新型TiO2（B）/碳复合纳米线负极材料电化学特性研究

以锐钛矿TiO2粉末为原料,通过简单的两次水热及氩气气氛下热处理工艺,制备出新型TiO2(B)/碳一维复合纳米线材料。研究结果表明该复合纳米线主要是由TiO2(B)所组成,其外层包覆一层无定形碳以形成特殊的一维壳/核结构;这种特殊一维壳/核结构和化学组成在诸多领域都将会有着极其广泛应用。本文锂离子电池测试结果证实该复合纳米线电极具有超高的可逆循环电池容量和倍率充放电容量,在30 mAg-1充放电速率下,该TiO2(B)/碳一维壳核结构材料100圈循环后容量高达560 mAhg-1;在750 mAg-1充放电速率下,充放电容量达到200 mAhg-1。鉴于其优良的电化学性能,该一维复合结构材料有望成为下一代最有前途的锂离子电池电极材料。     

锐钛矿/TiO2（B）异质纳米线制备、表征及其光催化性能研究

通过简单的水热反应,和后续的退火处理得到锐钛矿/TiO2(B)异质结构纳米线。通过XRD、SEM和TEM对其进行表征。并对锐钛矿/TiO2(B)进行甲基橙紫外光降解性能测试,探究和讨论了H2O2对其光催化性能的影响,实验表明当加入1.6mL H2O2时对体系光催化促进效果最优,只需要8min分解率达到99%,降解时间只为无H2O2时的1/5。     

锐钛矿/TiOz(B)异质纳米线制备、表征及其光催化性能研究

通过简单的水热反应,和后续的退火处理得到锐钛矿/TiO2(B)异质结构纳米线.通过XRD、SEM和TEM对其进行表征.并对锐钛矿/TiO2 (B)进行甲基橙紫外光降解性能测试,探究和讨论了H2O2对其光催化性能的影响,实验表明当加入1.6mL H2O2时对体系光催化促进效果最优,只需要8min分解率达到99％,降解时间只为无H2O2时的1/5.     

水热法合成高纯TiO_2(B)纳米线及其锂电性能的研究

以钛酸丁酯为钛源,采用水热法合成了高纯度的TiO2(B)纳米线。用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)以及激光拉曼光谱仪(Raman)对其晶体结构、形貌和纯度进行了表征与分析,并对其锂离子电池性能进行了测试。结果表明,通过该方法得到的一维TiO2(B)纳米线纯度达到了93.2%。该材料表现出了优异的电化学性能,在0.2C下首次放电比容量达254.8 mAh/g,且循环性能良好,100次循环后容量损失只有约7.84%。     

罗丹明B敏化锐钛矿型TiO2的低温制备及性能

采用溶胶-凝胶法在低温(60～80℃)下制备得到罗丹明B染料敏化的锐钛矿型TiO2粉体.利用X射线衍射、红外光谱、荧光光谱、紫外-可见光吸收光谱、漫反射光谱对光催化剂的晶相结构、吸收光谱特征进行了表征,结果表明:罗丹明B与TiO2发生了相互作用,罗丹明B敏化的TiO2在可见光区域的吸收增强.光催化氧化实验表明,经罗丹明B敏化的锐钛矿型TiO2粉体,在普通日光灯下对甲基橙具有良好的光催化活性.     

TiO2/石墨烯复合物的制备及其嵌脱锂行为研究

以钛酸丁酯为TiO₂前驱体, 通过水热法制得TiO₂/石墨烯复合物。使用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和电化学充放电等手段对材料进行了表征和分析。结果表明: TiO₂颗粒均匀地分散在石墨烯的表面, 复合物中石墨烯的含量为24.67%。当该材料用作锂离子电池负极材料时, 在2C的放电倍率下, 首次放电容量为384.35 mAh/g, 循环100次后的放电容量为130.26 mAh/g, 是纯TiO₂电极放电容量的2.93倍。与纯TiO₂电极相比, TiO₂/石墨烯复合物的电荷转移电阻较低。TiO₂/石墨烯复合物具有较好的倍率性能和较高的电化学反应活性。     

空心管状TiO2/C掺硅负极材料的制备及其性能研究

通过溶剂热法制备硅含量不同的TiO2/C锂离子负极材料,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电化学工作站及恒电流充放电测试仪等,对硅含量不同的TiO2/C锂离子负极材料形貌及其性能进行测试,探讨了硅含量对TiO2/C材料形貌和电化学性能的影响。研究结果表明：硅掺杂量对TiO2/C的结构形貌有影响,其中掺杂硅的质量分数为0.01% 的TiO2/C材料形貌最佳,其形成比表面积较大的空心管状结构;在100 mA/g电流密度下,掺杂硅的质量分数为0.01% 的TiO2/C材料循环充放电150次仍具有381 mA·h/g的比容量,且倍率性能优异,在200, 500, 1 000, 2 000 mA/g的电流密度下,仍有高的容量保持率。     

