金红石型TiO2/锐钛矿型TiO2/SiO2三元复合薄膜的合成

采用水热法,以钛酸正丁醑为初始原料,在FTO基底上沉积了金红石型TiO2纳米棒阵列,然后利用锐钛矿型TiO2纳米粒子及无定形SiO2对纳米棒进行了表面修饰,获得金红石型TiO2/锐钛矿型TiO2/SiO2三元复合薄膜.扫描电镜及X射线衍射分析结果表明,在FTO表面上沉积的TiO2为金红石型单晶纳米棒,其尺寸随反应时间的增加而增大.电化学测试结果表明,随着纳米棒尺寸的增大,相应复合薄膜的电化学反应电荷转移阻力增大.2种TiO2晶型混合引起的电子-空穴分离效应及混合的均匀程度直接影响到复合薄膜的光催化活性.水热反应7h得到的纳米棒阵列相应的复合薄膜显示了较好的电化学性能及光催化活性.     

TiO_2薄膜的亲水性及光催化自清洁效果

以溶胶-凝胶法为基础,在普通玻璃表面制备了具有纳米尺寸气孔、纳米及微米尺寸复合气孔结构的TiO2薄膜或TiO2/SiO2复合薄膜,并考察了它们的亲水性能及表面经空气中灰尘污染后,其超亲水性能在紫外光照射下的恢复能力。所有纯TiO2薄膜于制备后测试的表面水接触角均达到0°。SiO2的掺杂量较小（10%）时,SiO2的掺入增大了薄膜的水接触角,但随着SiO2掺杂量的增大,接触角减小,可达到超亲水效果。表面污染的薄膜经紫外光照射后,其超亲水性的光致恢复能力基本不受前驱体溶胶的陈化时间、SiO2掺杂浓度、表面形态的影响,但与薄膜的光催化活性有关。4层以上的薄膜或带有SiO2中间隔离层的薄膜由于可以抑制玻璃基底中Na＋扩散至薄膜表面,光催化降解灰尘污染物的能力较高,紫外光照射后均能恢复其超亲水性能。     

在线常压化学气相沉积方法制备TiO_2自洁薄膜玻璃(英文)

利用常压化学气相沉积技术,在浮法玻璃线上制备了TiO2自洁薄膜玻璃。研究了水和氧气对薄膜沉积速率的影响,结果表明水和氧气的加入增加了薄膜的沉积速率。分别用原子力显微镜和X-射线衍射分析仪研究了薄膜的表面形貌和晶型结构,薄膜表面的平均粗糙度为84 nm,其晶型由锐钛矿和金红石组成。同时还研究了自洁玻璃的光催化活性和亲水性,随着紫外光照时间的增加,薄膜的光催化活性增加且对水的接触角由光照前的54°降到光照后的6°。     

二氧化钛纳米棒阵列的制备及光电性能研究

TiO2具有价格便宜、无毒、原料易得、抗光腐蚀性等优点,成为目前太阳能电池、光催化及光解水制氢等方面研究的热点.本研究利用简单易行的水热法在FTO导电玻璃上制备TiO2纳米棒阵列,通过改变退火时间研究退火时间对TiO2纳米棒阵列形貌结构和光电性能的影响.通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪及拉曼光谱对制备的TiO2纳米棒进行形貌及光学性能表征,利用电化学工作站对样品进行光电化学性能测试.研究发现,通过水热法在FTO玻璃上形成了直径约为200 nm、长度约为2μm的形貌均一的TiO2纳米棒阵列,水热法生长在金红石上的TiO2具有沿[001]轴择优生长的特点,具有较好的晶体质量,该结果与Raman光谱的研究结果一致;光电性能研究发现二氧化钛纳米棒阵列产生了较稳定的阳极光电流.这表明通过水热法在FTO玻璃上制备的TiO2纳米棒具有较好的稳定性及潜在的高效太阳能转换效应.     

