Ag的掺入对MTa2O5多层复合涂层的微观结构、 耐蚀性和抗菌性能的影响

采用磁控溅射技术在Ti6Al4V合金表面制备了含Ag和不含Ag的Ta_2O_5/Ta_2O_5/Ta_2O_5-TiO_2/TiO_2/Ti多层复合涂层(分别用Ag-MTa_2O_5和MTa_2O_5表示),通过SEM、XRD、EDS、纳米压痕仪、电化学工作站和平板计数法,对涂层试样进行表征与检测。研究结果表明,Ag的掺杂对MTa_2O_5多层涂层的结构和性能有重要影响。与MTa_2O_5涂层相比,Ag-MTa_2O_5涂层表面的晶粒变粗、致密度降低、机械性能和耐腐蚀性能略有下降;但Ag-MTa_2O_5涂层的抗菌率为100%,显示出优异的抗菌性能。     

Ag/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂的制备及性能研究

以阳极氧化法制备的二氧化钛(TiO_2)纳米管阵列为基底,利用化学还原法制备了不同银(Ag)含量的Ag/TiO_2复合薄膜,并对其进行表征。结果表明,化学还原法有利于Ag纳米颗粒在TiO_2纳米管上的均匀分布,Ag能产生表面等离子体共振吸收,有效增强TiO_2纳米管阵列对可见光的吸收能力,Ag的修饰大幅度提高了TiO_2纳米管阵列对气相苯的光催化降解活性,在光催化反应80min条件下,Ag含量为2%(wt,质量分数)制得的Ag/TiO_2复合薄膜光催化活性最佳,对气相苯的降解率达到97%。     

磁控溅射纳米银含量对钛种植体抗菌性的影响

纯钛因具有优良的生物相容性，被广泛应用于口腔种植相关领域，但其本身并不具备抗菌性能，为改善钛种植体表面的抗菌性，采用磁控溅射法在钛种植体表面制备Ti-Ag纳米复合涂层，研究了涂层中纳米Ag含量对具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum, Fn)抗菌性能的影响。分析了样品的表面形貌、粗糙度和水接触角；对Ag⁺释放进行了检测；采用CCK-8法检测材料的细胞毒性；将各组样品与具核梭杆菌共培养，检测材料的抗菌性能。结果表明，载Ag复合涂层成功沉积在Ti片表面，并且随着纳米Ag含量的增加，样品的表面粗糙度和水接触角均增大。该Ti-Ag纳米复合涂层对小鼠L929细胞未表现出细胞毒性，符合生物安全标准。抗菌实验结果表明，随着纳米Ag含量的增加，Ag⁺释放量增加，涂层的抗菌效果也增强。可见，Ti-Ag纳米复合涂层可有效抑制Fn的生长，有望提高钛种植体的抗菌性能，为其临床运用奠定了实验基础。     

AgX(Cl,Br)-TiO_2复合材料光电化学研究

以阳极氧化法制备的高度有序TiO_2纳米管阵列作为基底,用沉积法在TiO_2纳米管上复合Ag Cl和Ag Br纳米颗粒形成Ag X-TiO_2异质结。采用XRD、FESEM等分析结果表征,结果表明:Ag Cl以厚度为50 nm、长度为1?m的片状结构堆叠分布,Ag Br的沉积过程较温和,沉积速度相对更慢,均匀分散在TiO_2纳米管表面;随着沉积次数增加,纳米管阵列表面形貌发生改变。光电化学研究表明:样品经过复合Ag Br后,可以有效提高TiO_2纳米管阵列的光电转化效率,当Ag Br沉积1次时,其光电转化效率达到2.67%,而复合的Ag Cl对于TiO_2纳米管阵列的光电效率改善效果欠佳。     

