离子掺杂对提高锐钛型TiO2高热稳定性的影响

归纳分析了离子掺杂对二氧化钛由锐钛矿型向金红石型转化的抑制作用,得出不同掺杂离子对TiO2相转化温度和粒径具有较大影响的结论。以TiCl4为原料,通过添加少量磷酸二氢钠（NaH2P04）,采用强迫水解法制备纯锐钛相纳米TiO2,相变温度提高到了1000℃,有效抑制了TiO2粒径的长大,与其他文献结果一致。指出掺杂TiO2的相变机理尚处于探索阶段,如何选择适当添加剂、实现高热稳定性锐钛矿型纳米TiO2产业化是今后研究的重点。     

TiO2纳米粉体的烧结行为及其性能的研究

分别采用Ti(SO4)2、TiOCl2沸腾回流直接水解制得了纯锐钛矿型和混晶的纳米TiO2。用XRD、SEM对不同煅烧温度下的纳米TiO2粉末结构、粒径大小进行了表征。结果表明:混晶中的锐钛矿相转变温度(500℃)明显低于纯锐钛矿相的(600℃以上)。纳米TiO2粉末的光催化活性与煅烧温度密切相关,500℃煅烧的混晶结构的纳米TiO2粉体表现出较高的光催化活性,20 min催化氧化降解率达到92.3%。     

Ag掺杂TiO2纳米晶粉体的制备及性能表征

以钛酸丁酯、无水乙醇、硝酸银等为原料,通过溶胶-凝胶法制备了不同Ag掺杂含量的TiO2纳米晶粉体,用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）检测分析了粉体的晶型转化、微观形貌和晶粒尺寸,用光致发光光谱（PL）表征材料的光电性能。结果表明,Ag掺杂后的TiO2纳米晶粉体的锐钛矿相比未掺杂Ag样品的含量有所增多,当Ag掺杂量为1%和3%时,锐钛矿的相对含量约为65%;随着Ag掺杂量的增加,锐钛矿晶粒尺寸逐渐减小;由TEM图像可知,Ag颗粒较为均匀地弥散在TiO2纳米晶粉体中;由PL荧光检测结果可知,Ag掺杂TiO2纳米晶粉体的荧光强度比未掺杂的TiO2纳米晶粉体的低。试验结果表明,Ag颗粒较为均匀地弥散在TiO2纳米晶粉体中,有利于在锐钛矿界（表）面形成Ti-O-Ag的键合,有效阻止锐钛矿向金红石的转变,同时抑制锐钛矿TiO2纳米晶粒的增长,Ag颗粒与TiO2纳米晶粉体接触形成肖特基势垒,加速光生电子由TiO2向Ag颗粒传输,减小光生电子与空穴的复合几率,从而提高TiO2纳米晶粉体的光电性能。     

锐钛矿相TiO2纳米晶制备与相成因研究

采用TiCl4的乙醇溶液作为前驱体,制备了TiO2纳米晶。通过X射线衍射(XRD)、差热—热重同步分析(DTA—TGA)等方法研究了纳米晶的相组成、晶型及粒径(A：4nm—10nm)。通过控制实验条件,可以得到单一的锐钛矿相TiO2纳米晶。研究发现,随着热处理温度的升高,纳米晶粒子的晶格畸变率变小,表明纳米晶的晶型变好;在400℃以下,纳米晶粒子增长速度比较慢,源于焙烧所提供的能量首先消耗在结构弛豫上。     

铁、镧共掺杂纳米TiO2可见光催化性能研究

通过溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了铁、镧共掺杂纳米TiO2,采用X线衍射仪(XRD)、X线光电子能谱(XPS)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和荧光分光光度计(FL)等测试手段对样品进行表征。结果表明,500℃煅烧后的掺杂TiO2均呈锐钛矿型,平均粒径为6.1nm,掺杂抑制了TiO2粒径的长大,掺杂的Fe3+、La3+能有效进入TiO2晶格。掺杂使TiO2的吸收带边红移且在可见光区的光吸收增强,样品的荧光强度越小,催化效果越好。可见光光催化降解甲基橙实验结果表明,可见光照射5h,最佳共掺杂的0.01%Fe/0.6%La-TiO2对甲基橙的降解率达40.7%。     

