使用PEM监控制备光致亲水性TiO2薄膜的研究

本文采用中频反应磁控溅射方法在玻璃表面制备了TiO2薄膜,为使反应溅射的工作点能够稳定在“过渡区”,得到较高的薄膜沉积速率,使用了等离子体发射光谱监控法（Plasma Emission Monitor,PEM）对溅射过程进行控制。利用台阶仪测膜厚,用X射线衍射（XRD）和透射率光谱扫描等测试方法对薄膜的特性进行表征。对制得的薄膜进行了光照试验,研究了温度、PEM工作点等不同工艺条件对薄膜亲水性的影响。薄膜经过1 h左右的紫外光照射,得到了很好的亲水性效果,其表面的水接触角达到了小于1°的水平。将薄膜经过光照后再置于黑暗中一段时间,如此循环了5次,仍具有很好的光致亲水效果,证明此过程是可以循环重复的。     

TiO2表面亲水性高灵敏度化的研究进展

简述了TiO2表面产生光诱导亲水性的机理,在此基础上介绍了利用桥氧和改变TiO2表面的纳米结构尽可能地引入拉伸应力并防止压缩应力的产生,以及利用氧化钨和氧化钛两种光触媒复合等途径,有效地提高其超亲水性特性,使之能在1μW/cm2的弱光下得以应用.     

TiO2溶胶对SMA-PVDF共混合金膜的亲水化改性研究

考察了TiO2溶胶对SMA（苯乙烯-马来酸酐交替共聚物）-PVDF（聚偏氟乙烯）共混合金膜的亲水性能的影响。TiO2溶胶由钛酸四异丙酯可控水解制得。SMA-PVDF共混合金膜由浸没沉淀相转化法制得。通过液相沉积法将TiO2溶胶涂覆于SMA-PVDF共混合金膜表面，即得到TiO2／聚合物复合膜。结果表明，相对于聚合物原膜，TiO2／聚合物纳米复合膜的亲水性能提高。纯水接触角由97°下降到62°左右。     

不锈钢表面纳米TiO2膜的制备及其耐蚀性能

电化学方法合成钛酸乙酯，加入乙酰丙酮改性，经溶胶-凝胶过程在不锈钢表面制备了纳米TiO2晶膜，FTIR，AFM和XRD法分别对TiO2膜进行了表征，基体表面修饰的TiO2膜具有均匀完整的纳米结构，晶粒粒径20nm，晶型结构主要为锐钛矿型，采用阳极极化曲线和浸泡实验测试了纳米TiO2晶膜在硫酸介质中的腐蚀行为，实验表明不锈钢表面覆盖纳米TiO2晶膜后耐蚀性能大幅度提高。     

染料敏化TiO2纳米晶多孔膜太阳能电池

对染料敏化TiO2纳米晶多孔膜太阳能电池的结构、原理进行了介绍,对电池中电荷分离、复合的机制和原因进行了说明。分析了TiO2薄膜、染料敏化和支持电解质对电池性能的影响。提出了提高电池效率的主要途径。     

制备条件对TiO2纳米管晶型影响研究

用不同TiO2作原料,在一般水热法和微波法条件下,制备TiO2纳米管,通过TEM、XRD等表征手段,研究了影响合成TiO2纳米管晶型的因素,提出了影响纳米管晶型结构的机理.结果表明,利用不同的原料在一定制备条件下可制得单一晶型的TiO2纳米管.     

TiO2纳米晶的制备

本文采用一种新的制备工艺制备了二氧化钛纳米晶，研究了二氧化钛的晶型和晶粒尺寸与工艺条件的关系，并对纳米晶的控制进行了初步探讨。     

影响TiO2晶型和晶粒大小的因素

TiO2是一种重要的功能材料,具有广阔的应用前景.它有3种晶型,不同的晶型具有不同的特性,其晶粒的大小也直接影响其性能.在溶胶凝胶法合成过程中,导致TiO2晶型转变及影响晶粒大小的因素有很多.综述了近年来在这方面的研究结果.     

退火温度对纳米TiO2薄膜结构和亲水性的影响

采用射频磁控溅射方法制备出纳米二氧化钛(TiO2)薄膜,研究了不同退火温度对薄膜微观结构和超亲水性的影响.结果表明:退火温度升高,晶粒长大,孔隙率减小;常温制备300 ℃以下退火的TiO2薄膜为无定形结构,亲水性差;400 ℃～650 ℃退火的薄膜为锐钛矿结构,表现出超亲水性;800 ℃退火薄膜为金红石结构,亲水性有所下降.     