3D打印纯钛骨支架表面掺银介孔生物活性玻璃涂层的性能研究EI北大核心CSCD

术后感染是临床上常见且最具挑战性的问题之一,开发新型抗菌涂层是解决该问题的有效策略,具有重要的科学及社会意义。在3D打印多孔钛骨支架表面制备了具有抗菌功能的生物活性涂层,研究发现,银(Ag)以单质的形式存在于介孔生物玻璃(MBG)涂层之中,随着Ag含量的增加(0%,0.5%,1%,1.5%,摩尔分数),介孔涂层的比表面积从377.6 m^(2)/g下降到363.35 m^(2)/g。体外矿化结果表明,随着Ag含量的增加,磷灰石诱导能力略微下降。抗菌实验表明,银的添加显著提高了支架的抗菌性能。添加少量的银(0.5%)即可达到100%的抗菌率。支架与MC3T3-E1细胞共培养的实验结果表明,Ag掺杂的MBG涂层具有良好细胞相容性,且添加少量银能促进MC3T3-E1细胞增殖。使用一种简单的浸渍提拉法将掺Ag的MBG涂层应用于具有复杂的多孔结构3D打印钛支架上,使得支架的矿化性能、杀菌性能以及细胞相容性显著提高。本研究为进一步开发多功能骨植入支架提供了新思路。     

B和Ru共改性对TiO_2纳米管阵列的结构和光催化性能的影响

采用阳极氧化法制备TiO_2纳米管(TNTs),在电解液中添加NaBF4制备B改性的TiO_2纳米管(B/TNTs),用湿浸渍法在TNTs和B/TNTs表面进行Ru改性制备了Ru/TNTs和Ru/B/TNTs。使用扫描电镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)以及X射线光电子能谱(XPS)等手段对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为目标反应评价样品的光催化活性。结果表明:掺入B/TNTs和Ru/B/TNTs样品中的B在TiO_2晶格中形成B-O-Ti键;Ru/TNTs样品中的Ru以RuO_2形式负载在Ti O2纳米管表面;Ru/B/TNTs样品中的Ru少量进入TiO_2晶格其余的负载在纳米管表面,大部分以Ru0形式存在,少量以RuO_2形式存在。B掺杂使B/TNTs纳米管表面的羟基量增加、光学带隙能减小、光吸收阈值红移,使其光催化活性大幅提高;Ru/TNTs表面负载的RuO_2并未增加TiO_2纳米管表面羟基数量但是使光学带隙能减小、光吸收阈值红移,因此其光催化活性也有很大的提高;Ru/B/TNTs表面大量的Ru0使Ru/B/TNTs表面的羟基量减少,带隙能升高,光吸收阈值蓝移,其光催化活性低于Ru/TNTs或B/TNTs,与纯纳米管的性能相当。     

银负载细菌纤维素纳米复合材料的制备及抗菌性能研究

利用细菌纤维素超精细网络结构和高持水率的特点,在细菌纤维素上通过硼氢化钠(NaBH4)还原硝酸银中的Ag+原位生成纳米银颗粒,并对其微观结构等进行表征,同时对银负载细菌纤维素纳米复合膜的抗菌性能和生物相容性进行研究。XRD结果表明纳米银颗粒具有较完善的结晶结构,且银晶体为面心立方结构;XRF检测表明复合材料中含有Ag元素;由UV-Vis可知Ag/BC纳米复合材料在424nm处出现了Ag的吸收峰;从SEM图可看出随着硝酸银浓度的增大,细菌纤维素微纤表面负载的银颗粒增多,粒径大约为50～80nm。抗菌实验结果说明Ag/BC纳米复合材料具有很强的抗菌性能,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最大抑菌率分别达到99.4%和98.4%。细胞相容性实验表明,Ag/BC纳米复合材料还具有良好的细胞相容性。因此将其用于抗菌伤口敷料会有广阔的应用前景。     