纳米TiO_2光催化降解次甲基蓝的影响因素研究

以TiCl4为原料,采用水解沉淀法,并在空气气氛下于不同温度煅烧2h,制备得到纳米TiO2。采用XRD、TEM及UV-Vis对样品进行表征。在卤钨灯照射下,研究了不同煅烧温度、不同pH值以及H2O2的加入等因素对TiO2光催化降解次甲基蓝的影响。结果表明:以水解沉淀法制备的纳米TiO2,随煅烧温度的提高,在600℃开始向金红石相转变,1000℃时全部转变为金红石相,并且TiO2粒子长大,吸收带边向长波方向移动。锐钛矿相与金红石相共存的纳米TiO2比纯锐钛矿相和金红石相有更优异的光催化活性,在卤钨灯下照射90min,对次甲基蓝的降解率达到97%。     

微波对TiO2溶胶低温晶化影响的研究

以Ti(SO4)2和HNO3为原料、水为溶剂,采用微波水浴合成法,制备了纳米锐钛矿TiO2水溶胶;利用X-射线粉末衍射(XRD)、差热分析(TG-DTA)和透射电镜等(TEM)技术对产物进行表征.考察了pH值、水浴晶化温度对产物结果的影响.结果表明,微波辐照条件下促进了TiO2由无定形向锐钛矿的转变过程,在常压、低于100 ℃条件下,微波加热TiO2 溶胶1.5 h后,产物主要以锐钛矿晶型存在,晶粒粒径为Φ4～5 nm.     

Bi_2O_3/TiO_2纳米复合物的微波合成及光催化性质

以硝酸铋和硫酸钛为原料,通过直接投料微波辐射水解合成法制备了掺铋TiO2纳米复合物,并用XRD、TEM进行了表征。结果表明,直接投料摩尔比为1∶10掺铋TiO2纳米复合物,经500℃热处理后晶型为锐钛矿型,粒径为6～10nm。以催化降解甲基橙来考察其光催化活性,结果表明所制备的纳米复合物是一个好的催化剂。研究了Bi3+的掺杂量、热处理温度、催化剂用量对掺铋TiO2纳米复合物光催化性能的影响。当催化剂用量为1g/L时,2mg/L的甲基橙溶液在紫外光辐射30min后,降解率达到97%。该复合物对甲基橙溶液的光催化降解符合一级动力学方程。     

Fe~(3+)掺杂TiO_2纳米晶溶胶的制备及性能

采用sol-gel法制备了Fe3+掺杂锐钛矿型TiO2纳米晶溶胶。对溶胶的物相结构和粒度分布进行了分析,并考察了薄膜的UV-Vis吸收光谱及溶胶的光催化性能。结果表明:Fe3+掺杂可提供杂质能级抑制电子与空穴的复合,且对TiO2溶胶粒子具有细化作用,因此TiO2溶胶的光催化活性提高,比未掺杂时最大提高了近30%。但Fe3+掺杂过多可能成为电子与空穴复合的中心,导致TiO2溶胶的光催化活性降低。r(Fe:Ti)的最佳范围为0.25~0.50。     

金包覆TiO_2纳米薄膜的光催化杀菌性能研究

采用射频反应溅射法在玻璃衬底上制得均匀透明的TiO2纳米薄膜,然后采用金(Au)离子溅射镀膜法制得金包覆TiO2复合薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等研究了金包覆TiO2薄膜的结晶特性和表面形貌。研究显示,射频功率为200W时,射频薄膜表面光滑平整,由锐钛矿型TiO2纳米微粒构成,其微粒直径在20～100nm。Au离子溅射镀膜和真空退火后薄膜的表面形貌没有明显的变化。采用细菌涂布培养法对金掺杂TiO2纳米薄膜的光催化杀菌性能进行研究,结果表明金包覆TiO2纳米复合薄膜较单一TiO2纳米薄膜在光催化杀菌范围、速度及效率上具有明显的增强,对枯草芽孢杆菌在10min内的杀菌率均达到90%以上。根据实验结果,讨论了金包覆TiO2纳米薄膜光催化杀菌机理。     

