金属改性的TiO2纳米管对光催化性能的影响

对TiO_2纳米管进行改性可进一步提高光催化性能,TiO_2纳米管的改性方式主要有三种:非金属离子掺杂、金属改性和半导体复合。本文主要介绍金属改性TiO_2纳米管的制备方法和光催化性能,金属改性分为金属离子掺杂和贵金属负载,金属离子掺杂主要介绍Fe和Zr,贵金属负载介绍Ag、Au、Pt。改性后的TiO_2纳米管有效地抑制了光生载流子的复合,因此具有比纯TiO_2纳米管更好光催化性能,降解有机污染物的效率更高。     

RuO_2负载TiO_2纳米管的制备及其光催化性能

结合阳极氧化法、电解法和浸渍法制备了RuO_2/TiO_2纳米管阵列光催化剂。对纳米管的微观形貌、结构以及表面化学态进行了分析;通过紫外-可见吸收光谱仪分析了浸渍液中钌离子电解前后的变化情况,检测了RuO_2/TiO_2纳米管阵列在可见光下对亚甲基蓝溶液的光催化性能。结果表明:当电解电压为0.85 V时,浸渍液中Ru离子以+2价形式存在;只有当浸渍液中的Ru3+还原为Ru2+后,才能负载到TiO_2纳米管表面,且煅烧后以RuO_2形式均匀分散在TiO_2纳米管表面;RuO_2/TiO_2纳米管仍保持未负载TiO_2纳米管的结构特征,且其晶型结构并没有因RuO_2的负载而变化,也未增加TiO_2纳米管表面羟基数量。最佳浸渍Ru Cl3溶液浓度为3.0 mmol/L,最佳电解电压为0.85 V,在此条件下浸渍得到的RuO_2/TiO_2纳米管阵列的可见光催化活性最佳,光催化降解亚甲基蓝2 h的降解率由未负载TiO_2纳米管的37.50%提高到66.67%。     

硫化镉复合二氧化钛纳米管阵列光电化学研究

采用阳极氧化法在钛片表面制备出了内径约70 nm,管壁厚度约30 nm的整齐有序的TiO_2纳米管列阵,而后通过浸渍法得到Cd S复合的TiO_2纳米管阵列。XRD和SEM分析样品晶型以及形貌特征的结果表明,随着浸渍次数的增加,TiO_2纳米管阵列上复合的CdS的量也随之增加。利用电化学工作站测定样品光电转化性能,结果表明,在TiO_2纳米管阵列上适量地复合CdS可以有效提高其光电转化效率,并且在浸渍次数为2次时,复合TiO_2纳米管阵列具有最佳光电化学性能,与纯二氧化钛纳米管的光电流为0.26 m A/cm~2,太阳光转化率为0.95%相比较,其光电流可达到0.58 m A/cm~2,太阳光转化率可达到4.02%,分别高于纯二氧化钛纳米管的2倍和4倍。     

改性TiO_2纳米管阵列负载亲疏水药物的研究

通过水热处理制备铜掺杂的Ti O2纳米管阵列,以此为药物载体负载阿伦磷酸钠和布洛芬,研究其释放行为。结果表明,阿伦磷酸钠的载药量增加了28%左右,而疏水药物布洛芬的载药量增加40%左右,但是缓释效果和未改性纳米管的相比几乎没有改善。其原因可能是铜掺杂的纳米管的管径变小,管壁变粗糙,提高了载药总量而且有利于药物的缓慢释放。     

氧化时间对二氧化钛纳米管阵列的影响

采用阳极氧化法,以氟化铵、乙二醇溶液作为电解液,在50V的电压、不同的氧化时间条件下制备TiO_2纳米管阵列。运用场发射电子扫描电镜(FESEM)、紫外-可见分光光度计(UVVis)对TiO_2纳米管阵列的形貌和光学性能进行表征。结果表明,氧化时间越长纳米管的长度越长,氧化时间为2h时,纳米管的管长约为10.1μm,氧化时间为1.5h时制备的TiO_2纳米管阵列具有最佳的光催化活性。     