响应面法优化Fe/TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能研究

以钛片为基底、硝酸铁为铁源,采用阳极氧化法和常压热水自组装法制备铁掺杂改性的TiO_2纳米管阵列(TNTs)。以可见光下甲基橙(MO)的降解率为评价指标,考察了不同因素对MO降解率的影响,并采用响应面法优化了工艺条件,进一步通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线能谱(EDS)等测试手段对催化剂进行了分析表征。结果表明:当工艺条件为Fe(NO_3)_3浓度0.30 mol/L、反应温度75℃、反应时间8.42 h时,Fe/TNTs的光催化性能最佳,MO的降解率可达95.96%,与预测结果96.04%相符,较掺杂前提高了61.81%。所制备的Fe/TNTs为锐钛矿晶型,铁的掺杂并未破坏其有序的管状阵列结构,光响应范围拓展到了可见光区域。     

改进的二次阳极氧化法制备表面平整的TiO_2纳米管阵列

在钛基体上采用改进的二次阳极氧化法制得了结构规整均匀有序的TiO_2纳米管阵列。利用FESEM、XRD等对产品的微观形貌和结构晶型进行了表征和分析,通过光催化降解甲基橙评价了TiO_2纳米管阵列的光催化活性。研究结果表明,改进的二次阳极氧化法制备的TiO_2纳米管阵列克服了常规二次阳极氧化法制备的纳米管两次氧化的纳米孔道不重合的缺陷,制备出大面积表面平整的TiO_2纳米管阵列。     

银负载氧化钛包覆碳酸钙的复合纳米催化剂的制备及性能研究

采用水热合成法制备了负载Ag的TiO_2纳米颗粒包覆的CaCO_3复合纳米催化剂(Ag/TiO_2/CaCO_3),使用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪对样品的结构形态和成分进行表征。将制备的Ag/TiO_2/CaCO_3复合纳米催化剂添加到再造烟叶中制成卷烟进行烟气分析,考察其对再造烟叶烟气中8种挥发性羰基化合物含量的影响。结果表明:将Ag/TiO_2/CaCO_3纳米催化剂均匀喷涂于再造烟叶表面,添加量为2%时,能有效降低挥发性羰基化合物的释放量。     

MnO_2/TiO_2复合物电极的制备及超级电容性能

采用水热法在阳极氧化的TiO_2纳米管阵列上修饰MnO_2,制备MnO_2/TiO_2复合物电极,并组装为对称超级电容器。利用FESEM、TEM、XPS和电化学工作站对样品的表面形貌、元素价态和电化学性能进行表征。结果表明:MnO_2以纳米颗粒形态均匀分布在TiO_2纳米管阵列管口和内部,充放电电流密度在1A/g下时,比电容为429.3F/g,经5 000次循环后的电容保持率为82.4%。MnO_2/TiO_2对称超级电容器在电流密度5A/g下充放电比电容为39.9F/g,经5 000次循环后的电容保持率为91.5%;功率密度400 W/kg下,能量密度为18.98 Wh/kg。阳极氧化的TiO_2纳米管阵列既可做MnO_2的载体,基底Ti又可做集流体,减轻了超级电容器的质量,为制备超级电容器提供了一种思路。     

贻贝仿生构建聚乳酸多层复合薄膜及其性能

为了提高聚乳酸(PLA)薄膜的抗菌性、紫外光屏蔽等活性包装功能,本工作受到贻贝仿生学原理启发,利用多巴胺(DA)在PLA薄膜表面发生氧化自聚形成聚多巴胺(PDA)涂层(PLA-P),再利用PDA的儿茶酚基团将Ag+还原成Ag纳米粒子(AgNPs)负载在PDA上( PLA-PA),进一步接枝上氟硅烷(PLA-PAF),从而成功制备出PLA多层复合薄膜,并研究了不同涂层对PLA多层复合薄膜结构和性能的影响.结果表明,PLA多层复合薄膜的表面涂层结构致密,AgNPs均匀负载在PLA上,尺寸约为65 nm,表面质量分数达到38%;相比纯PLA薄膜,PLA-PAF的拉伸强度(99. 1 MPa)和断裂伸长率(16. 1% )仅分别降低了5. 9%和7. 5% ,热稳定性略微提高,水接触角达到117. 8°,疏水性得到显著提高;PLA基材经过原位还原负载AgNPs和接枝氟硅烷之后,PLA-PAF的抗菌率达到了99. 5% ,紫外光屏蔽性显著提高,而且由于其较好的疏水性,在实际使用时能够减少细菌的黏附和滋生,进一步提升抗菌活性.相比完全采用成本较高的AgNPs单一抗菌改性,基于贻贝仿生改性的抗菌涂层将在PLA活性包装领域具有较好的研究意义.     