直流反应磁控溅射制备锐钛矿型TiO2薄膜

采用直流反应磁控溅射的方法,在衬底温度为350℃的条件下溅射高纯钛靶,并在玻璃衬底上制备了TiO2薄膜。采用正交设计法探讨了溅射气压、溅射电流、氧氩比和溅射时间等实验条件对TiO2薄膜结构的影响。经过X射线衍射和拉曼光谱分析,制备结晶良好的锐钛矿结构TiO2薄膜的最佳实验条件为:溅射气压0.3Pa;溅射电流0.7A;氧氩比1∶3;溅射时间40min;退火温度650℃。     

Cu/ n2TiO 2/ PBO复合纤维的制备

以 PBO纤维为基体 , 采用浸渍涂覆法在 PBO纤维表面包覆纳米 TiO 2膜 , 采用化学镀法将 Cu沉积到纳米 TiO 2膜表面 , 制备了 Cu/ n2 TiO 2/ PBO复合纤维 , 研究了影响纳米 TiO 2沉积速率和 Cu 沉积速率的主要因素。结果表明 , 纳米 TiO 2与偶联剂的浓度配比是影响纳米 TiO 2包膜形成的主要因素 , 当纳米 TiO 2与偶联剂浓度配比为 1∶1. 2时 , 制备的 n2TiO 2/ PBO复合纤维界面结合力较好 , 且纳米 TiO 2包覆层比较均匀。影响化学镀铜- 1 的主要因素有镀液成分、 反应时间和反应温度。在镀液成分的浓度配比为 CuSO 4·5H 2O 12 g ·L 、KNaC 4H 4 - 1 - 1 - 1O 68 g·L 、HCHO 6 mL ·L 和 NaOH 10 g·L , 反应温度 50℃, 镀铜时间 20 min的条件下 , 制备了负载均匀 , 界面结合力较好的 Cu/ n2 TiO 2/ PBO复合纤维。     

原位聚合制备P（AN-MMA）/TiO2复合聚合物电解质

以丙烯腈(AN)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,在钛酸丁酯水解生成的TiO2粒子表面乳液聚合制备复合聚合物P(AN-MMA)/TiO2,并以此聚合物制备了多孔复合聚合物膜。采用核磁共振(NMR)、红外光谱(FT-IR)、差热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)等对聚合物膜进行了表征,并测试了所得聚合物电解质的交流阻抗谱。结果表明,AN和MMA通过打开各自的C=C双键形成共聚物,TiO2在基体中分散均匀。当TiO2添加量为10.8%时,复合聚合物电解质的室温离子电导率达到1.12×10-3S/cm。     

锐钛矿型纳米TiO2溶胶的性能研究

采用溶胶法,以水为溶剂,在60℃下合成了TiO2溶胶.采用X射线衍射、差热分析、Zeta电位分析对其性能进行了表征,结果表明,所合成溶胶中的TiO2为纯锐钛矿型,平均粒径分布为2.3nm,Zeta电位为34mV.对甲基橙的降解实验表明,催化剂用量为5ml时,溶胶对甲基橙的降解率最高;在紫外光下,与P25粉体相比,溶胶降解速率更快,20min后对甲基橙的降解率即可达到93%.在可见光及荧光灯下溶胶也具有较好的降解效率.     

TiO2(B)表面修饰富锂层状氧化物Li(Li0.17Ni0.2Mn0.58Co0.05)O2正极材料

采用喷雾干燥法和沉淀法, 制备了表面修饰TiO₂(B) (2wt%、4wt%、6wt%和8wt%)的富锂层状氧化物Li(Li_0.17Ni_0.2Mn_0.58Co_0.05)O₂正极材料。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)结构测试分析结果表明, 修饰TiO₂(B)后样品的体相结构仍然保持初始样品的层状结构, 仅氧化物颗粒表面附着有少量TiO₂(B)纳米晶。示差扫描量热测试(DSC)表明, 与初始样品比较, 修饰TiO₂(B)后样品的热稳定性得到明显改善。在2.0~4.8 V范围内进行恒流电化学性能测试。研究显示, 在0.1C(1C=300 mA/g)倍率下, 修饰4wt%TiO₂(B)样品的首次放电比容量可达296.4 mAh/g, 首次库伦效率则由初始样品的77.7%提升到修饰TiO₂(B)后样品的84.3%, 100周循环后电极容量保持率由初始样品的69.5%提升到修饰TiO₂(B)后样品的80.2%。即使在阶梯倍率的2C倍率下, 修饰4wt%TiO₂(B)的样品仍具有较高的电化学容量(166.5 mAh/g)。以上研究结果表明, 表面修饰TiO₂(B)纳米晶可以显著改善富锂层状氧化物Li(Li_0.17Ni_0.2Mn_0.58Co_0.05)O₂的热稳定性和电化学性能。     

锐钛矿型TiO2微米球的制备及表征

运用外加添加剂尿素的新技术,以水热法在玻璃基板上制备Ti O2微米球。采用SEM、TEM和XRD技术对产物进行表征,结果说明,生成的Ti O2晶体为锐钛矿型,Ti O2微米球的直径为2-3μm,它由大面积的Ti O2晶体自组装而成。制备产物的最佳条件是:0.15mol/LTi(SO4)2、Ti4+/添加剂摩尔比1/1、170℃、4h。     

