TiO2纳米粉体的烧结行为及其性能的研究

分别采用Ti(SO4)2、TiOCl2沸腾回流直接水解制得了纯锐钛矿型和混晶的纳米TiO2。用XRD、SEM对不同煅烧温度下的纳米TiO2粉末结构、粒径大小进行了表征。结果表明:混晶中的锐钛矿相转变温度(500℃)明显低于纯锐钛矿相的(600℃以上)。纳米TiO2粉末的光催化活性与煅烧温度密切相关,500℃煅烧的混晶结构的纳米TiO2粉体表现出较高的光催化活性,20 min催化氧化降解率达到92.3%。     

离子掺杂对提高锐钛型TiO2高热稳定性的影响

归纳分析了离子掺杂对二氧化钛由锐钛矿型向金红石型转化的抑制作用,得出不同掺杂离子对TiO2相转化温度和粒径具有较大影响的结论。以TiCl4为原料,通过添加少量磷酸二氢钠（NaH2P04）,采用强迫水解法制备纯锐钛相纳米TiO2,相变温度提高到了1000℃,有效抑制了TiO2粒径的长大,与其他文献结果一致。指出掺杂TiO2的相变机理尚处于探索阶段,如何选择适当添加剂、实现高热稳定性锐钛矿型纳米TiO2产业化是今后研究的重点。     

离子掺杂对提高锐钛型TiO_2高热稳定性的影响

归纳分析了离子掺杂对二氧化钛由锐钛矿型向金红石型转化的抑制作用,得出不同掺杂离子对TiO2相转化温度和粒径具有较大影响的结论。以TiCl4为原料,通过添加少量磷酸二氢钠(NaH2PO4),采用强迫水解法制备纯锐钛相纳米TiO2,相变温度提高到了1000℃,有效抑制了TiO2粒径的长大,与其他文献结果一致。指出掺杂TiO2的相变机理尚处于探索阶段,如何选择适当添加剂、实现高热稳定性锐钛矿型纳米TiO2产业化是今后研究的重点。     

锐钛型纳米TiO_2光催化性能的研究

以TiCl4为原料,采用沸腾回流强迫水解法制备纳米TiO2,用XRD、TEM对粉体进行表征。采用甲基橙溶液进行光催化降解试验,研究了TiO2的煅烧温度、添加量以及溶液的初始pH值对光催化性能的影响。实验结果表明,当溶液pH=2,TiO2煅烧温度为600℃,添加量为0.8 g/L,光催化75 min甲基橙的脱色率为90.87%。     

锐钛矿TiO_2的水热法制备以及紫外光降解甲醛

用硫酸钛水热法制备了纳米TiO2光催化剂,研究了纳米TiO2的形态结构特征及其光催化性能,并探讨了甲醛溶液的初始pH值和初始浓度、TiO2用量、降解温度和时间对光催化降解反应的影响。结果表明,制备的锐钛矿TiO2产物平整而密实,它由八面体结构的TiO2纳米晶大面积自组装而成。在35℃降解温度下采用254nm紫外光源照射1h后,锐钛矿TiO2对甲醛的降解率达到51.10%,2h后达68.42%。     

锐钛矿型TiO_2薄膜的低温制备及其光催化性能研究

采用改进的sol-gel法及浸渍–提拉工艺在低温条件下制备了纳米TiO2薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)及紫外–可见光光谱仪(UV-Vis)对所制TiO2薄膜的物相结构、表面形貌以及光吸收特性进行了表征,并利用紫外光照降解亚甲基蓝溶液的方法考察了TiO2薄膜的光催化活性。结果表明:低温制备的纳米TiO2薄膜为锐钛矿结构,表面均匀致密,且对紫外光表现出较强的吸收特性。在紫外光照射48 h后,该TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液的降解率为67.4%。     

Bi_2O_3/TiO_2纳米复合物的微波合成及光催化性质

以硝酸铋和硫酸钛为原料,通过直接投料微波辐射水解合成法制备了掺铋TiO2纳米复合物,并用XRD、TEM进行了表征。结果表明,直接投料摩尔比为1∶10掺铋TiO2纳米复合物,经500℃热处理后晶型为锐钛矿型,粒径为6～10nm。以催化降解甲基橙来考察其光催化活性,结果表明所制备的纳米复合物是一个好的催化剂。研究了Bi3+的掺杂量、热处理温度、催化剂用量对掺铋TiO2纳米复合物光催化性能的影响。当催化剂用量为1g/L时,2mg/L的甲基橙溶液在紫外光辐射30min后,降解率达到97%。该复合物对甲基橙溶液的光催化降解符合一级动力学方程。     

