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.     

ZnO/TiO_2纳米管的制备及光降解性能研究

采用水热法合成TiO2纳米管,在碱性条件下与乙酸锌的无水乙醇溶液反应,得到表面负载ZnO的TiO2复合纳米管(ZnO/TNTs),并研究了复合纳米管在紫外光照射下对罗丹明B的光催化降解性能。通过透射电镜(TEM)、电子衍射能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)和紫外-可见光谱(UV-Vis)对所合成的材料进行了表征。结果表明,TiO2纳米管管径约5~10nm,管长约0.1~1μm;经ZnO表面修饰后,纳米管的结构没有发生明显变化,且ZnO粒子呈六方晶系纤锌矿结构均匀分散在纳米管的外表面,粒径约为6nm;光谱分析表明,ZnO/TNTs的吸收光谱有明显红移;且ZnO/TNTs的光催化活性较锐钛矿型TiO2纳米粉末、ZnO纳米粉末和TiO2纳米管有显著提高,且其光催化性能重复性好。     

简单两步法制备载银TiO_2纳米管

简单两步法制备载Ag的TiO2纳米管。采用溶胶-凝胶结合水热法制备TiO2纳米管(TiNT),利用传统的"银镜反应",得到表面载Ag的TiO2纳米管(Ag-TiNT)。利用X射线衍射(XRD)、高分辨率透射电镜(TEM)、电子衍射能谱(EDS)对产物进行了表征。结果表明,Ag粒子均匀地分散在纳米管的外表面。从UV-Vis吸收光谱上可以观察到,载银的TiO2纳米管在可见光区域的吸收有了明显提高。     

MoS_2与TiO_2一维纳米复合材料的制备与表征

本文采用气相还原法制备了MoS2包覆TiO2的一维纳米复合材料,首先用水热法制备TiO2纳米管,并制备前驱体(NH42)MoS4;用浸渍法将(NH4)2MoS4附着于TiO2纳米管表面;然后利用氢气还原前驱体得到MoS2包覆层。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征所得产物的结构及微观形貌。结果表明当还原反应温度较高(≥600℃)时,产物呈烧结状态,而当反应温度为500℃时,可以得到表面均匀包覆MoS2的TiO2纳米管复合材料,其中包覆层MoS2的结晶程度较低。在此基础上,本文提出了该产物的生长模型,并对包覆前后的样品做荧光性能分析。     

电解液组分对阳极氧化法制备TiO_2纳米管的影响

在不同电解液组分中采用阳极氧化法制备了不同结构参数的TiO2纳米管,考察了不同电解液组分对TiO2纳米管形貌和尺寸参数的影响.采用场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对纳米管的形貌和结构进行了表征,并分析了电解液组分对纳米管生长的影响机制.结果表明,降低电解液中H+浓度以及减少电解液中H2O的含量可有效提高纳米管的长度.     

TiO_2纳米管的制备及光电性能研究

以NH4F-乙二醇为电解液阳极氧化制备Ti基TiO2纳米管,利用扫描电镜(SEM)图像分析TiO2纳米管阵列的退火前后的形貌结构变化,研究退火温度对TiO2纳米管光电性能的影响。分别用CdS、曙红对TiO2纳米管进行敏化,并研究了其敏化后的光电性能和电极稳定性。结果表明:退火并未改变TiO2纳米管结构,经CdS敏化后的TiO2纳米管光电性能最好,且电极稳定性也较好。     

不同制备条件对二氧化钛纳米管阵列及其结构的影响

采用阳极氧化法以NH4F/乙二醇为电解液制备高度有序的TiO2纳米管,研究了不同电解液浓度、电解电压、电解时间等参数对TiO2纳米管的影响.在不同温度下对TiO2纳米管进行退火处理.分别利用转靶X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM)对TiO2纳米管阵列的物相结构和形貌变化进行表征.结合氧化过程电流密度变...     

VEGF功能化二氧化钛纳米管对内皮细胞生长的协同效应研究

将血管内皮细胞生长因子(VEGF)以共价键方式固定在直径为30nm、60nm和100nm的TiO2纳米管表面,探究钛材表面纳米结构和生长因子对细胞生长的协同影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、接触角及X射线光电子能谱仪(XPS)对材料进行了表征,结果表明,VEGF有效地固定在TiO2纳米管阵列薄膜上。接种在VEGF功能化的TiO2纳米管上的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)较对照组有更高的活力(p<0.01);其中,30nm的TiO2纳米管上面VE-钙黏蛋白的表达量和前列环素(PGI2)的分泌量较100nm的TiO2纳米管和对照组有显著统计差异性(p<0.01)。该结果表明VEGF和TiO2纳米管的管径(纳米拓扑结构)协同增效地促进了HUVEC生长及功能表达。     

