钛阳极氧化过程中直接附载光敏剂工艺研究

基于电化学阳极氧化的方法,将光敏剂直接附载到具有纳米孔的阳极氧化钛薄膜上。将金属钛作为阳极,在添加了光敏剂5,10,15,20-对四羧基四苯基卟啉的硫酸水溶液中进行阳极氧化,制备出附载了光敏剂的具有纳米孔结构的敏化氧化钛薄膜。通过对附载前后氧化钛薄膜荧光、紫外等光谱特性表征,结果表明,电压、温度等因素对敏化氧化钛薄膜的光谱性质有很大的影响。     

阳极氧化TiO2纳米孔薄膜光电化学性能研究

采用二步电压施加方法在不同电压下制备了一系列的二氧化钛纳米孔薄膜,并用电化学表征手段,通过测试不同电压下制备的二氧化钛纳米孔薄膜的开路电位-时间曲线来研究其光电化学特性。结果表明,采用二步电压施加法在80～140V电压条件下制备的二氧化钛纳米孔薄膜的开路电压在光照前后的变化最大,说明其对光的感应最好,光电性能最好,附载光敏剂改善了二氧化钛纳米孔薄膜的光电化学性能,且随着附载时间的增加,光电性能逐渐提高,附载60min达到饱和,继续增加附载时间光电化学特性不再发生变化。     

TiO_2纳米孔薄膜负载meso-四(4-甲氧基苯基)卟啉的正交优化

先采用阳极氧化法,以两步施加电压的方式在钛片表面制备了具有纳米孔结构的TiO_2薄膜。然后采用周期换向脉冲电沉积法将光敏剂meso-四(4-甲氧基苯基)卟啉(TPMP)负载到TiO_2纳米孔薄膜上。通过电化学阻抗谱和有无光照下的开路电位-时间曲线测试来分析TPMP负载的薄膜的光电性能。以电化学反应电阻Rr和有无光照下的开路电位变化量Δφoc为指标,利用正交试验研究了溶液温度、平均电流、负载总时间、正/反向占空比和正/反向脉冲时间对TPMP负载的TiO_2薄膜光电性能的影响。结果表明,影响占主导的因素为溶液温度、正向占空比和平均电流,其次为负载总时间、反向脉冲工作时间和反向占空比,影响最小的是正向脉冲工作时间。最佳的负载工艺参数为:溶液温度45℃,平均电流60 mA,正向占空比20%,反向占空比50%,正向脉冲工作时间80 ms,反向脉冲工作时间5 ms,负载总时间40 min。该条件下所得TPMP负载的TiO_2纳米孔薄膜在有无光照下的开路电位变化量最大,有光照下的电化学反应电阻最小。     

二氧化钛纳米管阵列制备和光催化降解甲基橙

采用电化学阳极氧化的方法,以氟化铵水溶液为电解液,在纯钛表面制备了TiO2纳米管阵列。以甲基橙为模拟污染物,考察了TiO2纳米管阵列光催化降解效果。结果表明,TiO2纳米管阵列催化降解效果要好于TiO2薄膜电极,60、120和180 min时,降解率分别为56%、88%和100%;而TiO2薄膜电极的降解率分别为43%、76%和91%。在此基础上,考察了阳极氧化电压、氧化时间和焙烧温度对阳极氧化过程的影响规律。结果表明,阳极氧化电压在10～25 V,氧化时间在1～2 h,焙烧温度在500℃时所制备的TiO2纳米管阵列光催化降解性能最好。     

电化学制备TiO_2多孔纳米薄膜的影响因素研究

以硫酸溶液为电解液,用阳极氧化方法制备出具有纳米孔结构氧化钛薄膜,光催化性能远远大于普通尺度的氧化钛,通过在氧化钛表面附载卟啉类光敏剂,进一步提高氧化钛薄膜的光催化性能,使得光谱响应区红移,在可见光区能够吸收,可将太阳能转化成电能。     

