TiO2纳米管阵列的制备、改性及应用研究

二氧化钛因其化学性质稳定,无毒,无污染,是环境友好型材料.它的一维纳米材料尤其是二氧化钛纳米管在绿色能源太阳能和环境治理方面有很大的潜在应用价值,激起了全球科学家的兴趣.基于前人对二氧化钛纳米管的研究成果,我们总结了目前的制备方法、改性及其应用方面的研究现状,以期对二氧化钛纳米管的未来研究提供一些知识基础的支持.     

二氧化钛纳米管阵列制备

二氧化钛纳米管阵列是脱硫脱硝催化剂的载体。采用乙二醇溶液阳极氧化法考察了氟化铵浓度、水浓度、电解电压以及电解温度对二氧化钛纳米管形貌和尺寸的影响。结果表明电压,温度和氟化铵的浓度影响管长;水浓度和电压影响管径;电解质的水浓度影响二氧化钛纳米管规整度。在优化实验条件(0.2wt%氟化铵浓度,10%水浓度,70 V电解电压,40℃电解温度)下能制备出管长达到25μm,管径150 nm且形貌较好的二氧化钛纳米管。     

二氧化钛纳米管制备方法及其应用研究进展

讨论了水热合成法和阳极氧化法2种二氧化钛纳米管制备方法,并比较了该2种方法制备的纳米管的区别。针对纳米管特点,对其在光催化、储能、氢敏材料、太阳能染料电池等领域的研究及潜在应用进行了综述,最后对二氧化钛纳米管研究方向提出了建议。     

NH4F/H2SO4电解液中TiO2纳米管的制备及形成机理

采用阳极氧化法,在NH4F/H2SO4电解液体系中制备了大面积的有序二氧化钛纳米管阵列。通过扫描电镜和X射线衍射分别对二氧化钛纳米管的微观形貌及相结构进行表征,并探讨了氧化电压对纳米管形貌的影响及纳米管的形成机理。结果表明,在NH4F/H2SO4电解液中,氧化电压为15~20 V时可制备出有序的二氧化钛纳米管,管径随电压增加而增大。     

二氧化钛纳米管制备及其光催化降解有机物应用研究进展

介绍了近年国内外二氧化钛纳米管的几种制备方法,有水热合成法、模板法和阳极氧化法,叙述了二氧化钛纳米管光催化氧化技术在有机污染物降解方面的研究进展。认为今后的研究和发展方向为:优化二氧化钛纳米管光催化反应光谱可利用的范围,提高二氧化钛纳米管的催化活性,探索二氧化钛纳米管光催化氧化降解有机污染物中的优化条件,加强专门针对降解有机污染物的二氧化钛纳米管的研究,进一步的研究反应机理,加强对二氧化钛纳米管在各个领域应用的探索,并转化为实际工程应用。     

TiO_2纳米管的研究进展

综述了阳极氧化法制备二氧化钛(TiO_2)纳米管的具体方法,分析了阳极氧化条件对纳米管微结构和形貌的影响,总结了提高二氧化钛纳米管薄膜电极光电转换效率的途径,并展望了二氧化钛纳米管阵列今后的研究方向。     

TiO_2纳米管的制备和掺杂改性研究进展

二氧化钛纳米管由于其新奇的光电、催化、气敏等性能引起了广泛的关注,在太阳能电池、光催化、环境净化、气体传感器等领域有潜在的应用价值。文章概述了近年来在二氧化钛纳米管制备方法,掺杂改性及应用方面的进展,并讨论了今后可能的研究方向。     

水热法制备CuS二氧化钛纳米管复合电极及光催化有机磷

采用阳极氧化和水热法制备CuS二氧化钛纳米管复合电极,采用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)等方法进行表征.结果表明,该方法成功制备了CuS二氧化钛纳米管复合电极.研究了复合电极对磷系阻垢剂的光电催化性能,同时详细研究了掺杂物浓度(CuCl2、Na2S2O3)、水热时间、降解电压对CuS二氧化钛纳米管复合电极的影响.研究结果表明:半导体耦合掺杂的二氧化钛纳米管的的光电化学性质,优于纯的二氧化钛.     

柠檬酸对钛阳极氧化TiO_2纳米管光电响应的影响

在金属钛上通过阳极氧化制备二氧化钛纳米管阵列,用扫描电镜、X-射线衍射、紫外-可见漫反射及电流-时间曲线等方法表征电解液中柠檬酸添加剂对所得二氧化钛纳米管阵列结构和性能的影响。结果表明,柠檬酸的添加使二氧化钛纳米管阵列表面形貌发生显著变化,在其管口产生晶须絮状堆积物,但二氧化钛晶型结构没有变化,仍以锐钛矿型为主。所得纳米管阵列对可见光具有良好的吸收性,同时对偏电压具有良好的响应,增大偏电压,纳米管阵列的光电流增加值更大。     

水热法合成二氧化钛纳米管的晶型与形貌控制的研究

晶型与形貌的控制对于二氧化钛纳米管的应用具有重要的影响。采用水热法合成了内径约为5~6nm,外径约为9~10 nm,管长为200~300 nm的纳米管。通过XRD、TEM进行表征,研究了TiO_2纳米管在不同焙烧温度的形貌和晶型组成的转化,同时探讨不同粒径和晶相的二氧化钛粉末原料对合成TiO_2纳米管的形貌和晶型的的影响。结果表明:二氧化钛在水热阶段形成无定型结构纳米管,经高温焙烧后结晶度增强,转变成金红石和锐钛矿混合型。当焙烧温度为400℃时,纳米管能维持稳定的管状结构,焙烧温度升高将会导致TiO_2纳米管转变成不同尺寸的纳米棒。不同晶型和粒径的TiO_2合成原料对纳米管形貌和晶型的影响显著,金红石晶型和粒径大的原料有利于纳米管的合成。     

