铒掺杂对玻璃表面TiO_2薄膜光催化性能的影响

通过溶胶-凝胶法、浸渍-提拉法在玻璃片表面制备一系列掺杂铒的TiO_2薄膜(Er-TiO_2).并利用XRD、SEM、DRS、FS等技术对掺铒TiO_2薄膜进行表征,通过甲基橙溶液的光催化降解评价其光催化性能.结果表明:所制光催化剂为锐钛矿型;铒掺杂使TiO_2薄膜的吸收光向长波方向移动.适量铒掺杂能够提高TiO_2薄膜的FS光谱强度,这可能是因为铒掺杂能够使表面氧空位和缺陷的浓度增加;FS光谱强度越高,薄膜的光催化活性越高.当掺杂浓度为1.0%,镀膜层数为4层,煅烧温度为500℃时,Er-TiO_2薄膜的光催化活性最高.     

TiO2双掺Cr,Sb的光催化性能研究

采用共沉淀法制备了金属离子双掺杂的TiO2光催化剂,通过XRD,TEM,BET(表面积测定)和DRS(紫外-可见漫反射)测试手段对样品进行分析,以甲基橙为目标污染物对其进行光催化降解.研究结果表明:光催化活性是多种因素协同作用的结果,煅烧温度、掺杂以及样品的光吸收对光催化性能都产生影响.金属离子双掺杂可使光催化剂在可见光区具有光响应,在荧光汞灯激发下,其催化活性优于未掺杂的样品.     

掺杂Y^3＋的纳米TiO2微粒的制备及其光催化性能

在Sol-Gel法制备纳米TiO2微粒的最佳制备条件的基础上，制备了掺杂稀土离子钇(Y^3 )的纳米TiO2复合粒子，并对这二者进行了XRD，TEM和DRS表征及光催化活性检验。结果表明，未经掺杂的TiO2与掺杂稀土Y^3 的TiO2均为锐钛和金红石的混合晶型，锐钛和金红石的比例约为3：1；掺杂抑制了TiO2晶粒的生长，使得TiO2粒径明显变小，其颗粒大小为10nm左右。用DRS表征微粒的光吸收能力和光吸收带边移动情况，发现掺杂导致了TiO2光吸收能力增强及吸收带边红移。通过对苯酚的光催化氧化降解研究，发现当Y^3 掺杂量(按质量)为1．5％时，TiO2光催化活性最高，与未掺杂的TiO2相比，其光催化活性提高约20％。     

纳米TiO2/玻璃微珠复合颗粒的制备和光催化性能

用钛酸丁酯为原料,通过胶溶-沉淀的方法在低温下制备了纳米TiO2/玻璃微珠复合颗粒,利用SEM、DRS、XRD等表征了复合颗粒的结构和形貌。结果表明,玻璃微珠表面被20nm左右的TiO2包覆形成核-壳型结构,XRD结果显示表面的TiO2为锐钛矿型,复合颗在紫外光区有强烈吸收,呈现出纳米TiO2半导体光吸收特征。以含甲基橙废水为降解对象研究了所制备复合颗粒的光催化活性。     

B/Fe2O3共掺杂纳米TiO2可见光下的催化性能

采用溶胶凝胶法制备B/Fe2O3共掺杂TiO2复合光催化材料,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱(DRS)对粉体进行表征。结果表明:催化剂以锐钛矿存在的纳米颗粒,直观地显示了物质的形貌,掺杂B能极大提高催化剂的可见光响应。以二氯苯酚(DCP)为降解物质,在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性。掺杂B能使吸收光谱红移至可见光区,而进一步掺杂Fe2O3大大提高了催化剂的活性。     

