电解液温度对TiO_2纳米管阵列结构和光催化性能的影响

在有机溶剂(NH4F+水+丙三醇)体系电解液中,采用电化学阳极氧化法在钛片表面制备了高度有序的TiO_2纳米管阵列,主要研究了电解液温度和阳极氧化时间对TiO_2纳米管结构和表面形貌的影响,观察到TiO_2纳米管的形貌,包括内径、壁厚和长度,随实验条件呈现规律性改变。所得的TiO_2纳米管阵列在450℃退火后可得到锐钛矿相。随着阳极氧化电解液温度的升高,TiO_2纳米管阵列的结晶度有所提高。通过在紫外光的照射下降解亚甲基蓝水溶液评价其光催化活性,分析了制备条件对TiO_2纳米管阵列的光催化性能的影响,得出材料形貌是否规整是影响光催化性能的重要因素。     

电化学阳极氧化法制备TiO2纳米管

通过电化学阳极氧化法在(NH4)2SO4 NH4F溶液中恒压氧化纯钛箔,制备出TiO2纳米管阵列.研究了氧化电压、后处理清洗对纳米管形貌的影响;利用扫描电子显微镜(SEM)观察了TiO2纳米管阵列的微观形貌;采用X-射线衍射分析(XRD)表征了TiO2纳米管阵列的物相.     

BaTiO_3/TiO_2纳米管复合薄膜的制备及其对304不锈钢光生阴极保护性能研究

以阳极氧化法制备的TiO_2有序纳米管阵列为反应物和模板,采用微波水热法成功原位制备了BaTiO_3/TiO_2纳米管复合薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)等方法对复合薄膜的物相、形貌、尺寸及化学组成进行表征。利用电化学综合测试系统测量304不锈钢耦接微波水热不同时间制备薄膜后的电极电位、光电流密度和电化学阻抗谱(EIS)。结果表明,微波水热反应20 min制备了BaTiO_3/TiO_2纳米管结构,随着微波水热时间的延长,纳米管壁厚不断增加,管口内径不断减小,反应时间过长(60 min)会破坏纳米管形貌。相比耦接TiO_2纳米管薄膜的304不锈钢,耦接微波水热反应20min制备的复合薄膜的304不锈钢在白光照射下具有更负的电极电位(E=-500mV),更高的光电流密度(46μA/cm~2),更小的阻抗值(R_(ct)=552.6Ω·cm~2),这是由于BaTiO_3与TiO_2的协同效应减缓了光生电子-空穴的复合几率,提高了光量子效率,从而改善了对304不锈钢的光生阴极保护性能。     

TiO_2纳米管的光催化性及亲水性的研究

采用阳极氧化法在纯钛表面制备TiO2纳米管,并通过扫描电子显微镜(SEM)对其表面形貌进行了表征.通过检测被降解的亚甲基蓝溶液的吸光度来表征TiO2纳米管的光催化活性.利用OCA30视频接触角测量仪测量蒸馏水在TiO2纳米管上的接触角,以纯钛为对比来探讨TiO2纳米管的亲水性.结果表明,阳极氧化法成功在纯钛表面制备出排列紧密的TiO2纳米管层,TiO2纳米管具有良好的光催化性能和亲水性能,可使钛材表面具有防污、易洗、易干的自洁功能.     

N掺杂和Cu沉积TiO_2纳米管紫外光光电响应研究

研究了用阳极氧化法在钛基底表面上生长致密有序的TiO2纳米管阵列,然后用湿法掺杂N、光化学方法沉积Cu对TiO2纳米管阵列进行改性,并研究改性纳米管对紫外光光电响应的影响.用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）进行晶型和形貌表征.结果显示,改性前后纳米管都为锐钛矿;其内径约90 nm,管壁厚约12 nm,是中空的管状结构;掺杂N和沉积Cu对二氧化钛纳米管的晶型和形貌没有显著影响.测试改性前后TiO2纳米管在紫外光照射下的恒电位电流—时间（—It）关系曲线表明：掺杂N使TiO2纳米管光电性能降低,沉积Cu使TiO2纳米管的光电性能增强.     