稀土掺杂对TiO_2薄膜光催化性能的影响

用溶胶-凝胶法于玻璃表面分别制备了镧、铈掺杂纳米TiO2薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)对其结构和形貌进行了表征,并通过对紫外光照射下亚甲基蓝溶液的光催化降解率评价其光催化性能,研究了不同掺杂量、热处理温度对镧、铈掺杂纳米TiO2薄膜光催化性能的影响,探讨了其光催化影响机制.研究发现:镧掺杂可以抑制由锐钛矿相向金红石相的转变,并且镧、铈掺杂纳米TiO2薄膜都存在最佳热处理温度和最佳掺杂浓度.     

磁控溅射法制备的不同衬底上的TiO_2薄膜

利用射频磁控溅射方法,分别在改变氧气含量和沉积时间的条件下在ITO玻璃、Si和Al/ITO玻璃衬底上沉积了TiO2薄膜,并利用拉曼光谱表征了2种条件下的TiO2薄膜的结构.研究表明：衬底材料、氧气含量以及沉积时间明显地影响了TiO2薄膜的结构.随着氧气含量的降低,沉积在ITO玻璃衬底上的TiO2薄膜由锐钛矿和金红石的混合结构转变为单一的金红石结构,而沉积在Si衬底上的TiO2薄膜的结构没有改变,并保持单一的金红石结构;随着沉积时间的增加,Al/ITO玻璃衬底上的TiO2薄膜由金红石结构转变为锐钛矿结构.     

SiO_2对金红石相纳米TiO_2热稳定性的影响

通过硅酸钠水解生成的无定形SiO2对金红石相纳米TiO2进行表面处理,利用X射线衍射、透射电镜和比表面仪对纳米TiO2进行了表征。结果表明,SiO2沉积在纳米TiO2的表面和颗粒之间。SiO2的表面处理提高了纳米TiO2热稳定性,抑制了TiO2晶粒和一次粒径的长大。当热处理温度低于700℃时,经SiO2处理的纳米TiO2的晶粒尺寸和一次粒径几乎不变;当热处理温度高于700℃时,经SiO2处理的纳米TiO2的晶粒尺寸和一次粒径开始缓慢变大,比表面积和孔容快速下降,在900℃下煅烧2h,经SiO2处理的TiO2一次粒径仍为20～30nm。     

TiO_2粉末制备及煅烧工艺研究

以市售钛白粉为原料,NH4HCO3为沉淀剂,开发了一种适合大规模制备纳米TiO2粉体的液相沉淀法,研究了煅烧温度对纳米TiO2粉体的晶型、晶粒尺寸及形貌的影响。研究表明:随着煅烧温度升高,纳米TiO2粉体结晶度提高,粒径增大。温度高于700℃,部分锐钛矿型纳米TiO2转化为金红石型;550℃低温煅烧获得近球形锐钛矿相纳米TiO2粉体,粉末粒径分布均匀,平均粒径约为10 nm,微观组织性能良好。     

TiO_2-SiO_2复合粒子的制备与表征

采用溶胶-凝胶技术通过水解法在SiO2表面包覆纳米TiO2,制备出TiO2-SiO2复合粒子。借助于傅立叶红外光谱、扫描电镜、透射电镜对其进行了表征,结果表明TiO2成功地包覆在SiO2的表面。通过采用X射线衍射定量分析方法来测量复合粒子中锐钛矿型二氧化钛的质量分数,得出当pH=2、SiO2与TiO2摩尔比10∶90、煅烧温度750℃为最佳制备条件;通过复合粒子和二氧化钛粒子分别对甲基橙溶液进行光催化降解的比较表明,复合粒子光催化效果比较好。     