TiO_2纳米管的制备及其光电性能研究

二氧化钛(TiO_2)纳米管阵列具有大的比表面积和高的吸附能力,表现出优异的光催化性能和光电转化效率。本文采用阳极氧化法制备TiO_2纳米管阵列。通过改变阳极氧化的时间、电压以及NH4F的浓度,得到了不同形貌的TiO_2纳米管阵列,并对所得到的样品进行了一系列的光电流测试,当外加电压50 V,NH4F浓度为0.25wt%,反应时间为4 h时得到的样品的光电流最大,约为46μA/cm2。     

三维In_2S_3/TiO_2纳米复合材料的制备及光电性能

采用阳极氧化法在钛网基底上制备出TiO_2纳米管阵列,利用连续离子层吸附法(SILAR)将半导体In_2S_3沉积到TiO_2纳米管表面,制备In_2S_3/TiO_2纳米复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)及紫外-可见漫反射光谱(DRS)对材料的形貌和结构进行表征,并通过荧光光谱仪以及光电信号对不同沉积圈数的In_2S_3/TiO_2纳米复合材料的光电性能进行测试。结果表明,制备的In_2S_3纳米颗粒均匀沉积在TiO_2纳米管上,并且不会堵塞纳米管的管孔。沉积不同圈数的In_2S_3/TiO_2纳米复合材料表现出不同的光电化学性质。     

改性TiO2纳米管的制备及其对盐酸多西环素的降解

利用商业TiO_2粉末,采用水热法制备出不同摩尔分数的Co~(2+)掺杂改性TiO_2纳米管,以盐酸多西环素为降解目标,研究了样品的光催化性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、投射电子显微镜(TEM)、比表面积仪(BET)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度法(UV/Vis)等技术对样品进行了表征。结果表明,TiO_2纳米管管径均一、管壁多层,具有两端开口的中空孔径结构;Co~(2+)掺杂不会对纳米管的形貌产生影响,但能够增大纳米管的比表面积;Co~(2+)以离子形式存在于TiO_2纳米管的晶格内部;随着Co~(2+)掺杂量的增加,掺杂样品的吸收边出现了持续的红移。盐酸多西环素的光催化降解实验表明,相比TiO_2粉末, TiO_2纳米管具有较好的光催化活性,并且Co~(2+)掺杂改性提高了材料的光催化活性。其中,摩尔分数为1%的Co~(2+)掺杂改性的样品对盐酸多西环素的光催化降解效果最好,在氙灯照射下反应120 min,降解率为81.1%。     

变电压下阳极氧化制备TiO_2纳米管及其生长机理研究

以NH_4F+H_2O+乙二醇为阳极氧化制备TiO_2纳米管阵列的电解液体系,通过中途改变阳极氧化电压的大小,获得了分层形貌的TiO_2纳米管阵列。对TiO_2纳米管的管孔、管间隙及管"节"形成过程进行了探索,并建立了TiO_2纳米管应力排挤生长模型。     

g-C_3N_4复合TiO_2纳米管阵列的制备及表征

采用阳极氧化法制备出TiO_2纳米管阵列,再通过浸渍法实现石墨相C_3N_4(g-C_3N_4)对TiO_2纳米管阵列的复合。研究表明,g-C_3N_4复合能显著提高TiO_2纳米管阵列的光电化学性能,且经三次g-C_3N_4浸渍的TiO_2纳米管阵列性能最佳。     

