TiO2纳米管阵列的电化学自掺杂及电容特性北大核心

阳极氧化钛箔合成高度有序的TiO2纳米管阵列。通过电化学自掺杂的方法对原始TiO2纳米管阵列电极进行改性,研究了不同掺杂条件对TiO2纳米管阵列电极电化学性能的影响,探索了电化学自掺杂的最佳实验参数。实验结果表明：电化学未掺杂的原始TiO2纳米管阵列电极表现出的最大比电容仅为1.55 mF·cm^-2,在25℃下0.5 mol/L的Na2SO4溶液中,施加5 V电压掺杂30 s后,TiO2纳米管阵列电极导电性显著增强,比电容可达到22.17 mF·cm^-2,是原始TiO2纳米管阵列电极比电容的14.3倍,电化学自掺杂显著提高了TiO2纳米管的导电性及电容性能。同时,电化学自掺杂不会损坏或改变TiO2纳米管的形貌和晶体结构。     

纳米二氧化钛光催化机理及应用分析

本文介绍了纳米二氧化钛光催化技术的发展状况、光催化降解机理和应用领域,并重点对TiO2在空气净化、废水处理和杀菌方面的应用进行了说明。阐述了纳米TiO2在实际应用中存在的各种问题,指出目前提高纳米TiO2光催化活性的着眼点,并对纳米TiO2的应用进行了总结和展望。     

PANI/TiO2纳米复合材料的制备及其发光性能研究

采用原位化学氧化聚合的方法制备了一系列不同纳米TiO2含量的PANI/TiO2纳米复合材料,利用FI-IR、TG、XRD、TEM、SEM等方法对产物进行了结构表征和性能研究.研究表明:PANI包覆在TiO2表面,形成分散均匀的纳米复合粒子,直径约20～30nm; PANI/TiO2纳米复合材料有一定程度的晶化;在复合材料中,TiO2和聚苯胺分子链之间存在强的相互作用,并对复合材料的热稳定性起促进作用:通过UV-Vis、荧光光谱探讨了掺杂纳米TiO2粒子对PANI光学性能的影响,结果表明:PANI/TiO2纳米复合材料在紫外和可见光区域均有较强吸收,并在348nm处激发产生荧光,荧光强度随着TiO2的掺杂出现较大的提高.     

TiO2纳米棒光阳极的制备及性能改进

首先采用水热法制备 TiO2纳米棒光阳极,并引入 Au@SiO2纳米颗粒对其性能进行改善。结果表明,Au@SiO2纳米颗粒的引入虽然增强了光吸收,但同时减少了染料在 TiO2纳米棒上的吸附量,反而导致了电池器件性能的下降。因此,在 TiO2纳米棒/Au@SiO2纳米颗粒结构上进一步生长一层 TiO2钝化层：一方面可增加染料吸附量;另一方面有利于减少电荷复合。基于这种光阳极组装的染料敏化太阳能电池获得了 2.34%的光电转换效率,较单一 TiO2纳米棒光阳极组装的电池效率提高了 60%。     

基于TiO2、掺铁TiO2纳米粒灭活HL60细胞研究

以不同时间培养添加有不同剂量TiO2、掺铁TiO2纳米粒的HL60细胞,研究TiO2、掺铁TiO2纳米颗粒对HL60白血病肿瘤细胞活性的影响,并对比分析细胞在接受可见光照射和不接受光辐照的情况下细胞的活性,探讨基于TiO2、掺铁TiO2纳米颗粒作为光敏剂PDT灭活肿瘤细胞的可能性.实验结果表明纳米颗粒对细胞的生长具有一定的抑制/毒性作用,培养时间越久、纳米浓度越大,抑制/毒性作用越明显;添加了纳米颗粒的PDT灭杀效率比不加纳米颗粒的PDT灭杀效率高,但交互效应不显著.     

纳米TiO2-xNx对ALA-PDT体外灭活HL60效果影响实验研究

为研究在基于氨乙酰丙酸(ALA)的光动力治疗(PDT)法中添加适当N掺杂纳米TiO2-xNx对体外灭活白血病HL60细胞的效果影响,采用MTT分析法测试了各种实验条件下HL60细胞的相对存活率,从而研究了纳米TiO2-xNx对HL60细胞生长的影响、添加不同浓度的纳米TiO2-xNx后PDT对HL60细胞存活的影响以及基于ALA或TiO2-xNx或ALA和TiO2-xNx的PDT对HL60细胞的存活影响.实验结果表明:50～250 μg/mL浓度的纳米TiO2-xNx溶液对HL60细胞具有较强的灭活作用,其中150 μg/mL浓度的纳米TiO2-xNx溶液对任意接种浓度的HL60细胞均具有很好的灭活效果.添加纳米TiO2-xNx再进行PDT,HL60细胞的相对存活率均低于同浓度纳米TiO2-xNx颗粒单独作用后HL60细胞的相对存活率.在ALA的基础上添加纳米TiO2-xNx后进行光辐照,对HL60细胞的灭活效果最佳,当添加ALA浓度为1 mM/mL、纳米TiO2-xNx浓度为150 μg/mL和HL60细胞接种浓度为7.5×104/mL时,HL60细胞的存活率为25%,即基于添加合适浓度的ALA及纳米TiO2-xNx的PDT对HL60细胞的灭活效率达75%.     

