一维TiO2纳米材料的微观形态与结构的控制

采用水热法在不同温度下制备了TiO2一维纳米材料,并对其进行了微观形态和晶体结构研究.结果表明,通过控制系统的温度和压力可以分别得到TiO2纳米微粒、纳米管和纳米带.纳米管和纳米带材料具有不同于金红石和锐钛矿型的锐钛矿和钛酸的混合结构;将产物在500℃下热处理后,纳米管/带完全转变为锐钛矿型结构.     

TiO2纳米管晶型对钛生物活性的影响

利用阳极氧化法在HF电解液体系中制备了高有序TiO2纳米管。样品分别在400和600℃下热处理后,得到锐钛矿和金红石两种晶型的TiO2纳米管。对样品进行了表征,将样品浸泡于模拟体液中,观察表面HA沉积情况,并进行体外细胞毒性实验以探讨样品的生物相容性。结果发现,400和600℃退火处理的纳米管样品生物活性高于未退火处理样品,400℃退火处理纳米管活性高于600℃退火处理纳米管。由于不同后处理条件下制备的纳米管形貌相似,仅为晶型不同,故推断出锐钛矿型TiO2生物活性最好,金红石型TiO2次之,无定型TiO2生物活性相对最差。     

钛酸盐一维纳米材料向TiO2纳米材料的水热转化研究

采用强碱性水热处理法分别控制第一次水热反应为160℃和200℃,制备出一维纳米管和纳米棒2种形貌的产物,将其作为第二次水热反应的前驱体,考察了第二次水热体系中pH值和温度对TiO2纳米材料的晶相组成及其微观形貌的影响;采用XRD、TEM以及HRTEM对样品进行了分析.结果表明,当以纳米管为前驱体时,除在pH=0的体系中得到了以金红石相为主的单晶纳米棒外,在pH值为2、4和7的条件下均得到了单晶纯锐钛矿相TiO2纳米颗粒.当以纳米棒为前驱体时,在pH=0的体系中得到了金红石相与板钛矿相共存的纳米棒和纳米颗粒混合产物;在pH值为2、4和7的条件下均得到了纯锐钛矿相TiO2纳米棒;当二次水热温度低于180℃时,前驱体没有转化完全,所得产物为前驱体与锐钛矿相TiO2共存的纳米棒;当水热温度为180℃和210℃时,产物为纯锐钛矿相纳米棒.     

TiO2纳米管的制备及光催化降解亚甲基蓝研究

以TiO2和NaOH为原料,采用水热法制备了TiO2纳米管(titania nanotube,简称TNT),通过X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、BET比表面积测定等手段对其结构和性质进行了表征.以亚甲基蓝(methylene blue,简称MB)为模型反应物,考察了TiO2纳米管光催化降解MB的效果.研究结果表明,TiO2纳米管是在酸交换后形成的,400℃焙烧时,TiO2纳米管中出现锐钛矿相;制备的TiO2纳米管可有效地降解MB,TiO2纳米管光催化降解MB的效率与其锐钛矿相的含量有关.     

热处理工艺对TiO2纳米管阵列结构及其光电性能的影响

通过阳极氧化法在钛箔上制备了TiO2纳米管阵列,在不同热处理工艺下使其晶化.利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对TiO2纳米管阵列的形貌和结构进行了表征.结果表明,阳极氧化法制备的TiO2纳米管经450~750℃热处理后为纳米晶结构,平均晶粒尺寸随退火温度升高而增大,相同温度下氮气气氛中热处理的TiO2平均晶粒尺寸小于空气气氛中热处理的TiO2.氮气气氛下退火可拓宽TiO2由锐钛矿型(Anatase)向金红石型(Rutile)结构转变的热处理温度范围,650℃以上退火处理后,TiO2纳米管中掺杂有少量的氮.光照开路电位测试和稳态极化曲线测试结果表明,在氮气气氛中、经650℃退火处理2 h制备的TiO2纳米管阵列电极光电响应性能最佳,此时TiO2为锐钛矿型和金红石型的混晶结构.     

水热温度和酸洗浓度对水热法合成钛酸盐纳米管的影响

以P25纳米粉体和NaOH为原料,采用水热合成法制备出钛酸盐纳米管。通过TEM和XRD表征手段,研究了水热温度和酸洗浓度对钛酸盐纳米管微观形貌和晶型组成的影响。结果表明,用去离子水或低浓度的酸处理反应产物时,纳米管的结构清晰完整,其成分主要是H2Ti2O5.H2O;用高浓度的酸处理反应产物时会破坏纳米管结构,其成分主要是锐钛矿型TiO2。反应温度对产物的微观结构和晶型组成也有显著影响:水热温度90℃时的产物只能得到膜状物和少量纳米管,而水热温度从110℃升至190℃时,纳米管的长度逐渐增长,而管径基本不变;低温反应得到的产物晶型与原料类似,较高反应温度的产物为锐钛矿。     

钛盐纳米管的制备及光电性能研究

采用水热法制备了钛盐纳米管,并用TEM、XRD对其进行了表征.结果表明,纳米管是在洗涤过程中形成的,管径在5～30nm之间,管长约为0.1～1μm.纳米管具有不同于锐钛矿型的钛盐的结构;将其在450℃下热处理2h后,纳米管转变为锐钛矿型TiO2粒子.将钛盐纳米管制备成纳米管结构电极,并进行了光电化学研究.钛盐纳米管产生阳极光电流,为n型半导体.     

不同阳极氧化条件下TiO_2纳米管阵列的制备及表征

分别在三种不同的电解液中,以钛为基体采用阳极氧化的方法制备了TiO2纳米管阵列薄膜,用SEM观察纳米管阵列薄膜的形貌、测量纳米管管径大小;用XRD、拉曼光谱检测TiO2纳米管阵列薄膜热处理前后的晶型.结果表明:不同的电解液体系和氧化电压下得到的纳米管形貌各不相同.在0.24wt%HF水溶液中得到的TiO2纳米管排列整齐,管径为110nm;在0.5wt%NaF+2.7wt%Na2SO4水溶液和0.88wt%NH4F的丙三醇-水(体积比1:1)混合溶液中得到的纳米管排列不规整,管径为100nm;在0.24wt%HF条件下生成的TiO2纳米管管径与氧化电压成线性关系:d=k×U+b,其中,系数k=5.2nm/V,b=2.2nm,0≤U≤25V.经450℃热处理2h后TiO2纳米管结构由无定形态转变为锐钛矿.     

TiO_2纳米管的制备及其抑菌性能研究

以自制纳米TiO2为前躯体,NaOH溶液为水热介质,采用水热法制备了TiO2纳米管,利用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)等分析手段对其进行了结构表征。运用抑菌圈法定性测试了TiO2纳米管对金黄色葡萄球菌和枯草杆菌的抑菌特性。结果表明:采用该方法得到的TiO2纳米管为锐钛矿相,结构清晰、管径小、管形均匀,对两种细菌具有良好的抑菌性能。同时对TiO2纳米管今后可能的发展趋势进行了展望。     

钛盐纳米管的制备及光电性能研究

采用水热法制备了钛盐纳米管．并用TEM、XRD对其进行了表征。结果表明．纳米管是在洗涤过程中形成的．管径在5～30nm之间。管长约为0．1～1μm。纳米管具有不同于锐钛矿型的钛盐的结构；将其在450℃下热处理2h后，纳米管转变为锐钛矿型TiO2粒子。将钛盐纳米管制备成纳米管结构电极，并进行了光电化学研究。钛盐纳米管产生阳极光电流，为n型半导体。