氮掺杂TiO_2纳米管阵列的制备及其光催化性能

以甲基橙的光催化降解效率为指标,采用超声浸滞法制备了N掺杂TiO2纳米管阵列(N-TNTs)。结果显示,将TiO2纳米管阵列(TNTs)浸入0.02mol·L-1尿素溶液中,超声浸泡6min,干燥后在400℃下煅烧2h可获得N-TNTs。SEM和XRD表征结果显示,TNTs与N-TNTs形貌相似,管径均约为125nm,且锐钛矿相和金红石相相混,在2θ为35°(100)处观察到TiN0.26的衍射峰。pH=1、光照时间为4h时,N-TNTs对甲基橙的降解率达93.9%。同时,甲基橙初始浓度越低,甲基橙降解率越高。且N-TNTs光催化降解甲基橙的反应过程为拟一级动力学过程。将N-TNTs应用于光催化降解制糖废水时发现,在强碱性环境中,N-TNTs对制糖废水的降解率最高,光照25h降解率达到87.71%。     

硅掺杂TiO2纳米管阵列的制备及光电催化活性的研究

通过电化学沉积,在阳极氧化法制备的高度有序TiO2纳米管阵列表面均匀地沉积Si元素.扫描电子显微照片显示Si掺杂的TiO2纳米管垂直于基底定向生长.X射线衍射分析表明,所引入的Si可能掺入到TiO2的晶格中,因而提高了TiO2的热稳定性,抑制了金红石相的生成及晶粒的长大.紫外-可见漫反射分析表明Si掺杂的TiO2纳米管吸收边带发生了明显的蓝移,并且在紫外区的吸收强度明显增强.与未掺杂的TiO2纳米管相比,Si掺杂TiO2纳米管电极的紫外光电化学响应显著提高,其光电流密度是未掺杂的1.48倍.硅掺杂TiO2纳米管阵列光电催化降解五氯酚的动力学常数(1.651h-1)是未掺杂TiO2纳米管电极(0.823h-1)的2.0倍.     

高活性Pt／TiO2纳米管的制备及其光催化性能

采用电化学阳极氧化法和浸渍一提拉法成功制备了高度有序的Pt改性TiO2纳米管（Pt／TNT）阵列电极,并运用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）、x射线光电子能谱分析（XPS）、紫外可见漫反射光谱（UV—VisDRS）等手段对其进行表征,考察了其光电化学性质,并研究了该电极光电催化降解甲基橙染料废水的催化性能及其稳定性．结果表明,Pt的均匀负载成功地将TNT阵列电极的光响应范围拓宽到可见光区域,光电流密度达到负载前TNT阵列电极的18倍;Pt／TNT阵列电极对甲基橙的降解符合拟一级动力学,其反应速率常数为TNT阵列电极的3倍,这主要归结于Pt与TiO：间的肖特基势垒和纳米管阵列结构带来的较大比表面积、有效的光生电子和空穴的分离与传输和宽的光响应范围．     

Ag掺杂TiO2纳米管阵列光催化性能的研究进展

综述了光催化技术的研究现状、TiO2光催化反应的机理、TiO2纳米管阵列的制备方法、不同银离子掺杂方式以及Ag掺杂对TiO2光催化活性的影响,并展望了Ag掺杂TiO2纳米管阵列的研究趋势.     

TiO_2纳米管阵列的制备及其光电化学性质研究

以H3PO4/NH4F水溶液为电解液,在20V下阳极氧化钛片1h制得TiO2纳米管阵列,其管径约为100nm,管长约800nm。经不同温度煅烧后,利用FESEM、XRD和光电化学分析测试系统分别对纳米管阵列的形貌结构、晶相组成以及光电化学性质进行研究。光电化学特性研究结果表明600℃热处理后性能最佳。当前体系中所制备的薄膜结构上高度有序,光电化学性质优良,作为光电极材料在太阳能光电转换、光催化等领域具有广阔的应用前景。     

阳极氧化TiO_2纳米管阵列的制备及其光电化学特性研究

采用简单的电化学阳极氧化法在金属Ti表面制备了TiO2纳米管阵列薄膜,研究薄膜的表面形貌、晶相结构以及光吸收性质,考察其光电极的光电化学特性,结果表明,所制备的纳米管阵列膜结构高度有序,平均管径约90nm,管长约700nm。经过不同温度热处理后,薄膜结晶性质的重要性得到证实,600℃处理的光电极具有最优的光吸收和光电化学性质,最高光转化效率约1.07%。     