CdS/TiO_2球棒结构异质结的合成及其光电化学性能研究

利用循环伏安电沉积法将CdS纳米颗粒沉积在TiO2纳米棒阵列上制备了CdS/TiO2复合薄膜,采用XRD、SEM和UV-Vis分光光度计对样品的晶体结构、微观形貌和光学性质进行了表征,并研究了紫外光预处理TiO2对复合薄膜的结构和光电化学性能的影响。结果表明,制备的TiO2薄膜为沿c轴择优取向的金红石单晶,CdS成功电沉积到TiO2纳米棒的顶部形成了CdS/TiO2球棒结构异质结,所制复合薄膜的光吸收边均扩展到了可见光区域。特别是对TiO2纳米棒阵列进行紫外线照射预处理后,复合薄膜中CdS的含量显著提高,其表现出更好的光电化学性能。     

纳米TiO_2光催化剂的改性及应用研究进展

对纳米TiO2的光催化反应机理及制备方法做了简要阐述,重点介绍了目前在纳米TiO2掺杂改性方面,尤其是非金属掺杂和共掺杂改性方面的研究进展。氮掺杂的TiO2是新发现的具有可见光催化活性的复合光催化剂,非金属掺杂可以使复合物的禁带宽度小于纯TiO2的禁带宽度,从而使TiO2的吸收边向可见光方向移动。对TiO2的N、C、S、P、卤素掺杂以及共掺杂的国内外研究现状进行了评述,分析了提高TiO2可见光催化活性的原因。对纳米TiO2光催化应用领域进行简单介绍,最后提出了在TiO2光催化剂研究中期待解决的问题及今后的发展方向。     

纳米TiO2光催化剂的改性及应用研究进展

对纳米TiO2的光催化反应机理及制备方法做了简要阐述,重点介绍了目前在纳米TiO2掺杂改性方面,尤其是非金属掺杂和共掺杂改性方面的研究进展。氮掺杂的TiO2是新发现的具有可见光催化活性的复合光催化剂,非金属掺杂可以使复合物的禁带宽度小于纯TiO2的禁带宽度,从而使TiO2的吸收边向可见光方向移动。对TiO2的N、C、S、P、卤素掺杂以及共掺杂的国内外研究现状进行了评述,分析了提高TiO2可见光催化活性的原因。对纳米TiO2光催化应用领域进行简单介绍,最后提出了在TiO2光催化剂研究中期待解决的问题及今后的发展方向。     

锐钛矿TiO_2的水热法制备以及紫外光降解甲醛

用硫酸钛水热法制备了纳米TiO2光催化剂,研究了纳米TiO2的形态结构特征及其光催化性能,并探讨了甲醛溶液的初始pH值和初始浓度、TiO2用量、降解温度和时间对光催化降解反应的影响。结果表明,制备的锐钛矿TiO2产物平整而密实,它由八面体结构的TiO2纳米晶大面积自组装而成。在35℃降解温度下采用254nm紫外光源照射1h后,锐钛矿TiO2对甲醛的降解率达到51.10%,2h后达68.42%。     

室内甲醛降解的实验研究

介绍了室内甲醛降解的主要方法,实验测量了物理吸附、光催化等对甲醛的降解效果。提出一种综合利用光触媒、活性炭、臭氧、紫外灯、负离子、等离子体等技术降解室内甲醛的方案及试验测试结果。     

纳米光催化材料在功能性空气过滤材料改性整理中的应用研究探讨

根据目前功能性空气过滤材料的特殊性能要求,我们做了纳米光催化材料在功能性空气过滤材料改性整理中的应用的探讨性实验。通过对不同的空气过滤材料利用纳米材料进行不同的后整理的实验测试研究,分析各种滤料的拒水、拒油及光催化性能在整理前后的变化情况,探讨纳米光催化材料在空气过滤材料后整理中应用的可行性。     