BaO—TiO2—Sm2O3系陶瓷结构与介电性能研究

研究了BaO-TiO2-Sm2O3(BTS）系材料的结构和介电性能。实验结果证明：在富TiO2区的BTS系中,随着BaO/Sm2O摩尔比的增加,材料的介电常数ε和介电常数的温度系数αε发生变化,XRD分析证明这是因为材料的主晶相发生变化所致。当BaO/Sm2O3＝1．33时,可获得具有超低损耗的热稳定微波陶瓷材料,其主晶相为BaSm2Ti4O12。     

TiO_2(Ag)纳米半导体薄膜的制备及其光催化性能

对热解Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）４＋ＡｇＮＯ３溶胶制备的ＴｉＯ２（Ａｇ）纳米半导体薄膜光催化特性与其结构的关系进行了研究。薄膜对二卡基砜的光催化降解结果表明,热解温度显著影响薄膜的光催化作用,这与ＴｉＯ２微粒的长大和晶相转变有关;适量的Ａｇ作活性剂可以显著改善薄膜的光催化性能。     

Cu掺杂TiO2纳米晶粉体的形态及光电性能研究

TiO2纳米材料良好的光电性能,为其作为制备染料敏化太阳电池等新型太阳电池的光阳极材料提供了很好的应用基础。采用溶胶-凝胶法成功制备了Cu掺杂的TiO2纳米晶粉体,并利用XRD、EDS、TEM以及荧光分光光度计对样品进行了表征,研究了Cu掺杂对TiO2的物相类型、微观结构、晶粒尺寸以及光致发光性能的影响。结果表明,Cu掺杂使Cu2+取代Ti 4+进入TiO2的晶格中,在抑制TiO2晶粒生长的同时促进了TiO2的晶型转变,但这种抑制和促进作用会随着Cu掺杂量的增加而减弱。3%（原子分数）的Cu掺杂能够有效增强TiO2对光生电子的捕获能力,降低光生电子的复合速率,优化其光电性能。     

非晶TiO2薄膜激光晶化

以中频孪生非平衡磁控溅射沉积设备制备的非晶氧化钛薄膜为前驱体,采用激光晶化技术实现了从非晶氧化钛到纳米氧化钛的相变过程。研究结果表明,在所选取的激光功率范围内,晶化氧化钛薄膜主要是由纳米尺度的锐钛矿和金红石所组成。随着激光功率的增大,晶化薄膜中金红石相的含量逐渐增多,晶粒尺寸逐渐增大,硬度、弹性模量及耐磨性逐渐提高。     

sol-gel法制备六方相ZnTiO3粉体的研究

首次采用溶胶-凝胶工艺得到了纯六方相ZnTiO3粉体。以Zn(NO3)2·6H2O和Ti(OC4H9)4为原料,通过溶胶-凝胶法制备了纯六方相ZnTiO3粉体。采用DSC-TG,XRD,FT-IR和Raman等现代测试分析手段,对凝胶粉体的热分解和相转变过程进行了研究。实验结果表明,800℃煅烧处理凝胶粉末可获得纯六方钛铁矿相ZnTiO3粉体;但是,这种六方相ZnTiO3的高温稳定性较差,当煅烧温度超过900℃时,六方相ZnTiO3分解为立方结构Zn2TiO4和金红石TiO2。     