高能球磨锐钛矿型TiO2晶型转变的研究

应用机械力化学原理，研究高能行星磨粉磨锐钛矿型TiO2引起晶型转变的过程，采用XRD、SEM、TEM、FT－IR技术对粉体进行表征，探讨了机械力化学引起晶型转变的机制。研究发现：在一定操作参数（行星磨公转转速300r/min)条件下，粉磨初期（5h)为无定形形成期，颗粒出现团聚现象，晶粒尺寸减小，晶格畸变，转变为无定形，并形成金红石型TiO2晶核；粉磨中期（5－15h)为晶粒长大期，金红石型TiO2晶粒长大；粉磨后期（15h以后）为动态平衡期，晶粒长大与粉磨引起的晶粒减小处于动态平衡，研究表明；行星磨粉磨锐钛矿型TiO2可使晶型转变为金红石型TiO2，团聚的二次颗粒尺寸为1μm左右，并由颗粒尺寸为20－40nm团聚组成。     

磁控溅射制备TiO2薄膜的抗凝血性能

用射频磁控溅射法在生物玻璃基片上沉积TiO2薄膜.通过研究基片温度和热处理对薄膜表面抗凝血性能的影响,比较了基片沉积薄膜前后抗凝血性能的变化,结果发现,在基片温度为500℃制得的TiO2薄膜的抗凝血性能较好,而导致薄膜表面抗凝血性能变化的主要原因在于薄膜表面能、表面结构和形貌的变化.     

SiO2/TiO2催化剂的制备及其光催化性能

利用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙酸和水为原料, 通过溶剂热方法制备得到SiO₂/TiO₂催化剂. 产物经XRD、Raman、TEM、BET、FT-IR和XPS表征, 结果表明: 所制备的SiO₂/TiO₂催化剂为比表面积大、结晶度高的锐钛矿TiO₂, SiO₂与TiO₂之间通过Si-O-Ti键结合. 另外, 以亚甲基蓝降解为探针反应, 考察了SiO₂/TiO₂催化剂在紫外光照射下的光催化性能. 结果表明: SiO₂/TiO₂催化剂具有比纯TiO₂更优越的光催化性能, 65min可以将亚甲基蓝(MB)彻底降解.     

稀土元素掺杂TiO2薄膜的制备及其光学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备得到Y3 和Ho3 掺杂的TiO2薄膜,XRD分析表明薄膜结晶性能良好,具有锐钛矿晶型。薄膜表面AFM分析表明,薄膜的晶粒具有纳米尺寸。采用紫外-可见分光光度计对掺杂和未掺杂的TiO2薄膜进行紫外-可见吸收光谱分析,表明Y3 和Ho3 掺杂的TiO2薄膜在紫外光区吸光度有所提高,同时在可见光区光吸收范围出现了红移,相同掺杂浓度的Y3 和Ho3 掺杂的TiO2薄膜,前者在400~450nm的可见光区具有更高的吸光度。     

TiO2/SrTiO3光子晶体薄膜的制备及光电催化性能

以单分散聚苯乙烯(PS)微球在FTO导电玻璃表面自组装形成的蛋白石(Opal)结构为模板,使用溶胶-凝胶法进行TiO2前驱体的填充,退火后制备出反蛋白石结构的TiO2光子晶体薄膜。进一步通过水热反应将部分TiO2反应生成SrTiO3从而形成TiO2/SrTiO3异质结。通过多种手段技术表征了所制备材料和结构的晶型,形貌及其光电化学性能。研究结果表明,SrTiO3的负载量和晶粒大小可以通过水热反应时间调控。在经过0.5h的水热反应后,SrTiO3的负载量为9.6%,TiO2/SrTiO3薄膜保持了原有的光子晶体结构,且光电流增大了82%。TiO2/SrTiO3异质结构的形成能有效地促进光生载流子的分离,提高光电催化性能。     

