Ti-6Al-4V合金表面TiO2纳米管阵列薄膜的制备与光电特性研究

采用阳极氧化法在Ti-6Al-4V合金表面制备了TiO2基纳米管阵列.所用电解液为0.3 mol/L.H3PO4与0.14 mol/L NH4F的混合溶液,使用电压10～50 V.用冷场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能量色散X射线荧光光谱仪(EDX)和X射线衍射仪(XRD)表征了所制备薄膜的形貌、元素组成和晶型结构.用紫外-可见光分光光度计分析了薄膜的光吸收特性,用电化学工作站测试了其光电特性.结果表明,在20～40V电压下可以做出不同管径的纳米管,经600℃热处理的样品在可见光区有较好的吸收和光电特性.     

有序TiO2纳米管阵列膜材料的研究进展

综述了近年来有序TiO2纳米管阵列薄膜的制备、性质及其在能源、环境、生物组织工程等领域应用的研究进展.     

硅基底TiO2纳米管阵列的制备

本文采用磁控溅射方法在硅基底上沉积一层金属钛膜,用于取代传统阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列所用的金属钛片.分别在乙二醇和丙三醇两种电解液中进行阳极氧化,均在硅基底上形成了高度有序的TiO2纳米管阵列.该方法与硅工艺集成技术兼容,有利于基于TiO2纳米管阵列的微纳米器件的设计和制造.     

用乳酸溶液为电解质制备TiO2纳米管阵列

为了开发自组织阳极氧化制备TiO2纳米管阵列的新体系,以乳酸／NH4F混合溶液为电解质,研究了阳极氧化制备TiO2纳米管阵列的影响因素及形成机理。采用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对样品进行检测,并通过观察阳极氧化过程中的电流-时间变化曲线,探讨TiO2纳米管阵列的形成机理。结果表明：阳极氧化电压、时间及电解质溶液的黏度是影响TiO2纳米管阵列结构和形貌的主要因素,在40V阳极氧化电压下,制备出平均管径高达180nm的纳米管,所获得的TiO2纳米管阵列为无定型结构,300℃热处理以后转变为锐钛矿型TiO2。     

阳极氧化法制备金属掺杂TiO2纳米管的研究进展

介绍了金属掺杂TiO2纳米管的原理及掺杂方法,对其研究现状进行了详细评述,并指出金属掺杂TiO2纳米管存在的一些问题及其研究方向.     

Fi-6Al-4V合金表面TiO2纳米管阵列薄膜的制备与光电特性研究

采用阳极氧化法在Ti-6Al—4V合金表面制备了TiO2基纳米管阵列。所用电解液为0.3mol／LH即。与0．14mol/L NH4F的混合溶液,使用电压10-50V。用冷场发射扫描电子显微镜（FESEM）、能量色散x射线荧光光谱仪（EDX）和x射线衍射仪（XRD）表征了所制备薄膜的形貌、元素组成和晶型结构,用紫外-可见光分光光度计分析了薄膜的光吸收特性,用电化学工作站测试了其光电特性。结果表明,在20～40v电压下可以做出不同管径的纳米管,经600℃热处理的样品在可见光区有较好的吸收和光电特性。     

纳米TiO2薄膜在光纤上的沉积

采用液相沉积法(LPD),在40℃通过向氟钛酸铵水溶液中添加硼酸和结晶诱导剂锐钛矿型TiO2纳米晶,在光纤上沉积出具有光催化活性的TiO2薄膜.并对其进行了XRD测试和SEM测试,探讨了处理温度、沉积时间和次数等对TiO2薄膜的表面与界面及薄膜厚度的影响.结果表明利用液相沉积法可以在较低的温度下制备TiO2薄膜,并通过热处理可得到均一的TiO2薄膜;随着沉积时间的延长,或者是沉积次数的增加,沉积在光纤上的TiO2的厚度也随之增加,薄膜的透明度和颜色也随之发生变化;由于沉积在光纤表面的TiO2与基质SiO2之间形成Si-O-Ti键,使得基质与沉积在表面的TiO2薄膜间形成了紧密地结合.     

热处理温度对TiO2纳米管阵列薄膜光生阴极保护性能的影响

在0.5 mol/L NH4HF2与1.0 mol/L NH4H2PO4的混合溶液中,利用阳极氧化的方法在钛基体上原位合成自组装有序的TiO2纳米管阵列薄膜材料,研究不同热处理温度对薄膜晶型及光生阴极保护能力的影响.结果表明:在外加电压为20 V时,对钛基体氧化8 h可得到长度为2 μm、内径为80 nm、外径为100 nm的TiO2纳米管阵列;经600 ℃热处理后,TiO2纳米管阵列具有稳定的管状结构,薄膜电极电位可负移至?0.389 V(vs SCE),表现出较佳的光生阴极保护能力.     