聚氨酯TiO2纳米管复合材料的制备与光催化特性研究

为了解决水体中光催化剂的分离和回收问题,对纳米TiO2的改性和固载化及其光催化特性进行了研究。首先以纳米TiO2为原料,采用水热合成法制备TiO2纳米管;再对TiO2纳米管硅烷化,改善其表面性质;然后以聚氨酯(PU)膜片为载体负载TiO2纳米管,制成了负载型PU/TiO2薄膜的光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对催化剂进行了表征,结果表明硅烷化后的TiO2纳米管能很好地接枝在PU薄膜表面。以300 W高压汞灯为光源,萘普生为目标降解物,研究了负载PU/TiO2薄膜的光催化活性和稳定性,结果表明其对目标物的降解具有较高活性,用乙醇冲洗即可多次重复使用,其催化活性能较长时间保持稳定。     

金属掺杂对纳米管TiO2光催化性能的影响

利用水热法,以Degussa P-25TiO2粉末为原料,AlCl3、Fe(NO3)3·9H2O和ZnCl2为掺杂剂合成金属掺杂纳米管TiO2,并采用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和BET比表面积分析对催化剂进行表征。结果表明,掺杂金属分别以Al 3+、Fe3+和Zn2+的形式存在。随着煅烧温度的增高,样品的比表面积逐渐降低,锐钛矿含量先增大后减小;金属掺杂后,催化剂比表面积略有降低,锐钛矿含量略有增大。考察紫外光催化臭氧化工艺中TiO2降解腐植酸标志物的催化效果,结果表明,450℃煅烧未掺杂纳米管TiO2对腐植酸的催化降解效率为44%,较P-25TiO2粉末提高了11%;金属掺杂后催化效果提升明显,550℃煅烧Fe掺杂纳米管TiO2的催化效果最为显著,腐植酸去除率达77%。     

金属掺杂对纳米管TiO2光催化性能的影响

利用水热法,以DegussaP-25TiO2粉末为原料,AlCl3、Fe(NO3)3·9H2O和ZnCl2为掺杂剂合成金属掺杂纳米管TiO2,并采用透射电镜(TEM)X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和BET比表面积分析对催化剂进行表征。结果表明,掺杂金属分别以Al3+ 、Fe3+和Zn2+的形式存在。随着煅烧温度的增高,样品的比表面积逐渐降低,锐钛矿含量先增大后减小;金属掺杂后,催化剂比表面积略有降低,锐钛矿含量 略 有 增 大。考 察 紫 外 光 催 化 臭 氧 化 工 艺 中TiO2降解腐植酸标志物的催化效果,结果表明,450℃煅烧未掺杂纳米管TiO2对腐植酸的催化降解效率为44%,较P-25TiO2粉末提高了11%;金属掺杂后催化效果提升明显,550℃煅烧Fe掺杂纳米管TiO2的催化效果最为显著,腐植酸去除率达77%。     

TiO_2/ZnO纳米管的制备及其光催化性能

采用电化学阳极氧化法制备了高度有序的TiO2纳米管阵列,并利用纳米管的光致超亲水特性,采用斜面毛细组装技术在无定形TiO2表面自组装ZnO溶胶后退火制备了TiO2/ZnO复合纳米管.探讨了阳极氧化各参数对纳米管形貌的影响.利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等方法对样品的结构和形貌进行了表征.以有机磷农药氯胺磷为光催化降解对象,研究了焙烧温度、管径、管长和TiO2/ZnO复合比例等因素对降解效果的影响.结果表明,焙烧温度、管径以及ZnO复合比例对光催化降解率影响较大.对于管径97 nm、管长315.8nm的TiO2/ZnO纳米管,ZnO最佳复合比例为4.2%(质量分数),5 h后降解率达到78%.     

微波水热合成法制备TiO_2纳米管的晶型和形貌研究

采用溶胶-凝胶法合成TiO2纳米粉,并分别在500、600和700℃进行煅烧。并以此为前驱物,采用微波水热合成法制备TiO2纳米管。用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和场发射透射电镜(FETEM)分别对TiO2纳米粉和纳米管进行表征。结果显示,煅烧温度影响TiO2纳米粉晶粒尺寸,微波水热合成法对TiO2纳米管的晶型和结晶度的影响明显。同时研究TiO2纳米管的晶型和结晶度的变化机制,结果表明,以600和700℃煅烧的TiO2纳米粉为前驱物经微波水热合成法合成的TiO2纳米管中部分热力学亚稳态的锐钛矿向稳定态的金红石进行转变。     