阳极氧化与化学放氮气结合的一步法N掺杂TiO_2纳米管的制备、表征及光催化活性

亚硝酸钠在酸性条件下可以与尿素发生反应生成氮气,在阳极氧化制备Ti O2纳米管的电解液中加入放出氮气反应需要的试剂,控制酸度连续放氮,实现了一步法N掺杂的Ti O2纳米管的新制备方法。并且通过SEM、EDS、XRD、XPS等表征手段对N掺杂和未掺杂的Ti O2纳米管的表面形貌和晶型结构及元素组成进行了对比分析,最后通过甲基橙的光催化降解来表征了N-Ti O2制备过程中盐酸浓度和亚硝酸钠浓度对光催化活性的影响。     

模板渗透法制备氧化锌纳米管阵列

采用溶胶-凝胶法,以醋酸锌和氢氧化锂为主要原料制备了纳米氧化锌溶胶;再以其为构造单元在阳极氧化铝模板(AAO)中通过减压渗透法制备了氧化锌纳米管阵列.同时利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)对所得的氧化锌纳米颗粒、纳米管进行了分析.结果表明,所得的氧化锌纳米颗粒,粒径为2～5nm,分布较窄,属于纤锌矿型六方晶系;所得氧化锌纳米管,阵列结构规整,外径约为300nm,壁厚约为50nm,长度可以达到5μm以上.     

Au-N共掺杂TiO2纳米管电极的制备与表征

采用等离子体法和光化学沉积法制备出Au-N共掺杂TiO2纳米管(Au-N-TNT)电极,并对其进行了扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射(UV-VIS-DRS)、循环伏安(CV)、和瞬态光电流(I-t)分析.以Au-N-TNT为工作电极,对四环素进行了光电催化降解研究.结果表明,Au-N-TNT管口...     

TiO2纳米管阵列的制备及复阻抗分析

采用电化学阳极氧化法在HF酸水溶液中使纯钛表面生成结构致密有序的TiO2纳米管阵列薄膜,考察了阳极氧化电压和阳极氧化时间对TiO2纳米管阵列形貌的影响,讨论了TiO2纳米管的形成机理.采用复阻抗谱方法,测量了获得的TiO2纳米管阵列薄膜在不同湿度下的电阻-电抗曲线和相位角-频率曲线,由此分析得到,试样的等效电路由2个RC并联回路串联而成,并拟合出等效电路各元件的参数值,说明TiO2纳米管阵列薄膜表面对湿度变化有较好的响应.     

V掺杂TiO2纳米管阵列的制备及光催化研究

以钒钛合金为原料,应用阳极氧化法制备出高度致密、有序的V掺杂TiO2纳米管阵列。应用扫描电镜(SEM)和粉末X光衍射仪(XRD)表征分析纳米管阵列的形貌和结构,结果表明在浓度不同的HF电解液下制备出径向不同的纳米管阵列,电解液浓度(0.5%～1.5%(质量分数)),管径变化(39.7～72.7nm)。在室温、可见光照射条件下,以10mg/L的亚甲基蓝溶液为模拟污染物进行光催化降解试验,研究了其光催化性能。结果显示V掺杂TiO2纳米管阵列光催化性能优于纯TiO2纳米管,且在HF电解液浓度为1.0%(质量分数)时制备出来的TiO2纳米管光催化降解有机毒物性能最佳。     

三电极体系制备TiO2纳米管

利用电化学阳极氧化法在乙二醇和氟化铵溶液三电极体系中阳极氧化纯钛箔,制备出具有双面结构的TiO2阵列纳米管。研究了不同电压和电解液含水量对纳米管形貌的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了TiO2纳米管阵列的微观形貌及物相。     

Preparation and photocatalytic activity of N-doped TiO2 nanotube array films

The N-doped TiO₂ nanotube array films were fabricated directly by one-step electrochemical anodic oxidation of Ti foils in an HF electrolyte containing ammonium and nitrate ions. The as-prepared samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrometer (EDX), and ultraviolet–visible (UV–vis) absorption spectroscopy, respectively. The photocatalytic activities were evaluated by the degradation of methyl orange (MO) under visible light irradiation. The results showed that N dopant was successfully introduced into the TiO₂ nanotube array films. The N-doped TiO₂ nanotube array films showed a red shift and an enhancement of the absorption in the visible light region compared to the undoped sample. The photocatalytic activities of the N-doped TiO₂ samples were much higher than those of the undoped sample. A maximum enhancement of photocatalytic activity was achieved for the N-doped TiO₂ sample prepared in 0.07 M HF electrolyte containing 1.0 M NH₄NO₃, and 81% of MO was degraded in 150 min under visible light irradiation.     

