氧化电压和时间对Ti75钛合金微弧氧化膜性能的影响

通过微弧氧化在Ti75钛合金表面成功制得微弧氧化膜层。电解液组成为:Na3PO4·12H2O14.0g/L,Na2SiO3·9H2O2.0g/L,添加剂3.0g/L。借助体视显微镜、涡流测厚仪、显微硬度计、X射线衍射仪等设备,研究了氧化电压和时间对微弧氧化膜形貌、厚度、显微硬度及构相等性能的影响。结果表明,微弧氧化膜层主要由金红石型和锐钛矿型TiO2组成。氧化电压和时间对氧化膜的形貌、厚度及显微硬度的影响较大。随氧化电压升高,微弧氧化膜层中金红石相TiO2的含量增大。氧化时间对微弧氧化膜层构相的影响不大。     

电解电压对钛阳极氧化膜表面状态的影响

在HF水溶液体系电解氧化纯钛片时,通过调整电解电压来改变钛氧化物的表面特征(氧化膜的颜色和形貌)。结果表明,电解电压对钛阳极氧化膜颜色可控;在一定的电压下可以获得排列规则的TiO2纳米管阵列,用扫描电子显微镜(SEM)进行表征。并讨论了TiO2纳米管的形成机理。     

Ti3AlC2在1000℃的循环氧化及氧化膜中残余应力

采用X-射线衍射仪和扫描电镜对Ti3AlC2在1000℃时形成表面氧化膜循环氧化及氧化膜中残余应力进行了研究.XRD结果表明Ti3AlC2表面的氧化物由锐钛矿型的TiO2和α-Al2O3组成.表面形貌研究发现表面氧化膜平坦、致密和无微裂纹,金红石型TiO2非连续分布在氧化膜表面,而α-Al2O3则是连续分布在氧化膜的内层,随着循环氧化次数的增加氧化膜颗粒不断长大.在经历5、20和40次循环氧化后,表面氧化膜内的应力分别为-0.82,-0.65和-0.49 GPa.     

阳极氧化参数对TiO2薄膜结晶行为影响的研究进展

阳极氧化技术制备的功能性TiO2薄膜材料因其良好的耐腐蚀性、光催化活性及生物相容性,被广泛应用于腐蚀防护、光催化、太阳能电池及生物工程等领域。钛表面阳极氧化膜的应用性能与其结构密切相关,相较于无定形结构的TiO2,结晶的TiO2具有更高的光催化活性和更好的生物相容性。本文综述了氧化电位、电解液、氧化方式及时间等阳极氧化参数对钛表面氧化物薄膜结晶行为的影响,并分别讨论了各种因素对TiO2结晶的影响机理。在钛阳极氧化过程中,氧化电位的增加、温度的升高、氧化时间的延长以及电解液浓度的增加都有利于TiO2薄膜的结晶,而杂质离子的侵入及氧化膜生长速率的提高则不利于钛氧化物的结晶。     

退火处理对钛酸钡微弧氧化铁电薄膜物相的影响

以工业纯钛板作为阳极,在Ba(OH)2溶液中微弧氧化制得BaTiO3薄膜。研究了BaTiO3薄膜的表面形貌和物相组成,着重研究了退火处理对BaTiO3薄膜物相的影响。微弧氧化所得薄膜表面凹凸不平,且存在大量分布不均的孔洞,主要由六方相BaTiO3组成,经不同温度退火后,其物相组成发生很大变化。在1 100°C下退火1 h后,薄膜中开始出现四方相BaTiO3;随着热处理温度的升高和保温时间的延长,更多的BaTiO3由六方相向四方相转变。但高温退火过程中基体Ti与微弧氧化膜反应形成的氧化物层会影响薄膜的铁电性能。     

电极电压对纯钛表面微弧氧化陶瓷膜结构及特性的影响

采用微弧氧化处理技术,在纯钛表面制备了含钙磷的多孔复合陶瓷膜,考察了微弧氧化时的电极电压对复合陶瓷膜的形貌、结构、成分和性能的影响.结果表明:在400～500 V的电压范围内,样品表面均形成了含有钙磷的多孔陶瓷膜,随着电极电压的升高,膜层表面微孔数日减少.孔径增大,膜层厚度增加.在400 V时,膜层的相构成为Ti 锐钛矿相TiO2 Ca3(PO4)2;在450 V和500 V时,膜层的相构成均为Ti 锐钛矿相TiO2 金红石相TiO2,Ca3(PO4)2消失,且随着电压的升高,锐钛矿相TiO2减少,金红石相TiO2增多.膜层中的钙磷摩尔比均随电压的升高而增大.在450V和500V时,膜层的临界载荷值分别为29.5N和14.8N.     