BiOBr/石墨烯/TiO_2纳米管阵列薄膜的制备及光电化学性能研究

通过水热处理TiO_2纳米管阵列和氧化石墨烯制备石墨烯/TiO_2纳米管薄膜材料,并进一步连续离子沉积BiOBr来制备BiOBr/石墨烯/TiO_2纳米管阵列薄膜材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线电子能谱和紫外-可见漫反射光谱等测试手段对所得样品的物相组成、表面形貌及元素形态和光吸收性能等进行表征。结果表明,TiO_2纳米管的表面成功负载了石墨烯和BiOBr纳米片。紫外-可见漫反射吸收光谱表明,BiOBr和石墨烯共同修饰的TiO_2纳米管的吸收带边发生明显红移,其可见光吸收性能明显提高。光电电化学性能测试表明,BiOBr和石墨烯的共同修饰有效提高了TiO_2纳米管的光电流、光电压和光电转换效率。     

负载Pt的透明TiO_2纳米管薄膜的非对称性光电性能

在FTO导电玻璃上采用磁控溅射法和阳极氧化法制备高度透明TiO_2纳米管(TNT)阵列薄膜,然后溅射沉积Pt纳米粒子,退火后获得半透明负载Pt的TiO_2纳米管阵列薄膜(TNT-Pt)。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱对薄膜的微观形貌和组成成分进行表征,证实了TNT-Pt薄膜中Pt纳米粒子的存在。测试结果表明,相对于纯TNT阵列薄膜,TNT-Pt薄膜的光吸收边缘明显发生红移,可见光照射下的光电转换效率提高到35倍。此外,鉴于薄膜的半透明性,TNT-Pt薄膜的正面和反面在可见光照射下均进行了光电流测试,薄膜表现出非对称性光电性能,即反面照射时的光电性能明显优于正面照射。     

反应时间对二氧化钛纳米管阵列的形成及脱嵌Li~+性能的影响

采用阳极氧化反应,在反应时间分别为0.5、1.0、2.0、3.0及4.0 h时制备了TiO_2纳米管阵列电极,并借助扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪、恒流充/放电及循环伏安技术研究了反应时间对纳米管阵列的形成过程及脱/嵌Li~+性能的影响。结果表明:当反应时间为2.0 h时,三维有序TiO_2纳米管阵列完全形成,反应时间对TiO_2纳米管的管壁厚度、管径以及管长均有影响;作为锂离子电池负极活性材料时,放电比容量随反应时间的增加而增加。     

载银TiO_2纳米管阵列的制备及性能（英文）

为了增加生物医用钛及其合金的生物活性和其他特殊功能,对钛合金表面进行改性和功能化。采用阳极氧化法在钛合金表面制备出TiO2纳米管阵列,再用真空浸渍法制备载银TiO2纳米管阵列;研究了载银TiO2纳米管阵列的抗菌作用。结果表明:阳极氧化法使钛合金表面形成高度整齐的TiO2纳米管阵列,其管径为150~200nm,管长为400~500nm,管壁厚为20nm,且纳米银颗粒沉积在纳米管的管口及管壁上,其粒径约为10~20nm。在磷酸盐缓冲液中,银离子释放时间至少能够持续13d。该载银TiO2纳米管阵列对金黄葡萄球菌和大肠杆菌具有一定的抑制作用。     

二氧化钛纳米管的合成及光催化性能

以纳米二氧化钛(TiO2,P25)为原料,通过水热法合成TiO2纳米管,同时,采用光沉积法将金属金(Au)或铂(Pt)负载于所合成的TiO2纳米管上,并对其进行了光催化性能的研究.用X射线粉末衍射仪、透射电子显微镜、紫外-可见分光光度计和比表面积法与孔径测定等仪器和方法对合成的样品进行表征.结果表明:合成出管径均匀且比表面积大于400 m2/g的TiO2纳米管.热处理结果表明:随着焙烧温度的增加,样品的比表面积减小.在焙烧过程中,TiO2的晶型由锐钛矿型向金红石型转变,TiO2纳米管的光催化活性高于P25纳米TiO2的.负载Au,Pt后,TiO2纳米管的光催化活性明显增加,且负载Au的样品在可见光区出现明显吸收峰,表明负载Au的Ti02纳米管有望成为可见光光催化剂.     