阳极氧化ZrO_2纳米管阵列的制备及其生长机制

在含NH4F的聚乙二醇(PEG-200)电解液中通过阳极氧化制备高度有序的二氧化锆纳米管阵列(ZrO2-NTs)。考察氧化电压、氧化时间以及电解液水含量对ZrO2-NTs形貌的影响,并讨论其生长机制,采用等效电路Rs(QfRf)(QdRc)对ZrO2-NTs的电化学阻抗谱进行拟合。结果表明,在该体系中ZrO2-NTs的形成包括氧化、水解形核以及膜溶解过程,氧化电压、氧化时间以及电解液水含量是影响ZrO2-NTs生长的重要因素,在含1.0%NH4F(质量分数)和5%H2O(体积分数)的PEG-200电解液中,20 V电压下氧化3 h可制备得到管径为100~120 nm的ZrO2-NTs。电化学阻抗谱分析结果表明,ZrO2膜层的界面电荷转移电阻较大。     

钛基材上制备TiO2纳米管阵列电极的电化学性能

在0.5%(质量分数)NH4F/甘油电解液中通过恒压阳极氧化法在钛基体上制备TiO2纳米管阵列.采用循环伏安法、紫外-可见吸收光谱、顺磁共振波谱仪和傅立叶红外谱对TiO2纳米管阵列的表面性能进行了表征.结果表明:TiO2纳米管阵列电极可发生两个光化学过程,测得的电化学激发能?EOH/?OH＞1.643 V,对应的吸收光波长λ＜853 nm;TiO2纳米管阵列电极光化学性能变化是由于在电极表面发生Ti3+与Ti4+转化的过程中形成了·OH.     

铜掺杂TiO2纳米管阵列薄膜的制备及表征

本文提出了一种磁控溅射和阳极氧化相结合制备Cu掺杂TiO₂纳米管(Cu-TNT)阵列的方法。掺杂后的样品通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对其结构和光电性能做了研究与分析。研究结果表明：Cu以离子形态均匀地掺杂进入TiO₂纳米管中,且为取代掺杂;Cu掺杂对TiO₂纳米管(TNT)的生长具有抑制作用,对TNT的形貌有明显影响;Cu掺杂对TNT晶体生长取向也有明显影响,抑制锐钛矿(101)晶面的生长,使(101)晶面产生晶格畸变、晶面间距变宽并促进锐钛矿(004)晶面的择优生长。瞬态光电流响应分析表明Cu掺杂TNT有利于抑制光生电子-空穴对的复合速率,提高太阳能利用率。     

TiO2纳米管阵列的制备与改性研究进展

TiO_2纳米管阵列具有比表面积大、吸附能力强和电子迁移率高等优点,在光催化降解有机污染物、染料敏化太阳能电池、光解水制氢、气敏元器件等领域具有广阔的应用前景,是当前人们的研究热点之一。对TiO_2纳米管阵列的常见制备方法及其制备原理进行了综述,并分析了各种制备方法的优缺点。同时,TiO_2由于是宽禁带半导体,其光吸收波长主要集中在紫外光区,光响应范围窄导致其对可见光的利用率较低。降低TiO_2的禁带宽度、抑制光生载流子-空穴的复合,成为提高TiO_2纳米管阵列的光催化效率及太阳能利用率的改性研究重点。着重阐述了国内外通过掺杂金属和非金属离子、沉积贵金属、复合半导体等方法来引入杂质或缺陷,使其光生载流子-空穴的复合减缓,或使其吸收光谱红移,从而达到提高光催化效果的相关研究进展,并指出了今后TiO_2纳米管阵列在制备、改性和应用等方面的研究重点和方向。     

TiO2纳米管阵列光生阴极保护性能研究进展

TiO2纳米管阵列因具有比表面积大、电子传输能力强、化学稳定性好等特点,以及拥有优势明显的光生阴极保护作用,可以为金属基体提供有效的腐蚀防护,近年来成为了研究的热点之一。为了探索TiO2纳米管阵列在金属防腐蚀方面的应用,就其对不锈钢和碳钢的保护作用以及改性方式对TiO2纳米管阵列的光生阴极保护的延时效果进行了总结,并比较分析了TiO2纳米管阵列对两类钢保护效果的差异,指出了纳米管阵列对碳钢的保护效果不及对不锈钢的保护,其不佳的主要原因是阵列与碳钢基体间的结合强度较低且受界面层结构和电子特性的影响。同时,由于TiO2属于宽禁带半导体材料,对可见光的利用率比较低且当TiO2受到光激发后产生的电子-空穴对的存在时间较短,需要利用不同改性方法来提高光生阴极保护效果,因此对其金属离子掺杂、非金属掺杂、半导体复合、贵金属沉积以及石墨烯复合五种主要改性的研究进展进行了着重阐述,对影响改性效果的主要因素以及相应的改性机理也进行了归纳与分析,并根据当前的研究现状,提出了有待进一步研究和探索的问题,以期为TiO2纳米管阵列获得优良的阴极保护作用提供思路。     