半导体材料的化学功能—光催化技术与环境保护

半导体材料的光催化效应可将光能转化为化学，在环保化工和太阳能利用方面有巨大应用潜力。文章介绍光催化技术的基本原理，实施方法以及在环保领域内的应用前景。对光催化技术实用化过程中的几个重要问题进行了讨论。     

室内空气污染因素对人体的危害及净化技术措施

介绍了室内主要污染因素即化学性、生物性、物理性因素对人体健康的危害及室内空气净化方法：吸附过滤净化技术、低温等离子体技术、臭氧净化技术、光催化技术。主要叙述了纳米光催化技术的原理、光催化剂的制备方法及纳米光催化技术在室内空气净化中的应用。     

纳米TiO_2半导体催化活性的研究进展

纳米TiO2半导体催化技术具有广阔的应用前景,近年来半导体光催化已成为功能陶瓷材料、光化学、环境保护、生物技术等领域的研究热点之一。本文简要介绍了近年来国内外纳米TiO2半导体光催化剂的研究进展,主要包括纳米TiO2光催化剂的作用机理及结构的影响;提高催化活性的方法,指出了表面贵金属沉积、复合半导体、金属离子掺杂和表面光敏化是提高催化活性和催化效率的有效途径。     

TiO_2可见光光催化的研究进展

扩展TiO2催化的响应光谱范围,已成为目前TiO2光催化最具挑战性的课题之一。从TiO2体相掺杂、表面敏化等方面对近年来实现TiO2可见光光催化的途径和方法进行了简要总结。要进一步提高光催化效率还需:深入理解现有TiO2可见光体系的光催化机理;发现更高效的体相掺杂剂和表面敏化剂;设计和控制掺杂剂和表面敏化剂存在形态。     

纳米TiO_2/功能性空气滤料在净化空气方面的研究现状与展望

介绍了纳米TiO2/功能性空气滤料的定义,阐述了功能性空气滤料的研究与发展历程和国内外在纳米光催化技术方面取得的成就,综述了西安工程大学在纳米光催化技术方面的研究现状,为室内空气净化的研究及室内空气净化器的开发奠定了基础,并指出了存在的问题和今后发展方向。     

Surface Defect Engineering in 2D Nanomaterials for Photocatalysis

2D Nanomaterials, with unique structural and electronic features, have shown enormous potential toward photocatalysis fields. However, the photocatalytic behavior of pristine 2D photocatalysts are still unsatisfactory, and far below the requirements of practical applications. In this regard, surface defect engineering can serve as an effective means to tune photoelectric parameters of 2D photocatalysts through tailoring the local surface microstructure, electronic structure, and carrier concentration. In this review, recent progress in the design of surface defects with the classified anion vacancy, cation vacancy, vacancy associates, pits, distortions, and disorder on 2D photocatalysts to boost the photocatalytic performance is summarized. The strategies for controlling defects formation and technique to distinguish various surface defects are presented. The crucial roles of surface defects for photocatalysis performance optimization are proposed and advancement of defective 2D photocatalysts toward versatile applications such as water oxidation, hydrogen production, CO₂ reduction, nitrogen fixation, organic synthesis, and pollutants removal are discussed. Surface defect modulated 2D photocatalysts thus represent a powerful configuration for further development toward photocatalysis.     

陶瓷釉用TiO_2光催化剂的制备研究

制备了SiO2-TiO2和SiO2-ZrO2-TiO2复合光催化剂,并将其加入到陶瓷釉料中,结果表明,SiO2-TiO2,SiO2-ZrO2-TiO2复合粉体经1323 K煅烧后仍具有较好的光催化活性;但用SiO2改性的TiO2粉体添加到陶瓷釉料中,经1323K煅烧后,由于釉料中碱金属及碱土金属等离子的侵蚀,TiO2全部转变为金红石相,所制得的陶瓷釉料不具有光催化活性;而采用ZrO2-SiO2共同改性TiO2粉体添加到陶瓷釉料中,经1323 K煅烧后,TiO2基本上仍以锐钛矿相存在,所制得的陶瓷釉料具有良好的光催化活性;最后对改性TiO2粉体和光催化釉料的光催化机理进行了讨论.     

三氧化二铟的制备及其光催化性能

采用液相沉淀法制备纳米In2O3颗粒。以0.33mol/LInCl3与氨水在70℃下制取氢氧化铟胶体,用正丁醇与胶体共沸蒸馏除去表面的水分和羟基以防止颗粒硬团聚,经110℃干燥和1100℃煅烧后制得纳米In2O3颗粒。研究了其光催化性能。结果表明:制备的In2O3为立方晶系,粒子呈球形,粒径为100nm左右。经过6h的光催化降解,苯酚的降解率可达60%。讨论了In2O3纳米粒子光催化降解苯酚的原理,并给出其降解反应方程式。