过氧钛、钛取代杂多酸盐氧化还原性质的研究

采用电化学方法研究钛和过氧钛三取代：α—K8H2[SiW9TiO40]·15H2O,β-K7H3[SiW9Ti3O40]·15H2O,α—K9H2[SiW9（TiO2）3O37]·12H2O,β—K8H2[SiW9（TiO2）3O37]·10H2O,K9[PW9Ti3O40]·5H2O和K9[PW9（TiO2）3O37]·10H2O的氧化还原性质。实验结果表明：过氧型杂多配合物的氧化性大于非过氧型的氧化性。对于Keggin结构的同一类型杂多配合物当中心离子不同时对其氧化性有影响。当中心离子为P时其氧化性强。对同一类型杂多酸盐,当为α和β两种异构体时,一般β型的氧化性大于α型。     

TiO2-C体系在不同气氛下的反应

为了解TiO2-C体系在不同气氛下的反应过程,以w(TiO2)≥98.0%的锐钛矿型TiO2和w(C)≥98.8%的活性炭为原料,在热力学计算的基础上,结合室温~1 773 K下的TGA、XRD和SEM分析,研究了m(TiO2)∶m(C)=1∶0.3的TiO2-C体系分别在Ar和N2气氛下热处理过程中的物相变化及显微形貌。结果表明:TiO2的还原反应是分步进行的,随着温度的提高,依次发生反应:TiO2→Ti3O5,TiO2→Ti2O3;在N2条件下,随着温度的升高,TiO2先氮化生成Ti(CON)固溶体,之后转化为TiN。     

阳极电压对钛合金微弧氧化膜性能的影响

摘要：在不同阳极电压下对Ti-6Al-4V合金进行了微弧氧化处理。考察了阳极电压对氧化膜生长速率、表面形貌、相组成及硬度的影响，并对其摩擦学性能进行了表征。研究结果表明，随着阳极电压的升高，氧化膜表面微孔数量减少，表面微孔孔径、粗糙度、氧化膜生长速率均增大，表面硬度先增大后减小。微弧氧化膜主要由Al3TiO5相和金红石TiO2相组成，随着阳极电压的升高，两者相对比例逐渐增大。阳极电压对微弧氧化膜与钢球的摩擦系数影响不大，但对磨损率影响较大，磨损率随阳极电压的升高先减小后增大，氧化膜均具有较好的耐磨性。     

溶胶-凝胶法制备TiO2-Fe2O3半导体异质结构光催化材料

采用溶胶-凝胶法,以硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)和钛酸丁酯(Ti(OBu)4)为原料制备出均匀透明的TiO2-Fe2O3复合异质结构光催化薄膜材料,并将其在不同温度下进行了热处理。利用原子力显微镜(AFM)、紫外-可见分光光度计对试样的表面形貌和透光率进行了表征。考察了不同组成、热处理制度和温度对材料光催化性能的影响,特别是对可见光区的光催化性能的影响,并对其光催化机理进行了探讨。结果表明:TiO2-Fe2O3复合异质结构光催化薄膜的光催化活性比纯TiO2结构薄膜有了明显提高,且向可见光波段偏移。     

IrO_2-SiO_2涂层钛阳极的失效行为研究

为探讨氧化物涂层阳极的失效原因,采用热分解法在不同焙烧温度下制备了60%IrO2-40%SiO2/Ti氧化物阳极,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDX)和循环伏安测试(CV)分析了阳极在硫酸溶液的强化电解过程前后表面形貌、涂层组成和电化学性能的变化。结果表明,IrO2-SiO2涂层钛阳极失效的主要原因是钛基体和涂层之间形成了不导电的TiO2层。在强化电解过程中,低焙烧温度制备的阳极活性组分的电化学溶解和涂层的机械脱落促进TiO2层的生长。高焙烧温度制备的阳极中已生成一定量的TiO2,在电解时加速电极的失效。600℃焙烧温度下制备的电极的强化寿命最高。     

纳米二氧化钛薄膜光催化剂的合成及特性

研究采用溶胶-凝胶技术以载玻片为基质制备了纳米TiO2薄膜,向溶胶中添加乙酰丙酮后改善了溶胶的稳定性及薄膜的牢固性。用扫描探针显微镜(DFM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)及X射线光电子能谱(XPS)对薄膜进行了表征。结果表明:扫描探针显微镜(DFM)观察到薄膜中颗粒的粒径为20~40nm,X射线衍射(XRD)表明TiO2为锐钛型,用红外光谱(IR)表征了溶胶及粉末样品的物性并探讨了反应的机理,X射线光电子能谱(XPS)结果显示薄膜中除含有Ti、O元素外,还有少量从玻璃表面扩散至薄膜中的Na和Si元素。TiO2薄膜对光降解甲基橙水溶液具有很好的光催化性,通过掺SnO2、酸处理途径明显提高了其性能。     

载银TiO2薄膜制备及其光催化灭菌性能

在硫酸电解液中,用阳极氧化法在纯钛表面制备了纳米多孔TiO₂薄膜,并通过光沉积法进行了载银修饰。采用XRD、SEM对薄膜的形貌与相结构进行了表征,并考察了电流密度、电压和电解液浓度等对生成的TiO₂薄膜光催化灭菌性能的影响。结果表明：TiO₂薄膜由锐钛矿型和金红石型组成。随电压升高,金红石型的含量逐渐增多,微孔孔径增大,在电流密度为150 mA•cm^-2时,分别由120 V时的19%和93 nm增加到180 V时的96%和283 nm。电流密度的适当增大和适量的载银修饰有助于提高TiO₂薄膜光催化灭菌性能。在1 mol•L^-1硫酸溶液中,140 V/150 mA•cm^-2条件下制备的TiO₂薄膜,经3 g•L^-1硝酸银溶液中载银修饰后灭菌效果最佳。     