Ti-6Al-4V表面金红石型TiO2薄膜制备及生物活性评价

使用TiCl3/HCl/H2O2混合溶液为前驱液,通过水热法在Ti-6Al-4V基体表面制得原位生长的纳米棒阵列薄膜,探讨其生长机理,并研究前驱液中盐酸浓度对薄膜生长的影响作用。采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）和X射线衍射仪（XRD）对制备样品进行表征,结果表明:纳米棒阵列薄膜为{001}高能晶面曝露的金红石二氧化钛;TiO2晶核在有序的活性成核点快速成核,并沿[001]方向生长,当前驱液中盐酸浓度从1 mol/L增至2 mol/L,金红石二氧化钛{001}晶面择优增强;该薄膜具有良好的生物活性,亦能适用于3D打印多孔钛合金基体,具有一定的普适性。     

钛酸丁酯含量对TiO2纳米棒阵列的影响

采用水热合成方法在透明导电玻璃上制备TiO2纳米棒阵列,研究了钛酸丁酯浓度对TiO2纳米棒阵列膜的影响,采用SEM和XRD等手段分析不同含量钛酸丁酯经水热反应得到的TiO2纳米棒阵列的形貌和结构,结果表明钛酸丁酯含量为2．5％时可以制备获得均匀、整齐的TiO2纳米棒阵列薄膜,该薄膜具有金红石结构。     

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.     

纳米TiO2的制备及其光催化降解茜素红的研究

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法成功制备了纳米TiO2粉末,用X射线衍射(XRD)对其进行了表征,并对影响其制备过程的因素进行了研究,讨论了不同焙烧温度对其光催化降解茜素红的影响.XRD结果显示,产物为锐钛矿型TiO2,其粒径为30.3nm,锐钛矿型TiO2的光催化活性明显高于金红石型TiO2,锐钛矿型向金红石型转变的临界温度在600～700℃之间.当焙烧温度为500℃时,其光催化降解茜素红效率最高,可达93%以上.     

纳米TiO2的制备及其光催化降解茜素红的研究

以钛酸丁酯为原料，采用溶胶-凝胶法成功制备了纳米TiO2粉末，用X射线衍射（XRD）对其进行了表征，并对影响其制备过程的因素进行了研究，讨论了不同焙烧温度对其光催化降解茜素红的影响。XRD结果显示，产物为锐钛矿型TiO2，其粒径为30．3nm，锐钛矿型TiO2的光催化活性明显高于金红石型TiO2，锐钛矿型向金红石型转变的临界温度在600～700℃之间。当焙烧温度为500℃时，其光催化降解茜素红效率最高，可达93％以上。     

纳米TiO_2的结构相变和光学性能

以TiCl4为原料 ,采用沉淀法制备了水合TiO2 沉淀 ,分别于 1 0 0℃、30 0℃、40 0℃、60 0℃、80 0℃煅烧处理。用紫外 可见光谱和导数吸收光谱研究了纳米TiO2 的吸收带边、能隙随着煅烧温度变化而变化的情况 ,结合XRD、TG DSC分析了不同温度下TiO2 的晶型及晶型转变情况。结果表明 ,随热处理温度的升高 ,TiO2 的晶相结构由非晶到锐钛矿型再到金红石型转变 ,40 0℃为锐钛矿型 ,60 0℃已出现金红石型 ,80 0℃已完全转变为金红石型 ;晶粒尺寸随热处理温度的升高而逐渐增大 ;带隙宽度、吸收带边随热处理温度的升高而变窄和“红移”。     

纳米粒子TiO2/Ti膜的制备及其光催化活性

以钛酸四丁酯为原料，利用溶胶－凝胶方法制备了纳米粒子TiO2/Ti膜。TG－DTA、XRD、TEM和SEM的测试表明：纳米粒子经历了无定型向锐钛矿和锐钛矿向金红石相转变两个过程，而焙烧温度为600℃时，TiO2纳米粒子具有与国际商品P－25型TiO2粒子相类似的组成、结构、形貌和粒子尺寸。考虑TiO2粒子性质及与基体Ti片的结合能力，焙烧温度对基体Ti片的影响和纳米粒子TiO2/Ti膜表面形貌等因素，确定600℃是制备纳米粒子TiO2/Ti膜光催化剂的最合适的焙烧温度。另外，以光催化降解苯酚为模型反应，考察了焙烧温度对纳米粒子TiO2/Ti膜催化活性的影响，并初步地探讨了光催化降解苯酚反应的动力学。结果表明，600℃焙烧的TiO2纳米粒子膜具有最高的光催化活性，而光催化降解反应为准一级动力学反应。     