Ag/TiO2纳米管的制备及其光催化性能

对纯钛片进行阳极氧化,得到长度约2 μm的TiO_2纳米管,在AgNO_3溶液中TiO_2纳米管在紫外光照射下,成功的将Ag~+离子还原为Ag单质,并沉积在TiO_2纳米管表面;用XRD,SEM和XPS对制备的样品进行表征,结果显示:Ag微粒(10～120 nm)是以单质的形式,不均匀的分布在TiO_2纳米管表面,并具有很好的化学稳定性;Ag/TiO_2纳米管光电催化效率随Ag量的增加而增加,但超过最佳值后降解效率就会下降:实验显示Ag含量为1.15%的Ag/TiO_2纳米管降解效率最高,紫外光照射3 h后,初始浓度为10×10~(-6)mol/L的亚甲基蓝溶液降解率达到100%,比未掺杂Ag的TiO_2纳米管降解效率提高了22.98%.     

热处理温度对溶胶-凝胶法制备Ag/TiO2膜的影响

采用溶胶-凝胶浸渍提拉法在石英玻璃片上制备了Ag/TiO2薄膜.为研究不同热处理温度(500,600,700℃)对制备过程的影响,在薄膜的制备过程中其他的条件均不变(钛酸丁酯和硝酸银的摩尔比为10.18).用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)记录样品的透射显微镜图像和衍射花样以表征薄膜的结构,用背散射电子(Backscattered Electron,BSE)检测器观察样品表面的组分分布,用能谱EDAX(Energy Dispersive Analysis of X-rays)分析Ag/TiO2薄膜样品的元素成分组成.实验结果表明,500℃熟处理时得到了含有尺寸均匀的纳米银粒子的Ag/TiO2膜,随着热处理温度的升高,Ag的颗粒逐渐长大,尺寸分布变得不均匀,同时,膜中的银逐渐向薄膜表面迁移并挥发.     

常压干燥法制备CNTs掺杂TiO2气凝胶

以钛酸丁酯为原料,乙酸为有机配体,甲酰胺为干燥控制化学添加剂(DCCA),采用溶胶凝胶法制备碳纳米管(CNTs)掺杂TiO2复合醇凝胶,并结合常压干燥等后续工艺,制备了CNTs掺杂TiO2块体气凝胶。采用XRD、BET、TEM、SEM、EDS、DSC及FT-IR等对样品进行表征。结果表明:制备态CNTs掺杂TiO2气凝胶晶型为无定型,比表面积为601.7 m2/g;在氮气保护下,经950℃热处理后,比表面积为136.8 m2/g,TiO2以锐钛矿相存在,且均匀密集包覆在CNTs表面,对甲基橙光降解具有较高光催化活性。     

氮和硫共掺杂纳米TiO2光催化剂的制备及可见光活性研究

以钛酸四丁酯、三乙醇胺和硫脲为前驱物,采用溶胶-凝胶法合成了氮硫共掺杂纳米TiO2光催化剂,以XRD、DRS、PL、FTIR、SEM、TEM、XPS等手段对所制备的粉体进行了性能表征;并以日光色镝灯为光源,研究了催化剂对光降解甲基橙的活性.结果表明,除了700℃煅烧样品是锐钛矿和金红石晶型共存外,其它掺杂催化剂主要是锐钛矿晶型.不同温度煅烧的催化剂在波长低于550nm的可见光区域内都有高的吸光度.可见光光催化结果表明,500℃煅烧制得的掺杂氧化钛光催化剂表现出最佳的光催化活性,180min内对甲基橙溶液的降解率达到76.7%.     

Ag/TiO2光催化剂研究:I.银粒子尺寸对光催化性能的影响

以化学还原法制备的不同尺寸的胶体Ag纳米粒子为前体,采用浸渍法合成了Ag/TiO2 光催化剂;利用UV-Vis、XRD、TEM等技术对银纳米粒子和Ag/TiO2催化剂样品分别进行了表征.以亚甲基蓝为光解目标污染物,研究了不同尺寸的银纳米粒子浸渍所形成的Ag/TiO2催化剂样品的光催化性能.结果表明,银纳米粒子的负载不会改变TiO2的晶体结构,但其尺寸对催化剂的光催化活性影响极大;此外,银负载量也是影响Ag/TiO2光催化剂活性的重要因素.在负载的最佳Ag粒子尺寸下, 0.5%Ag/TiO2催化剂的光催化活性最高.     