TiO_2/MnTiO_3复合纳米管的光谱学性能研究

采用水热法制备了TiO2/MnTiO3复合纳米管,研究了TiO2纳米管经三元半导体MnTiO3复合后光谱性能的变化。用X射线衍射(XRD)、紫外-可见光谱(UV-Vis DRSs)、拉曼光谱等对制得的样品进行表征。MnTiO3的复合改变了TiO2纳米管的表面缺陷态,增强了TiO2纳米管在可见光区的吸收。     

载Pt-TiO2纳米管阵列制备及其光电催化性能

采用阳极氧化法在纯钛箔表面制备TiO2纳米管,再用直流电沉积法在纳米管内沉积Pt,制备出载Pt-TiO2纳米管电极.并采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)对其进行表征.研究载Pt-TiO2纳米管阵列与TiO2纳米管阵列对有机磷农药敌敌畏(DDVP)的光电催化降解效果,并与光催化、电降解做了简单对比.结果表明:所制Pt-TiO2纳米管存在锐钛矿晶型TiO2,其饱合光电流比TiO2纳米管大.与单独光催化、电降解相比,载Pt-TiO2纳米管电极光电催化降解效果更显著.     

二氧化钛有序纳米阵列染料敏化太阳能电池光阳极的研究进展

介绍了染料敏化太阳能电池(DSSC)的结构和基本原理,综述了近年来作为DSSC光阳极的TiO2纳米管、纳米线、纳米棒阵列的制备工艺进展,重点介绍了阳极氧化法制备纳米管和水热法制备纳米线和纳米棒.阐述了通过改进TiO2纳米管提高DSSC效率的几种途径,包括优化纳米管的尺寸、改善纳米管的输运性能、在透明基板上生长纳米管、对纳米管进行表面修饰等.最后展望了TiO2纳米阵列DSSC的研究方向.     

KOH碱性环境中TiO_2纳米管的水热制备及机理探讨

以锐钛矿型纳米TiO2粉体为前驱体,KOH溶液为水热介质,采用水热法成功地制备出TiO2纳米管.研究了水热条件及后处理过程对TiO2纳米管形貌、晶型结构的影响,并对TiO2纳米管的形成机理进行了初步探讨.结果表明,经140℃水处理24h、酸洗干燥、400℃恒温煅烧2h后,可得到多层中空、两端开口的锐钛矿型TiO2纳米管.     

高长径比TiO_2纳米管的制备及表征

用钛粉为原料,在强碱性条件下,用简单的水热方法制备出了大量高长径比的TiO2纳米管。讨论了对前驱物钛粉进行热处理对TiO2纳米管结构的影响。在热处理温度为800℃的条件下制备出了外径约为10nm,内径约为5nm,平均长度为3μm的TiO2纳米管。用扫描电子显微镜、X-射线衍射,透射电镜分别表征了TiO2纳米管的微观形貌,成分与结构。     

大管径TiO_2纳米管的制备及其光解水性能研究

采用阳极氧化法制备小管径(20~300 nm)的TiO2纳米管已经有很多报道,但大管径的TiO2纳米管的制备还是一个挑战。为制备大管径的TiO2纳米管,研究了高水含量的电解液对纳米管管径的影响。结果表明,纳米管的管径随水含量的增加而增加(8%~12%(体积分数)),而水含量增加到13%(体积分数)时,无法得到规则的纳米管,进一步增加水含量到20%(体积分数),只能得到致密的TiO2薄膜。此外,在含有0.3%(质量分数)NH4F和12%(体积分数)H2O的乙二醇电解液中,研究了不同氧化电压对纳米管管径的影响。结果表明,在170 V氧化电压下制备的TiO2纳米管的管径可达到600 nm。纳米管的光解水性能测试结果表明,管径的增大有利于提高TiO2纳米管的光解水性能。     

ZnO/TiO2纳米管晶膜电极的制备及光电性能

采用水热法制备了ZnO纳米棒,以ZnO纳米棒为原料制备出ZnO/TiO2纳米管晶膜电极并应用于染料敏化太阳能电池.用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDX)和N2吸脱附分析等研究了样品的结构、表面形貌和化学组成,并通过紫外可见光度计和电化学工作站探讨了煅烧温度在80~600℃范围内ZnO/TiO2纳米管电极的光电化学性能.此外,研究经TiCl4化学处理的ZnO/TiO2纳米管电极光电性能的改善情况.结果表明,600℃煅烧的ZnO/TiO2纳米管电极制备的染料敏化太阳能电池表现出较优的光电性能,其短路电流密度(Jsc)为2.28 mA/cm2,开路电压(Voc)为0.631 V,光电转换效率η为0.66%.600℃煅烧的ZnO/TiO2纳米管经TiCl4处理后的染料敏化太阳能电池的光电性能得到显著改善,其光电转换效率η提高到1.06%.