纳米TiO2-SiO2自清洁复合薄膜制备及其光催化机理

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片上制备TiO2-SiO2复合薄膜,研究SiO2添加量对光催化活性的影响,探讨TiO2光催化的机理．结果表明：光催化性随SiO2含量的增加而增加。但SiO2添加量过大,煅烧过程中对TiO2锐钛矿相晶粒生长有抑制作用,而且光催化活性有所下降．当SiO2添加量为30％时,在紫外光照1h时TiO2-SiO2薄膜的光催化活性最佳．     

玻璃基TiO_2/(Cu,Al)复合薄膜可见光活性影响因素研究

以钛酸四丁酯、硝酸铜和硝酸铝为先驱原料,乙醇为溶剂,二乙醇胺为稳定剂制备了玻璃基TiO2/(Cu,Al)复合薄膜。采用XRD、SEM和分光光度计研究了薄膜焙烧温度对复合薄膜晶相组成、形貌以及可见光催化活性的影响,采用UV-Vis分光光度计表征了混合离子加入量对复合薄膜光谱响应的影响规律。结果表明,掺杂混合离子的TiO2复合薄膜在450℃即可开始形成锐钛矿相,直至600℃一直保持锐钛矿相,表现出很好的晶体结构稳定性,而纯TiO2薄膜550℃焙烧时即出现金红石相;SEM晶相结构显示550℃焙烧的复合薄膜晶体形成均匀,致密,对基片覆盖率高,相应的可见光催化活性也最高;随着混合离子加入量的增加,光谱响应吸收边不同程度地红移至可见区,尤以掺杂量n=2 mol的Ti100-x/CuxAl2x复合薄膜吸收边红移最大(较纯TiO2薄膜大约红移75 nm)。光催化实验表明,复合薄膜的可见光活性显著提高,掺杂量n=2 mol的Ti100-n/CunAl2n复合薄膜对酸性红B的降解脱色率可达67.3%,比纯TiO2的降解脱色率(5.5%)提高了近12倍。     

TiO2遮光剂对气凝胶涂料绝热性能的影响

针对SiO2气凝胶在高温下热导率高致使其在高温应用受到限制的情况,采用掺杂纳米TiO2遮光剂制备气凝胶复合绝热涂料,改善其绝热性能,研究纳米TiO2遮光剂的微观形貌、红外透过率、质量光谱衰减系数对涂料绝热性能的影响.结果表明:40nm锐钛矿型TiO2和25nm、60nm金红石型TiO2红外光谱透过率相对较低、相应地质量...     

钙钛矿敏化TiO_2-SrTiO_3纳米棒太阳能电池的制备及性能研究

采用简单的水热法在FTO(掺杂氟的SnO_2导电玻璃(SnO_2:F))衬底上直接合成了一维取向的单晶金红石型二氧化钛薄膜,然后使用二氧化钛纳米棒作为模板和反应物Sr(OH)_2作为锶源,通过水热反应成功在TiO_2纳米棒阵列的表面沉积了SrTiO3立方纳米颗粒。并以TiO_2-SrTiO_3作为工作电极,钙钛矿型的CH_3NH_3PbI_3和CsSnI_(2.95)-F_(0.05)分别作为光敏剂和电解质组装敏化太阳能电池。通过调整煅烧温度和二次水热反应中Sr(OH)_2溶液的浓度,钙钛矿敏化太阳能电池的光电转换性能有明显改善,最高效率达到0.34%,是未经SrTiO_3修饰样品的2倍。