二氧化钛纳米管阵列制备和光催化降解亚甲基蓝

采用电化学阳极氧化的方法,以氟化铵水溶液为电解液,在纯钛表面制备了TiO2纳米管阵列。以亚甲基蓝为模拟污染物,考察了TiO2纳米管阵列光催化降解效果。结果表明,TiO2纳米管阵列催化降解效果要好于TiO2薄膜电极,当降解时间为1h、2h、3h和4h时,降解率分别为57.84%、86.44%、93.66%和95.72%;而TiO2薄膜电极的降解率分别为50.18%、76.27%、87.31%和91.53%。在此基础上,考察了阳极氧化电压、氧化时间和焙烧温度对阳极氧化过程的影响规律。结果表明,阳极氧化电压在25V,氧化时间在1h,焙烧温度在500℃时所制备的TiO2纳米管阵列的光催化降解性能最好。     

微孔、介孔和大孔氧化铝膜的制备及其缓蚀剂担载性能的研究

以高纯铝为基体,用2次阳极恒直流阳极氧化的方法在磷酸-草酸混酸体系中制备出大孔氧化铝薄膜;以大孔氧化铝薄膜为基体,用中性弱阳离子溶液为介质在电化学工作站在3电极体系中氧化出介孔氧化铝薄膜;再在硫酸环境下用恒电压阳极氧化法制备出微孔薄膜。通过对3种不同孔径的氧化铝薄膜的形貌及成分进行表征,运用拉曼光谱比较三种不同孔径氧化铝薄膜对不同浓度硅烷缓蚀剂的吸附担载能力,以及电化学测试检验其担载不同浓度硅烷缓蚀剂后耐腐蚀能力,得出具有最强耐蚀能力时的氧化铝膜的最佳孔径和此时担载硅烷缓蚀剂的最佳浓度,电化学测试结果表明介孔薄膜的电化学阻抗可达10~7。     

钛薄膜阳极氧化制备纳米孔结构TiO2

采用物理气相沉积的方法,以导电玻璃为基材沉积金属Ti薄膜,并将其作为阳极,在1% HF溶液中恒压阳极氧化,制备了具有纳米孔阵列结构的TiO2薄膜.研究表明,形成的TiO2薄膜具有多孔结构,微孔均为贯穿孔,孔形基本为圆形,孔径均匀,孔径大约为50 nm.在15℃溶液中阳极氧化相同时间制备的TiO2氧化膜的厚度显著大于25℃溶液制备的氧化膜厚度.TiO2氧化膜的厚度随着阳极氧化时间的延长而增加.     

基于TiO2/多壁碳纳米管复合光阳极和SnO2/多壁碳纳米管非铂对电极的染料敏化太阳能电池电子传输的改善EI北大核心CSCD

为了提高TiO2光阳极的电子传输速率,在TiO2中负载了多壁碳纳米管(MWCNTs)。采用溶胶–凝胶水热法制备了TiO2/MWCNTs复合溶胶,利用电流体动力学方法制备了均匀的TiO2/MWCNTs复合薄膜,并用TiCl4对薄膜进行了优化。用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和紫外可见吸收光谱仪对样品进行了表征分析。利用电化学阻抗谱和电流密度–电压曲线分析了基于TiO2/MWCNTs复合光阳极和SnO2/MWCNTs对电极的染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电性能。结果表明,MWCNTs的加入极大地加速了电子在薄膜中的传输,减少了电子与氧化态染料和I3–的复合;基于CNT-0.12(质量分数0.12%)复合光阳极的DSSC性能最佳(VOC=0.70 V,JSC=13.0 m A/cm2,ηFF=0.64,η=5.80%),与基于纯TiO2光阳极的DSSC(η=4.44%)相比,能量转换效率提高了30.6%。     

阳极氧化法制备透明氧化铝薄膜的研究

以铝箔为阳极,石墨为阴极,草酸为电解液,采用二次阳极氧化法制备透明氧化铝薄膜。采用金相显微镜观察一次阳极氧化和二次阳极氧化后氧化铝薄膜的表面形貌,并用X射线衍射仪对氧化铝薄膜结构进行表征。结果表明,二次阳极氧化工艺对氧化铝薄膜的质量有重要的影响。采用退火-除油-浸蚀-电化学抛光-一次阳极氧化-二次阳极氧化工艺,并严格控制工艺参数,可以制备结构良好的透明氧化铝薄膜,且氧化铝薄膜是非晶态结构。