添加β-环糊精/银复合抗菌剂的硅橡胶的制备及抗菌性能的研究

使用化学还原法,葡萄糖作为还原剂,β-CD作为稳定剂制备出β-CD/AgNPs复合抗菌剂,通过物理共混加入到医用液体硅橡胶中,得到抗菌性硅橡胶。通过UV-Vis、FT-IR、TEM、XRD检测AgNPs(银纳米颗粒)表面形态和相关结构,采用微量肉汤二倍稀释法和贴膜法检测β-CD/AgNPs复合抗菌剂、抗菌性硅橡胶的抗菌性。结果表明,当β-CD浓度为20mmol/L时,所得的AgNPs的紫外吸收峰为416nm,为典型AgNPs吸收峰;粒径为30nm,β-CD有效的包覆在AgNPs表面。而不加β-CD所制的Ag粒子没有明显的吸收峰且粒径较大。20mmol/Lβ-CD/AgNPs对大肠杆菌的最小抑制浓度为16μg/mL,添加到硅橡胶中含量为0.15%时抗菌率达99%,具有强抗菌作用。     

SrTiO_3/TiO_2复合薄膜的制备及其光电性能研究

采用电化学-水热技术,以Sr(OH)_2为锶源,TiO_2纳米管阵列为钛源,制备了SrTiO_3/TiO_2阵列复合薄膜,考察了水热时间对薄膜的组成、结构和光电性能的影响。结果表明,水热2h可以得到结晶度高、具有良好光吸收性能和光电转换性能的SrTiO_3/TiO_2复合薄膜,其光电流密度高达55μA/cm~2,是纯TiO_2纳米管阵列膜的2.5倍。     

医用钛合金表面改性的研究进展

从金属植入体与生物环境的界面反应,以及钛植入体表面现阶段存在的主要问题出发,叙述了近年来钛表面生物活性、生物相容性、血液相容性、抗菌性涂层的制备、结构及性能,重点总结了应用等离子体喷涂技术制备羟基磷灰石涂层、硅酸盐陶瓷涂层、纳米ZrO2涂层、纳米TiO2涂层,以及采用等离子体浸没离子注入/沉积技术对钛合金表面进行离子注入和薄膜沉积的研究结果.最后,基于钛硬组织植入体表面需求,指出钛硬组织植入体表面改性设计与制备应注重改性层的综合生物学性能及力学安全性.     

Ag纳米粒子在一维壳核式P3HT/CdS/TiO_2太阳电池中的应用

采用水热法在FTO导电玻璃上生长TiO_2纳米棒阵列膜,然后在CdCl_2和Na_2S水溶液中循环浸泡反应制备CdS/TiO_2壳核式纳米结构,利用电化学方法于光敏层CdS中引入了贵金属Ag纳米粒子,并将Ag纳米粒子沉积于两层CdS纳米晶壳层之间形成三明治结构,以避免Ag纳米颗粒直接暴露成为光生电荷的复合中心。在不同CdS/Ag/CdS光敏层厚度的TiO_2纳米阵列中旋涂P3HT薄膜组装杂化太阳电池,探索了Ag纳米粒子沉积量对电池光吸收性能及光伏性能的影响。结果表明,在光敏层中适量电沉积Ag纳米粒子电池光电转换效率可以达到0.13%,与没有贵金属沉积的电池结构相比可以提高28%。     