电压对钛阳极氧化薄膜形貌的影响

采用两步施加电压的阳极氧化方法制备了具有不同形貌的氧化钛薄膜,使用扫描电子显微镜对在不同初始电压、不同放电电压下制备的氧化钛薄膜的形貌进行了分析。结果表明,在相同的放电电压下,通过改变初始电压可以制备出具有不同平均孔径和平均孔密度的阳极氧化钛薄膜;在一定的初始电压下,放电电压有一定的极限值,超过这个极限值电极将被烧毁;在初始电压60V,放电电压140V条件下制备的阳极氧化钛薄膜的纳米孔最规整、分布最均匀、孔径最均一。     

Interactive Oxidation of Photocatalysis and Electrocatalysis for Degradation of Phenol in a Photoreactor

TiO2/C particles as photocatalyst were prepared by dipping TiO2 suspension solution with activated carbon and were applied in the photocatalytic-electrocatalytic degradation of phenol, the Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2 electrode and oxygen diffusion electrode were used as anode and cathode respectively, and a 250 W ultraviolet lamp (365 nm) as side light source. The SEM results of TiO2/C and Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2 anode indicated that the TiO2 on carbon particles was uniform and PbO2 film on the surface of anode was in cauliflower form, the XRD result of oxygen diffusion electrode showed that only crystalline graphite was found. The influential parameters of degradation process such as applied cell voltage (E), initial concentration of phenol (C0), amount of TiO2 catalyst and air flow rate (v) were discussed. Under the following experimental conditions of C0=50 mg/L, pH=6, E=2 V, TiO2 0.98 mg/mL, v=382.2 mL/min, and light intensity I=10.5 mW/cm2, phenol could be entirely degraded, and about 89% of total organic carbon (TOC) was removed after 3 h degradation.     

Electrodeposition of titanium(IV) oxide film from sacrificial titanium anode in I2-added acetone bath

A TiO₂ film was fabricated by a simple electrochemical method using a sacrificial titanium anode as a cationic source in an I₂-dissolved acetone bath, where the solvent contains iodide ions as a supporting electrolyte but no Ti salt as an electrolyte. At the initial stage of electrolysis, anodic oxidation of Ti anode occurred under the presence of water as an impurity to acetone. Subsequently, TiO²⁺ was produced as a result of the dissolution of oxide films under the influence of iodide ions, and was then electrodeposited on the cathode surface. The morphologies of as-deposited films were found to be dependent on the film thickness, which in turn is determined by the voltage applied during the electrolysis. Moreover, the obtained films show photocatalytic activity for decomposition of gaseous acetaldehyde without annealing. In this paper, the electrodeposition mechanism is discussed in detail.     

微弧氧化TiO2膜的电助光催化性能研究

以磷酸钠为电解液,采用微弧氧化技术制备钛基TiO2膜,以该膜为阳极,钛片为阴极与40 W紫外灯和稳压电源组成电助光催化体系,以大红染料模拟废水来评价TiO2膜光电催化能力。研究了酸度和亚铁离子质量浓度等因素对光催化的影响。结果表明:光电催化提高了TiO2膜阳极的降解率;阴极槽内亚铁离子存在会形成电-芬顿体系,有助于提高光电催化降解率。当电解液中支持电解质硫酸钠浓度为0.5 mol/L、pH=3时阳极槽的降解率达到38%,阴极槽亚铁离子质量浓度为3.0mg/L时降解率达到68%。     

负极材料Li_4Ti_5O_(12)合成中优化原料组成的研究

以不同的钛源(锐钛矿型TiO2、金红石型TiO2和无定形TiO2)和不同的锂源(Li2CO3和LiOH.H2O),采用高温固相合成法合成Li4Ti5O12,并对Li4Ti5O12的合成工艺进行了优化。经试验发现,在900℃下以锐钛矿型TiO2和Li2CO3为原料合成的Li4Ti5O12具有良好的电化学性能,Li4Ti5O12材料在Li+嵌入和脱出的过程中,其晶型不发生变化。     

硫酸处理对微弧氧化TiO2膜光催化性能的影响

采用微弧氧化技术在钛网上直接制备TiO2膜,利用硫酸浸渍方法对该膜表面进行修饰,以酸性大红染料模拟废水来评价TiO2膜光催化降解水中有机污染物的能力。并对微弧氧化膜表面形貌和成分进行了分析。结果表明:由于膜表面钠的沉积,微弧氧化TiO2膜的光催化性能较差;硫酸浸渍可以减少微弧氧化TiO2膜表面钠的含量,改善膜的光催化性能,对酸性大红染料废水光催化120 min降解率由15%提高到31%。