Fabrication of Magnetic Fe3O4 Nanotubes by Electrospinning

利用静电纺丝法制备复合纤维前躯体,将前躯体烧结、还原后成功得到了Fe3O4纳米管。研究了电纺工艺参数(PVA浓度、电压、接收距离)对复合纤维前躯体的影响。采用XRD、SEM、TEM等手段对纳米管的物相、形貌进行表征,同时通过改变烧结工艺研究了Fe3O4纳米管的形成机理,并且研究了Fe3O4纳米管的磁性能。结果表明:纳米管均匀、连续,外径和内径分别大约为100和50 nm;Fe3O4纳米管的磁饱和强度、矫顽力和剩磁强度分别为54.2 A·m2/kg,215×79.6 A/m和12.8 A·m2/kg。     

Ag_2CO_3修饰TiO_2增强其光催化降解甲基橙研究

在TiO_2表面沉积Ag_2CO_3制备了Ag_2CO_3/TiO_2异质结光催化剂。用X射线衍射、比表面(BET)、能量散射X射线谱(EDS)表征催化剂的结构和组成,用表面光电压谱(SPV)研究了光催化剂的光生电荷分离特性,并考察了异质结光催化剂对甲基橙的光催化降解活性。结果表明,Ag2CO3沉积在TiO_2表面有效增加了异质结光生电子-空穴分离速率,从而增强了光催化剂对甲基橙的光催化降解性能。     

SnO_2空心球的水热制备与表征

采用简单的水热法制备了SnO_2空心球.通过FE-SEM、TEM、TG-DTA、XRD对其微观形貌、结构、相组成等进行了表征和分析, 对SnO_2空心微球的荧光特性进行了初步探索.结果表明,所得SnO_2空心球是由纳米晶粒组成的多晶结构,壁厚约为15 nm,微球平均直径约为125 nm.产物在550 ℃热处理后为四方晶体结构的SnO_2,荧光光谱分析表明,SnO_2空心球分别在470、818 nm处产生PL特征峰,主要由于缺陷形成杂质带导致.     

纳米Ag粒子与SiO_2复合薄膜的热稳定性

采用溶胶-凝胶法利用水解反应制备了纳米Ag粒子与SiO2复合的nano-Ag∶SiO2薄膜,通过对Ag纳米粒子局域表面等离子体共振(SPR)吸收光谱的观测,探讨了薄膜的热稳定性。利用TG-DSC、XRD、TEM、SEM和EDS等对nano-Ag∶SiO2的物性进行了研究。结果表明:nano-Ag∶SiO2薄膜在不同温度(200～900℃)下热处理,随着热处理温度的升高,薄膜中Ag纳米粒子的SPR特征吸收峰从无到有并逐渐增强,500℃、600℃峰值强度最强,然后逐渐减弱至消失;薄膜500℃热处理的热稳定性良好,复合纳米材料中SiO2为非晶态;当热处理温度升至700℃时,随退火时间的增加出现Ag纳米粒子扩散挥发的现象,并且SiO2由非晶态逐渐转变为晶态。     

Chemical synthesis of nanocrystalline ZrO_2-SnO_2 composite powders

ZrO_2-SnO_2 composite nanoparticles were prepared by heating the hydrate precursors synthesized by the chemicalco-precipitation reaction of ZrOCl_2 and SnCl_4. The precursors were examined by differential thermal analysis (DTA) andthermogravimetric analysis (TGA). The composite powder was characterized using X-ray diffraction (XRD), transmissionelectron microscopy (TEM) and desorption isotherm (Barrett-Joyner-Halenda method). The average crystal size of thenanoparticle ranges from 15 to 30 nm for the sample containing 5%-25% ZrO_2 (mass fraction). Most of the pores in theZrO_2-SnO_2 nanoparticles are about 10-20 nm in diameter. The composite powder is promising for chemical sensors.     