硼、钌的改性方式对TiO_2纳米管光催化性能的影响

采用阳极氧化法制得TiO_2纳米管(TNTs)、B改性TiO_2纳米管(B/TNTs),再结合湿浸渍法制得Ru改性TiO_2纳米管(Ru/TNTs)和B、Ru共改性TiO_2纳米管(Ru/B/TNTs)。采用扫描电镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)以及X射线光电子能谱(XPS)对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为目标反应评价其光催化活性。结果表明:B/TNTs及Ru/B/TNTs样品中的B掺入到TiO_2晶格中形成B-O-Ti键;Ru/TNTs样品中的Ru以RuO_2形式负载于TiO_2纳米管表面;Ru/B/TNTs样品中的Ru负载于纳米管表面,大部分以金属Ru0形式存在,少量以RuO_2形式存在;在B/TNTs和Ru/TNTs纳米管中,B的掺杂或RuO_2的负载使纳米管的光学带隙能减小、光吸收阈值红移,因而光催化活性大幅提高;Ru/B/TNTs纳米管的带隙能亦减小,但表面大量金属Ru0的存在,使TiO_2表面形成了新的电子-空穴复合中心,因而光催化活性低于Ru/TNTs或B/TNTs,仅与纯纳米管相当。     

Gd~(3+)掺杂TiO_2纳米管的制备及性能研究

本文以钛酸四丁酯为前躯体,结合溶胶-凝胶法和水热法,制备了Gd~(3+)掺杂的TiO_2纳米管。采用TG-DSC、XRD、TEM、UV-Vis等分析手段,对Gd~(3+)掺杂的TiO_2纳米管进行表征,比较了制备条件相同的情况下纯TiO_2纳米管与Gd~(3+)掺杂的TiO_2纳米管晶型转变温度、形貌及UV-Vis吸收差别。结果表明,Gd~(3+)的掺杂有利于晶型转变的降低,管径的减小,管长的增长。UV-Vis吸收光谱表明掺杂后的产物的反射率明显的比纯TiO_2纳米管的反射率减小,可见光区吸收增强,吸收边发生了明显的红移。     

阳极氧化法制备TiO_2纳米管微观形貌调控进展

简要介绍了TiO_2纳米管的制备方法,以及采用阳极氧化法制备TiO_2纳米管的原理。综述了近年来国内外在阳极氧化法制备TiO_2纳米管方面的研究进展,并系统阐述了不同制备条件对TiO_2纳米管物理特性的影响,包括阳极氧化时间、氧化温度、氧化电压、电解液中的F-浓度、电解液的p H值、极性有机溶剂种类、煅烧温度等因素对TiO_2纳米管物理形貌及光催化特性影响。对TiO2纳米管在环境治理及新能源开发方面的应用前景进行了展望,认为通过调控阳极氧化工艺参数,制备出具有适宜结构的TiO_2纳米管是提高其光催化效果的关键,可进一步拓展TiO_2半导体材料在光催化领域内的应用。     

TiO2纳米管制备与掺杂改性的研究进展

本文总结近年来TiO2纳米管制备与掺杂改性的研究进展.介绍TiO2纳米管的制备方法以及纳米管的形成机理,讨论影响阳极氧化法制备TiO2纳米管的主要因素.总结使用不同元素对TiO2纳米管进行掺杂的方法以及效果,重点介绍N掺杂的不同方法以及提高TiO2纳米管性能的机理.介绍通过量子点和有机染料对TiO2纳米管进行表面改性的...     

阳极氧化TiO2基纳米管阵列改性的研究进展

阳极氧化TiO2纳米管阵列由于具有高度有序的独特纳米结构和优异的物理化学性能,已成为纳米材料以及太阳能光转化利用等研究领域的热点之一.国内外围绕纳米管阵列的制备、改性及应用等方面开展了大量研究,取得了显著成果.最近,纳米管阵列改性方面的研究受到人们的特别关注,相关研究已经为这种高度有序纳米材料的应用打下良好基础.本文较...