双通TiO2纳米管阵列光催化膜的研制

采用阳极氧化法,在钛箔上制备TiO2纳米管阵列,并利用HF气体去处其阻挡层,并作了SEM,Uv-Vis表征,表明获得了具有光催化性能的双通TiO2纳米管阵列.以双通TiO2纳米管阵列为光催化剂,在紫外光照射下进行甲基橙的降解实验,2 h内甲基橙降解率可以达到86%(A=484 nm),发现其光催化降解甲基橙的效果明显较好.     

基于氧化钛纳米管模板电沉积氧化锌纳米棒

研究了氧化锌纳米棒在用二次阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管模板表面的电沉积生长。与一次阳极氧化法对比,以二次阳极氧化法获得的氧化钛纳米管薄膜为模板,更有利于形貌均一、取向一致的ZnO纳米棒的电沉积生长,并且在电解质溶液中添加六次甲基四胺(HMT)、适当延长沉积时间均可提高ZnO纳米棒的结晶度和择优生长趋势。当沉积电压为1.0~1.5 V时,可获得形貌规则的ZnO纳米棒;而电压继续增大时,ZnO沿c轴择优生长趋势消失,电沉积产物氧化锌纳米棒由六边形氧化锌纳米片取代。     

Au/TiO_2阵列材料的制备及其光催化性能研究

利用纳米自组装技术,结合溶胶凝胶工艺,制备了反蛋白石结构Au/TiO_2阵列材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等手段对考察了复合薄膜的结构和光催化性能。结果表明,Au/TiO_2阵列材料具有大比表面积特性和相互贯通的孔道结构,更有利于金纳米粒子的均匀分布和反应物质的传输,因此取得了优异的光催化性能。     

银反点阵列/TiO_2材料的制备及光催化性能研究

采用胶体晶体模板技术和磁控溅射工艺,制备了银反点阵列修饰TiO_2薄膜。用扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见分光光度计和四探针测试仪等手段对复合薄膜的结构和光催化性能进行了表征。结果表明,银反点阵列具有优良的导电性能,可有效抑制光生载流子的复合,增强载流子输运的效率,使TiO_2的光催化性大幅提升。     

Optical and Photocatalytic Properties of Cu-Cu2O/TiO2 Two-Layer Nanocomposite Films on Si Substrates

通过磁控溅射法在TiO2薄膜上生长Cu-Cu2O复合层,从而制备新型Cu-Cu2O/TiO2双层纳米复合薄膜。并采用X射线衍射（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,荧光光谱（PL）,X射线光电子能谱（XPS）和紫外可见漫反射光谱（DRS）等方法对膜的结构,形态和光学性能进行了研究。X射线衍射谱表明,Cu-Cu2O混合物层和Cu2O层都没有影响TiO2的结晶相。XPS结果表明,Cu的存在抑制了Cu2O表面在空气中的氧化。SEM分析表明,结晶良好的Cu-Cu2O混合物微小纳米颗粒均匀分散于TiO2表面。由于紫外可见漫反射光谱的Cu-Cu2O/TiO2复合薄膜的吸收边发生红移。PL光谱证实了在Cu的存在下,激发电子和空穴的复合率降低。光催化实验表明,与纯Cu2O/TiO2相比,所制备的Cu-Cu2O/TiO2-8显示出更高的光生载流子效率,其光催化性能也显著提高。此外,还对Cu-Cu2O/TiO2-8光催化活性增强的原因进行了讨论     

氧化铌对原位合成钛酸铝自增韧结构的影响

为探讨采用反应烧结原位合成途径制各自增韧钛酸铝陶瓷的可能性,通过对机械激活、Nb2O5为添加成分的反应前驱体在1300～1500℃之间的反应烧结,对比分析了不同烧结温度下的成分和结构的变化,并在1500℃、烧结时间3 h的条件下原位合成了具有自增韧结构的钛酸铝陶瓷.高温下由Nb2O5产生的液相以及Nb5 对钛酸铝晶格离子的置换效应对各向异性晶粒生长和自增韧结构的形成起到重要作用.