;暗态下电极上也无吸附现象;反应后电极无剥落损伤.     

专利信息

纯钛制建筑材料及其制造方法；钛及钛合金制品的等离子体抛光方法；一种高阻尼形状记忆合金；一种还原焙烧高铁钛铁矿的方法；微米细晶钛镍-铁形状记忆合金块材制备方法；稀土改性的纳米氧化钛薄膜材料及其薄膜制备技术；高岭土／二氧化钛纳米复合颗粒电流变液材料及其制备方法；一种提高钛渣TiO2品位的方法；一种制备低氧TZM钼合金棒坯的方法。[编者按]     

CrSiN纳米复合薄膜的摩擦学性能

采用中频非平衡反应磁控溅射技术在单晶硅P(111)基材上制备了CrSiN纳米复合薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、Kevex能谱仪(EDX)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和纳米压痕仪对薄膜的相结构、化学成分组成和力学性能进行了测试分析。利用球-盘式摩擦磨损试验机(UMT-2)考察了薄膜和GCr15钢球对磨的摩擦学性能并采用扫描电镜(SEM)观察磨痕形貌。结果表明:CrN薄膜中Si元素的掺杂改变了薄膜晶体结构,所制备的CrSiN复合薄膜为多相复合结构,即nc-CrN/aSi3N4所组成的纳米晶/非晶复合结构。CrSiN纳米复合薄膜的力学性能均优于CrN薄膜,其硬度均高于CrN薄膜的硬度,其中Si原子数分数为12.6%时薄膜的硬度达到最大,对应纳米晶/非晶复合强化。CrSiN纳米复合薄膜的摩擦因数低于CrN薄膜,具有很好的抗磨损性能,并具有一定的润滑作用。     

钙钛矿型复合氧化物纳米薄膜的研究进展

钙钛矿型复合氧化物具有丰富和复杂的物性,研究该类薄膜的生长技术及其性能,从而促进其实际应用,具有广阔的商业前景.通过介绍钙钛矿型复合氧化物的结构,讨论该类型纳米氧化物薄膜的各种制备技术特点与存在的问题,并在国内外现有研究的基础上,总结该类型氧化物纳米薄膜在气敏、传导、催化、电磁学等方面的性能及应用,最后对纳米钙钛矿型复合氧化物薄膜的发展前景做了展望.