溶胶–凝胶法WO_3纳米粉体的气敏性能研究

采用溶胶–凝胶法制得了不同掺杂量的TiO2-WO3(TiO2质量分数为0~5%)纳米粉体材料,利用X射线衍射仪、透射电镜等测试手段分析了材料的微观结构,并进行了气敏性能测试。研究发现:适量TiO2的掺杂可改变WO3的晶型,抑制晶粒的生长,提高粉体材料的气敏性能,其中掺杂量为3%的烧结型气敏元件在220℃时对汽油有较高的灵敏度,线性检测范围较宽,且抗干扰能力强。     

用sol-gel法在不锈钢基片上制备TiO2薄膜

介绍利用钛酸丁酯为前驱液, 用ｓｏｌ－ｇｅｌ法在不锈钢基片上制备ＴｉＯ２ 薄膜。研究分析了冰醋酸、乙酰丙酮等添加物对溶胶性能的影响,对制备在不锈钢基片上的ＴｉＯ２ 薄膜进行ＸＲＤ分析,并检测薄膜的阻－温特性、Ｖ－Ｉ特性、绝缘强度等电学特性。实验显示添加一定比例的Ｈ２Ｏ、冰醋酸、乙酰丙酮, 可以得到长时间不胶凝、性能稳定的溶胶,通过适当工艺, 能在金属基片上制备出致密、不开裂、电阻率为１０５ ～１０６ Ω·ｃｍ 的ＴｉＯ２ 薄膜。     

Electron holographic 3-D nano-analysis of Au/TiO2 catalyst at interface

Three-dimensional (3-D) nanostructures of gold catalysts supported on TiO2 were analysed by electron holography and high-resolution electron microscopy. The contact angle of the gold particle on TiO2 tended to be >90 degrees in the case of gold particles with a size (height) of >4 nm and it tended to be <90 degrees for gold particles with a height of <2 nm. The change in morphology increases the perimeter at the Au/TiO2 interface as the particle size decreases. This change in 3-D structure should be attributed to a change in electronic structure at the interface. It was found that electron holography enabled 3-D analysis at the atomic level and was effective for analysing nanostructured particles.     

(Ta2O5)0.92(TiO2)0.08介电陶瓷的激光烧结改性研究

采用CO2 激光对 (Ta2 O5) 0 .92 (TiO2 ) 0 .0 8陶瓷的烧结改性进行了系统研究 ,分析了改性微观机理。所制备的陶瓷试样比普通炉烧试样的介电常数值提高了约 3倍 ,平均值约为 4 5 0 ,同时具有良好的热稳定性。通过X射线衍射相结构分析 ,确定激光烧结陶瓷试样中存在H -TiTa18O47高温相 ,采用金相和扫描电镜的分析方法 ,首次获得了陶瓷试样的 3D显微结构信息 ,激光烧结试样具有与普通炉烧试样明显不同的显微结构特征。相结构及显微结构的差异应是激光烧结试样介电性能改善的主要原因。     

Humidity sensing properties of spray deposited Fe doped TiO2 thin film

In the present work,ferrite (Fe) doped TiO2 thin films with different volume percentage (vol％) were synthesized us-ing a spray pyrolysis technique.The effect of Fe doping on structural properties such as crystallite size,texture coefficient,mi-crostrain,dislocation densities etc.were evaluated from the X ray diffratometry (XRD) data.XRD data revealed a polycrystalline anatase TiO2 phase for sample synthesized up to 2 vol％ and mixed anatase and rutile crystalline phase for sample synthesized at 4 vol％ Fe doped TiO2.The crystalline size was observed to decrease with increase in Fe dopant vol％ and also other structur-al parameters changes with Fe dopant percentage.In the present work,electrical resistance was observed to decrease with a rise in Fe dopant vol％ and temperature of the sample.Thermal properties like temperature coefficient of resistance and activa-tion energy also showed strong correlation with Fe dopant vol％.Humidity sensing properties of the synthesized sample altered with a change in Fe dopant vol％.In the present paper,maximum sensitivity of about 88.7％ for the sample synthes-ized with 2 vol％ Fe doped TiO2 and also the lowest response and recovery time of about 52 and 3 s were reported for the same sample.