CdS/TiO_2纳米管阵列的制备及其光电催化活性研究

利用阳极氧化法和电沉积法制备CdS修饰的TiO2纳米管阵列。应用FE-SEM、XRD、DRS和LSV(线性伏安扫描)对该阵列的形貌、晶型、光学性质和光电性能进行表征,并研究该阵列降解亚甲基蓝的光电催化活性。结果表明,CdS以颗粒形式存在于TiO2纳米管阵列表面,CdS/TiO2纳米管阵列在可见光处有较强吸收,有较大光响应电流,其光电催化活性优于纯TiO2纳米管阵列。     

TiO2纳米管阵列催化降解甲基橙的性能研究

采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列电极,以甲基橙为目标降解物研究了TiO2纳米管阵列电极的光催化和光电催化性能.此外,还进行了超声辐射替代紫外光照探索性研究.结果表明,阳极氧化时间和热处理温度对TiO2纳米管阵列电极的光催化性能具有显著影响;在光催化过程中,施加一定外加电压可有效提高电极的光催化活性.尽管与紫外光照相比,超声辐射在TiO2纳米管阵列电极的催化氧化甲基橙分子过程中的促进作用具有一定的差距,但仍显示出替代紫外光照的可行性.     

长度可调的TiO2纳米管制备及其DSSC性能的研究

采用阳极氧化法在Ti片上制备高度取向的TiO2纳米管阵列.室温下,电压60V,在含有0.5%(质量分数)NH4F,1%(体积分数)HF,2%(体积分数)H2O的乙二醇电解液中,通过改变阳极氧化时间(8～20h),反应制得管长约为6.7～19.5μm,管径约为90～110nm,管壁约为20nm的TiO2纳米管阵列.利用S...     

TiO_2纳米管阵列热驱动掺银制备TiO_2-Ag复合涂层及其光催化性能

无定形结构TiO2纳米管阵列(titania nanotube arrays,TNA)在浸泡AgNO3溶液后,再经适当的热处理,不仅可使TNA的晶体结构转变为锐钛矿型或金红石型,还可以制得海绵状TiO2-Ag复合涂层。深入研究了AgNO3溶液浓度、热处理温度等对TiO2-Ag复合涂层结构和光催化制氢性能影响的影响。研究结果表明,AgNO3溶液浓度对TiO2-Ag复合涂层形貌结构和晶体结构具有重要影响。当AgNO3溶液浓度为0.1~0.5 mol/L、热处理温度为500℃时,可制得海绵状TiO2-Ag复合涂层,该涂层在紫外-可见光光照条件下,光催化制氢速率为2.14μmol/cm2·h。     

TiO2负载ZnO纳米棒的制备及其光催化性能

采用水热法制备ZnO纳米棒,将TiO2溶胶高速旋涂在ZnO纳米棒的表面,得到TiO2/ZnO复合半导体。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及UV-Vis漫反射等研究样品的表面形貌、晶型结构及光学特性。结果表明:375℃高温焙烧后,TiO2生长成颗粒状,均匀负载在ZnO纳米棒的表面,样品对紫外-可见光的吸收增强。以甲基橙溶液为模拟废水在紫外光辐照下的降解率来评价样品的光催化性能,结果显示,两种半导体复合以后,对光的利用率提高,对甲基橙模拟废水的降解率高于单一半导体。     

Preparation of near micrometer-sized TiO2 nanotube arrays by high voltage anodization

Highly ordered TiO₂ nanotube arrays with large diameter of 680–750 nm have been prepared by high voltage anodization in an electrolyte containing ethylene glycol at room temperature. To effectively suppress dielectric breakdown due to high voltage, pre-anodized TiO₂ film was formed prior to the main anodizing process. Vertically aligned, large sized TiO₂ nanotubes with double-wall structure have been demonstrated by SEM in detail under various anodizing voltages up to 225 V. The interface between the inner and outer walls in the double-wall configuration is porous. Surface topography of the large diameter TiO₂ nanotube array is substantially improved and effective control of the growth of large diameter TiO₂ nanotube array is achieved. Interestingly, the hemispherical barrier layer located at the bottom of TiO₂ nanotubes formed in this work has crinkles analogous to the morphology of the brain cortex. These structures are potentially useful for orthopedic implants, storage of biological agents for controlled release, and solar cell applications.