水热法制备TiO2纳米管研究进展

近几年TiO2纳米管在光催化、太阳能电池、环境净化和传感器等方面引起了人们的广泛关注,然而有关水热法制备的TiO2纳米管的化学组成和形成的具体机理尚无定论。笔者综述了目前国内外有关水热法制备TiO2纳米管的组成和形成机理,为水热法制备结构可控的TiO2纳米管提供参考。     

铽与电气石比对Tb/电气石/TiO_2纳米管的形貌及光学性能的影响

采用溶胶凝胶法与水热法相结合的方法成功制备了Tb/电气石/TiO_2纳米管,采用SEM、TEM、XRD、XPS等研究m(Tb)/m(T)质量比对合成Tb/电气石/TiO_2粉体的形貌和光学性能的影响。实验结果表明,不同的m(Tb)/m(T)比对水热法合成Tb/电气石/TiO_2有很大影响;当掺杂量为1∶2时,Tb/电气石/TiO_2纳米管的为中空管状结构,且结构完整,形貌整齐。水热处理后生成的复合纳米管样品具有更好的光催化活性,晶型以锐钛矿型为主,结晶质量与结晶程度都有所提升,同时在TiO_2表面形成了稳定的Ti-O-Si化学键;稀土Tb的掺杂拓宽了TiO_2的光响应范围;电气石的掺杂有助于提升TiO_2的光催化性能,最佳的掺杂质量比为1∶2,掺杂过多的电气石后光催化效率却有所下降,可能是由于电气石在TiO_2表面覆盖过多导致。     

PI复合纳米含钛化合物薄膜的研究现状

聚酰亚胺（PI）存在介电损耗较高、储能密度较低、难加工成型等缺陷,需要引入无机纳米材料以改性优化PI。文章综述掺杂纳米含钛化合物对PI薄膜的影响,通过阐述二氧化钛、钛酸钡和钛酸铜钙等在PI复合薄膜中的作用,分析这些含钛化合物改性PI薄膜面临的问题和改进办法。目前PI薄膜着重合成工艺改进、填料改性等方面。未来可深入研究填料形貌和维度对PI复合薄膜的影响,引入柔性结构降低PI刚性,开发多层PI薄膜。     

TiO2可见光催化研究进展及其应用前景

综述了最近二氧化钛可见光催化改性的研究进展,并展望了二氧化钛光催化剂的应用前景。二氧化钛可见光催化剂改性方法包括:金属离子掺杂、非金属离子掺杂、半导体复合、表面光敏化及共掺杂等主要方法。其中运用最广泛的方法是共掺杂,因为共掺杂能集合其他改性方法的优点,可以同时在降低禁带宽度、提高吸光能力与降低电子与空穴复合等方面提高二氧化钛的性能。同时总结了其最近在环境污染物降解、有机物还原、太阳能电池等多方面的实验研究,展示其在多个领域的应用潜力。最后展望了未来二氧化钛可见光催化剂的发展方向及其应用前景。     

相变储能微胶囊壁材传热强化措施研究进展

从无机壁材（碳酸钙、二氧化钛）、无机碳材料（氧化石墨烯、碳纳米管、复合碳材料）改性、纳米材料（纳米氧化铝、纳米二氧化钛和其他纳米材料）改性等3个方面综述了相变储能微胶囊壁材增强热导率方面的研究进展,分析了各个方法的特点,为今后相变储能微胶囊导热增强的改性方向及措施提供了理论指导。     

模板法制备TiO2光催化剂的研究进展

主要对模板法的特点以及模板法制备二氧化钛（TiO2）光催化剂的方法进行了介绍。总结了国内外现有用来制备特殊形貌二氧化钛光催化剂的模板种类，最后对模板法研究的方向进行了展望。     

纳米技术与纳米材料(Ⅸ)--纳米TiO2的液相合成

综述了液相法合成纳米TiO2，比较了各种液相法的优缺点，详细讨论了液相法合成纳米TiO2的研究进展和发展趋势。认为以TiCl4、TiOSO4和H2TiO3为原料时，产品成本较低。低温液相合成纳米TiO2的生产工艺由于省去了高温煅烧工序而最具竞争力。并指出过滤和防团聚是液相法规模化生产纳米TiO2需要重点解决的问题。     

纳米二氧化钛的气相合成

综述了TiCl4氢氧焰水解法、TiCl4气相氧化法、钛醇盐气相氧化法、钛醇盐气相水解法和钛醇盐气相热解法合成纳米二氧化钛的技术进展。气相法合成纳米二氧化钛的研究热点是工艺参数、反应物的混合方式、添加剂、外加电场和反应器型式对纳米二氧化钛的微结构和性能的影响,用计算流体力学、反应动力学与气相颗粒形成模型相结合来模拟过程和改进反应器设计也是一个令人关注的研究领域。TiCl4气相氧化法由于其具有经济、环保和生产工艺的柔性等优点而最具竞争力。控制纳米二氧化钛粒子的形态、粒径分布、比表面积和晶型组成以及防止反应器壁二氧化钛结疤是气相法规模化生产纳米二氧化钛需重点解决的问题。