CO_2在铜掺杂的TiO_2纳米管中的光催化还原研究

分别通过阳极氧化法和电沉积法制备了TiO_2纳米管及铜掺杂的TiO_2纳米管(CuxOy/TiO_2纳米管)复合材料。利用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜和X射线能谱分析等手段对材料进行表征。结果表明:用阳极氧化法制备的TiO_2纳米管为锐钛矿型,平均管直径为90~110nm,平均管长为300nm左右;采用电沉积法制备的CuxOy/TiO_2纳米管中铜以CuO的形式存在。在密封悬挂式光催化系统中,研究不同浓度CuSO_4电镀液制备的CuO/TiO_2纳米管对CO_2的光催化还原行为。在500W氙灯光照的条件下,TiO_2纳米管和CuO/TiO_2纳米管还原CO_2的产物是CO和CH_4;TiO_2纳米管在光照6h时,CH_4的产率达到1.3×10~(-6)/(cm~2·h),而0.04mol/L CuSO4电镀液制备的CuO/TiO_2纳米管在同样条件下,CH_4的产量达到3.7×10~(-6)/(cm~2·h)。这说明CuO/TiO_2纳米管显著提高了CO_2的光催化还原效率。     

双通TiO2纳米管阵列膜制备及应用研究

双通TiO_2纳米管阵列膜的成功制备可有效提高TiO_2纳米管阵列膜的光催化活性,同时还可扩展其在太阳能电池、气体敏感器等方面的应用,具有很强的实际意义。在大量文献调研的基础上,综述了双通TiO_2纳米管阵列膜的阳极氧化制备方法及其在催化与制氢、氢敏特性、分子过滤等方面的应用进展,并侧重讨论了双通TiO_2纳米管阵列膜的分离机制。最后,对双通TiO_2纳米管阵列膜的后续发展方向和应用前景进行了展望。     

水性纳米TiO_2/PTFE氟碳防污闪材料的制备及性能

为防止高压输电线路绝缘子污闪事故的发生,本文以纳米TiO_2和聚四氟乙烯(PTFE)微粉的复合填料与水性氟碳树脂制备了一种的表面具有自清洁效应的纳米TiO_2/PTFE复合氟碳防污闪涂层材料。通过优化配方及一系列制备工艺试验,确定了纳米TiO_2和PTFE的添加量及配比。采用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)及接触角测量仪对涂层表面的微观结构及疏水性进行了分析表征。结果表明,当纳米TiO_2质量百分比添加量为6%,PTFE质量百分比添加量为16%时,TiO_2/PTFE复合氟碳防污闪涂层材料对水静态接触角达到124°,涂层表面具有微/纳二元粗糙结构,有优良的表面疏水性。通过对涂层的理化电气性能测试表明,涂层具有优异的理化电气性能,其附着力、硬度、耐水性、耐酸碱性、体积电阻率等各项指标均达到国家标准。     

高光催化性能的二氧化钛纳米管—氧化石墨烯杂化材料（英文）

以金红石型TiO_2、氧化石墨烯和氢氧化钠为反应剂,通过水热合成法制备了TiO_2纳米管-氧化石墨烯复合材料,并研究复合材料制备过程中水热温度、煅烧温度对制备材料结构性能的影响关系。结果发现,TiO_2纳米管-氧化石墨烯复合材料比纯TiO_2纳米管具有更好的光催化性能。石墨烯有利于TiO_2纳米管的形成,而且存在一个优化的加强光催化性性能的煅烧温度。TiO_2纳米管-氧化石墨烯复合材料在煅烧过程中,氧化石墨烯的还原与逐渐损失同TiO_2纳米管的结晶动态平衡,可能是其中存在优化煅烧温度的原因。同时分析了TiO_2纳米管-氧化石墨烯复合新材料的复合机理。