N掺杂和Cu沉积TiO2纳米管紫外光光电响应研究

研究了用阳极氧化法在钛基底表面上生长致密有序的TiO2纳米管阵列,然后用湿法掺杂N、光化学方法沉积Cu对TiO2纳米管阵列进行改性,并研究改性纳米管对紫外光光电响应的影响.用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)进行晶型和形貌表征.结果显示,改性前后纳米管都为锐钛矿;其内径约90 nm,管壁厚约12 nm,是中空的管状结构;掺杂N和沉积Cu对二氧化钛纳米管的晶型和形貌没有显著影响.测试改性前后TiO2纳米管在紫外光照射下的恒电位电流-时间(I-t)关系曲线表明:掺杂N使TiO2纳米管光电性能降低,沉积Cu使TiO2纳米管的光电性能增强.     

蜂窝状二氧化钛纳米管阵列的制备及光催化性能

采用二次阳极氧化法,在钛基体上制得蜂窝状整齐有序的TiO2纳米管阵列,借助FESEM、XRD等进行表面形貌和结构晶型的表征和分析,通过对甲基橙的降解检测TiO2纳米管阵列的光催化活性.结果表明:可以通过改变二次阳极氧化的电压有效控制TiO2纳米管阵列结构的参数,氧化电压为20~50V时,下层TiO2纳米管管径为30~80nm、管壁为12~30nm.TiO2纳米管阵列的光催化活性与其形貌有关,蜂窝状TiO2纳米管阵列的光催化效率明显高于一次阳极氧化制得的TiO2纳米管(1.87倍).     

氮掺杂TiO_2纳米管阵列的制备研究

采用阳极氧化法制备了孔径为60～80 nm,壁厚约为20～30 nm的高有序TiO2纳米管阵列,并通过氨气氛下退火处理对TiO2纳米管进行N掺杂.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、喇曼光谱(Raman)及X射线光电子能谱(XPS)对得到的薄膜进行表征.SEM结果显示,经掺N后样品仍呈纳米管阵列的有序结构.XRD和Raman光谱研究表明,经过阳极氧化并在NH3气氛中500℃退火30min的纳米管阵列为锐钛矿与金红石晶型共存的TiO2,且N的引入促进了TiO2纳米管在低温下由锐钛矿相向金红石相的转变.N掺杂样品XPS中出现了结合能位于399.7 eV的N1s峰,该峰来源于TiO2的间隙N杂质原子,显示此方法在TiO2纳米管中实现了有效的N掺杂.     

沉积Ag的TiO_2纳米管的制备及其光催化性能的研究

采用电化学阳极氧化法制备了管长约为1.48μm,管径约为87 nm的Ti O2纳米管,然后采用光还原沉积法在不同浓度的AgNO3溶液中制备了沉积单质Ag的Ti O2纳米管.利用SEM,XRD和XPS对Ag-Ti O2纳米管进行了表征,并以罗丹明B溶液为目标降解物评价了其光催化活性.结果表明:Ag微粒是以稳定的单质形式存在,Ag-Ti O2纳米管的光催化活性随着AgNO3溶液浓度的增大而呈增大的趋势,当AgNO3浓度达到0.08 mol/L时其活性达到最大值,而后随着浓度的增大活性反而下降.     

多孔氧化铝模板中交流沉积钴纳米线阵列

利用二次阳极氧化法制备了多孔氧化铝模板(PAM).用交流电化学沉积方法成功地在模板孔道内制备了Co纳米线.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对Co纳米线的形貌、晶体结构进行了研究.结果表明,模板的孔径均匀,孔道平直.Co纳米线均匀分布在PAM纳米孔隙中,直径与PAM孔径一致,约50 nm,并沿Co(111)晶面择优生长.