锐钛矿型TiO2溶胶的微波法制备及其光催化性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,经微波处理制备出TiO2溶胶。利用XPS、XRD、TEM、UV-Vis等手段对溶胶进行了表征,并考察了其光催化性能。结果表明,经微波处理4h后,溶胶中TiO2为锐钛矿结构,粒径10nm左右;XPS分析表明溶胶中钛原子是以+4价的形态存在,O元素以O—H与O—Ti两种物相存在,C元素仅修饰在TiO2表面;该溶胶对甲基橙有较强的降解能力,当紫外光光照15min后,甲基橙脱色率达94.7%,经溶胶改性的氟碳涂层在紫外光照24h后,接触角由82°减小到13°,有望在自清洁涂料领域展现巨大的应用前景。     

水热合成法制备锐钛矿型纳米TiO2粉体的研究

以工业硫酸氧钛为原料，尿素作沉淀剂，固定6MPa的初始压力和300r／min的搅拌速度，在110-150℃的反应温度、2-8h的反应时间、0．25-1．5mol／L的硫酸氧钛反应浓度的条件下，采用水热合成法制备了锐钛矿型纳米TiO2粉体．采用XRD、TEM、BET等测试手段对在不同条件下所制备粉体的物相组成、晶粒度、比表面积等进行了分析．结果表明，所制备的粉体均为锐钛矿型纳米TiO2．粉体的比表面积分布在124-240m^2／g、晶粒度分布在6．7-10．6nm．随着反应温度的升高和反应时间的延长，晶粒度增大，比表面积降低．随前驱体浓度的提高，晶粒度也增大，当前驱体浓度〈0．5mol／L时，比表面积随着前驱体浓度的增大而增大．当前驱体浓度〉0．5mol／L时，比表面积随着前驱体浓度的增大而减少．     

FePc敏化锐钛矿型TiO2的低温制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法在低温(50～80℃)下制备得到铁酞菁(FePc)染料敏化的TiO2粉体.利用X射线衍射、红外光谱、光电子能谱、紫外-可见光漫反射光谱对光催化剂的晶相结构、吸收光谱特征进行了表征,结果表明,所制备的复合粉体中TiO2为锐钛矿型,且晶粒细小;FePc敏化的TiO2在可见光区域的吸收有所增强.光催化氧化实验表明,经FePc敏化的锐钛矿型TiO2粉体,在普通日光灯下对甲基橙具有良好的光催化活性.     

FeS2/TiO2复合薄膜光电性能

采用溶液浸渍法在ITO导电玻璃表面的多孔TiO2薄膜上沉积了FeS2薄膜.使用Fe2O3粉末保护裸露在外的ITO导电膜在硫气氛中热处理后,制得了FeS2/TiO2复合薄膜.应用B531/H数显测厚指示表、数字式四探针测试仪、XJCM-8太阳电池测试仪等研究了FeS2/TiO2复合薄膜的厚度、ITO导电玻璃的电阻率以及FeS2/TiO2复合薄膜的光电性能.结果表明：此方法制得的FeS2/TiO2复合薄膜具有良好的光电性能;且ITO导电膜的电阻率变化较小.因而适宜制备色素增感太阳能电池（DSSC）.     

射频磁控共溅射制备超亲水TiO2/SiO2复合薄膜

采用射频磁控共溅射法制备了SiO2/TiO2复合薄膜,通过控制SiO2靶与TiO2靶的溅射时间可调节SiO2与TiO2的比例.所制备的SiO2/TiO2薄膜为锐钛矿结构.实验结果表明:SiO2的掺入降低了SiO2/TiO2复合薄膜的光催化能力,但却提高了薄膜的亲水性的维持时间.其中,掺入6%～13%SiO2的SiO2/TiO2复合薄膜,在紫外光照射30 min,接触角降到2°;停止照射后,在5天内接触角小于6°.     

TiO2/Ti3C2Tx复合材料的制备及其杂化电容脱盐特性的研究

人口的快速增长和工业经济迅猛发展导致全球淡水资源短缺,对海水和苦咸水进行淡化是解决淡水资源短缺的有效方法.本工作通过直接煅烧Ti3C2Tx制备了TiO2/Ti3C2Tx复合材料,并研究了基于TiO2/Ti3C2Tx复合电极的杂化电容脱盐特性(Hybrid capacitive deionization,HCDI).研究...     

Pt掺杂锐钛矿相TiO2光催化剂的微观机理研究

采用第一性原理平面波超软赝势方法研究了Pt掺杂锐钛矿相TiO2的晶体结构、电子结构和光学性质,结果表明,Pt掺杂后锐钛矿相TiO2晶格产生崎变,晶胞体积增大晶胞内部八面体偶极矩增加;Pt5d轨道与02p轨道、Ti3d轨道杂化,分别在价带顶和导带底产生杂质能级,禁带宽度变小,光吸收带边红移至可见光区.理论计算结果与文献报...