纳米复合材料CdS/TiO2NTs的制备及光催化产氢活性

通过离子交换和沉淀反应制备纳米复合材料CdS/TiO2NTs.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、漫反射紫外-可见吸收光谱(DRUVAS)、荧光光谱(FES)、X射线荧光分析(XRF)等手段对该复合材料的结构进行表征.SEM结果表明:钛酸盐纳米管的形成经由TiO2颗粒-片状的钛酸盐-卷曲的钛酸盐纳米管的自组装过程.XRD、DRUVAS、FES和FES结果表明:平均粒度大约 8 nm 的六方相CdS均匀的负载于锐钛矿型TiO2纳米管表面,其吸收边扩展到可见区.与TiO2纳米管及TiO2粉末相比,CdS/TiO2NTs 纳米复合材料展示了较高的可见光催化分解水产氢活性.     

等离子体制备银纳米粉末的研究

采用阳极弧放电等离子体制备银纳米粉末，并利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱仪(XEDS)和BET吸附等测试手段对样品的成分、形貌、晶体结构、粒度及其分布、比表面积等进行性能表征。结果表明：本法所制备的银纳米粉末纯度高，分散性好，呈类球形均匀分布；晶体结构与相应的块体材料基本相同，为fcc结构，其平均粒径为24nm，粒径范围在10～50nm，比表面积为23．81m^2／g。     

Sm,Nd共掺CeO2纳米纤维电解质的制备与性能

利用静电纺丝技术制备了Sm2O3和Nd2O3共掺CeO2纳米纤维固体电解质,通过XRD、TEM和SEM等仪器对其物相和微观结构进行了表征,并利用电化学工作站测量了不同煅烧温度纳米纤维的电导率。实验结果表明不同煅烧温度下的纳米纤维均呈现立方萤石结构,400oC煅烧获得的纳米纤维电解质平均直径为402nm,晶粒尺寸约为5nm,并且其电导率最高。     

RuO2包覆的TiO2纳米复合粒子的表面与界面分析

将溶胶-凝胶法与水热合成技术相结合制备了RuO2包覆量为1.5%的TiO2纳米复合粒子,并采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)及X射线光电子能谱(XPS)详细研究了纳米复合粒子的表面与界面性质.结果表明,RuO2以非晶态高度分散在TiO2纳米粒子表面形成包覆层,TiO2的晶型为锐钛矿型;纳米复合粒子呈球形,平均粒径约为47.5nm,RuO2包覆层的平均厚度约为0.75nm;RuO2包覆层与核材料TiO2纳米粒子表面存在化学键的作用,这种化学包覆有利于提高纳米复合粒子结构和性能的稳定性.     

Novel dye-sensitized solar cell architecture using TiO_2-coated Ag nanowires array as photoanode

With the aim of reducing series resistance and increasing dye loading, novel dye-sensitized solar cell architecture was designed with TiO_2 nanoparticle-coated Ag nanowires array as the photoanode. Ag nanowire array was prepared by anodic aluminum oxide(AAO) templateassisted electrochemical deposition route. Then, Ag nanowires were coated by TiO_2 nanoparticles in hydrothermal process. The structures of the photoanode were characterized by field emission scanning electron microscopy(FESEM). Ag nanowires are covered by a layer of very fine nanoparticles with a diameter of less than 5 nm. X-ray diffraction(XRD) and selected-area electron diffraction(SAED) show that Ag nanowires have a strong preferred orientation in(220) direction and the TiO_2 coating layer is a polycrystalline structure. With this photoanode, 3.2%conversion efficiency is achieved for the cell sensitized with N3 dye.