TiO2/活性炭复合纳米纤维膜的制备及表征

在聚丙烯腈(PAN)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)体系中加入钛酸四丁脂水解溶胶,通过静电纺丝技术得到纳米纤维膜,经预氧化、炭化、活化制备出TiO2/活性炭复合纳米纤维膜。采用扫描电子显微镜、X射线能谱、热分析、傅里叶红外光谱、X射线衍射以及测定Zeta电位和表面接触角等手段对TiO2/活性炭复合纳米纤维膜进行表征。结果表明,当V(PAN)∶V(DMF)∶V(Ti(OH)4)溶胶=3∶17∶3时,可制得纤维直径为600～700nm的TiO2/活性炭复合纳米纤维膜。纳米TiO2在TiO2/活性炭复合纳米纤维膜中分布均匀,晶型结构易于控制;TiO2/活性炭复合纳米纤维膜有较强的光催化活性和吸附活性,可以作为环境功能材料使用。     

煅烧温度对TiO2/硅藻土晶型结构与光催化性能的影响

以多孔非金属矿物硅藻土为载体, 钛酸四丁酯为前驱体, 采用溶胶–凝胶法制备TiO₂/硅藻土复合光催化材料。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis spectroscopy)等方法对硅藻土及不同温度处理得到的复合样品的晶体结构、表面性能及形貌进行表征。结果表明: 载体硅藻土能够提高TiO₂的晶型转变温度, 并且使TiO₂纳米颗粒分散均匀, 有效抑制了团聚行为的发生。以10 mg/L的罗丹明B溶液为目标降解物, 250 W汞灯为光源, 研究不同热处理温度对TiO₂/硅藻土复合材料的光催化活性的影响。结果表明: 750℃煅烧2 h的样品光照120 min对罗丹明B的去除率接近100%, 与Degussa P25的去除率相当。此时样品中具有两种TiO₂晶型(A:R=9:1), 说明TiO₂的混晶效应能够有效地抑制光生电子-空穴复合, 使样品具有比单一锐钛矿型TiO₂更好的光催化性能。     

无定型态TiO_2纳米管的光致亲水性能研究

采用阳极氧化法在钛片表面制备了无定型态的Ti O2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。采用JGW-360A型接触角测量仪测量蒸馏水在Ti O2纳米管上的接触角,研究了光照时间、管径尺寸、管长等因素对纳米管亲水程度的影响。结果表明:无定型态Ti O2纳米管在25 W紫外光照条件下,具有优异的超亲水性能;管径尺寸对亲水性的影响不大;管长增加幅度越大,亲水性提高越显著。     

负载型TiO_2超滤膜的制备

以钛酸四异丙酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备Ti O2粒子溶胶,以孔径100 nm的管式Al2O3微滤膜为支撑体制备超滤膜,研究了涂膜溶胶中添加剂比例、涂膜次数和涂膜时间对超滤膜完整性的影响。结果表明,调整添加剂比例、涂膜次数和涂膜时间可以消除超滤膜的缺陷;添加剂比例对Ti O2超滤膜的物相没有影响。溶胶中添加剂比例m(Ti O2)∶m(PVA)∶m(HPC)=8∶2∶2,涂膜两次,每次涂膜时间为10~15s时,可以获得无裂纹、无针孔的超滤膜,Ti O2超滤层厚度约1μm,孔径分布于3~8 nm之间,孔隙率42%。     

不同形貌纳米TiO2对甲基橙的光催化活性

分别以钛酸正丁酯和四氯化钛为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备不同形貌的纳米TiO2.利用十二烷基苯磺酸钠(DBS)、十二烷基磺酸钠(SDS)、羟丙基甲基纤维素(HPMCS) 控制纳米TiO2形貌,考察了纳米TiO2对甲基橙的光催化活性.XRD分析表明焙烧温度500℃时所得纳米TiO2为锐钛型晶相.UV-vis分析表明加表面活性剂时所制备纳米TiO2吸收发生红移,带隙能下降.不同形貌纳米TiO2具有不同的光催化活性,加SDS时所得立方形纳米TiO2的光催化活性高于其它样品.焙烧温度600℃时纳米TiO2对甲基橙的光催化活性最强.     

Sol-gel旋涂法制备纳米TiO2薄膜及其双亲性能研究

采用溶胶-凝胶法,利用旋涂技术在玻璃表面制备了膜厚小于100nm的纳米TiO2薄膜,以去离子水和苯作为水和油模型,利用XRD、AFM系统研究了煅烧温度、粒径及膜厚对薄膜双亲性的影响.结果表明:煅烧温度强烈影响TiO2薄膜的双亲性,煅烧温度为550℃时双亲性最佳;减小粒径和增加膜厚都有利于TiO2薄膜双亲性的提高,当膜厚大于85nm后双亲性趋于稳定.