柔版显示器件用TiO2粉体的制备与性能

以硫酸钛为原料,通过Pechini溶胶-凝胶法制备柔版显示器件用TiO2粉体。SEM和AFM结果表明,以去离子水和无水乙醇混合液为溶剂制备的TiO2粉体为完整的实心球形颗粒,颗粒表面非常光滑,分散性比较好,粒径约为300nm。XRD与TG-DTA结果显示,制得的Pechini凝胶经过煅烧,在500℃时开始出现锐钛矿相TiO2,800℃由锐钛矿相向金红石相转变,900℃转变完全。     

陶瓷釉用TiO_2光催化剂的制备研究

制备了SiO2-TiO2和SiO2-ZrO2-TiO2复合光催化剂,并将其加入到陶瓷釉料中,结果表明,SiO2-TiO2,SiO2-ZrO2-TiO2复合粉体经1323 K煅烧后仍具有较好的光催化活性;但用SiO2改性的TiO2粉体添加到陶瓷釉料中,经1323K煅烧后,由于釉料中碱金属及碱土金属等离子的侵蚀,TiO2全部转变为金红石相,所制得的陶瓷釉料不具有光催化活性;而采用ZrO2-SiO2共同改性TiO2粉体添加到陶瓷釉料中,经1323 K煅烧后,TiO2基本上仍以锐钛矿相存在,所制得的陶瓷釉料具有良好的光催化活性;最后对改性TiO2粉体和光催化釉料的光催化机理进行了讨论.     

N掺杂纳米TiO_2的制备及光催化性能研究

以盐酸羟胺为N源,按r(盐酸羟胺:钛酸四丁酯)分别为1:2,1:1,3:2,2:1和3:1掺杂,采用sol-gel法一步制备N掺杂纳米TiO2。研究了焙烧温度和N掺杂量对样品晶相结构及其在紫外光和紫外–可见光下对罗丹明B光催化活性的影响。结果表明,增大N掺杂量可抑制样品由锐钛矿相向金红石相转变。r(盐酸羟胺:钛酸四丁酯)为2:1时,样品经500℃焙烧后对罗丹明B的紫外光催化降解率1h内达54.81%,样品经600℃焙烧后对罗丹明B的紫外–可见光催化降解率2h内可达99.13%。     

共沉淀法制备锰锌铁氧体微粉的研究

以硫酸亚铁、硫酸锰和硫酸锌为原料,采用碳酸盐共沉淀法制备了Mn1–xZnxFe2O4(x=0,0.2,0.4,0.5和0.6)铁氧体微粉。通过TGA-DSC、XRD和SEM等测试手段,分析其物相、微观结构和形貌,并用振动样品磁强计(VSM)测量其室温磁滞回线,重点探讨了锰锌铁氧体前驱粉在热处理过程中发生的反应。磁性能测试表明,随着Zn2+含量的增加,锰锌铁氧体微粉的比饱和磁化强度先增加后降低,当x(Zn2+)=0.2时,微粉的比饱和磁化强度最大,为84.24A·m2·kg–1。     

热处理时间对铁磁性微晶玻璃磁性能的影响

以Fe2O3-CaO-SiO2-B2O3-P2O5系统为基础,采用基础玻璃析晶法制备铁磁性微晶玻璃热种子材料。通过XRD,确定了热处理样品中的主晶相为磁铁矿、硅灰石和赤铁矿;采用振动样品磁强计(VSM),测试样品室温下的磁性能;通过SEM,观察样品中晶体的形貌。研究了热处理时间对其磁性能的影响。结果表明:合理的热处理时间为2h,制得的铁磁性微晶玻璃的比饱和磁矩为26.2A·m2·kg–1。     

溶胶-凝胶法制备ITO薄膜的光电性能研究

采用溶胶-凝胶旋转涂膜工艺,在普通玻璃基片上制备了掺锡氧化铟(ITO)纳米透明导电薄膜。采用紫外-可见透射光谱和四探针技术,研究了不同Sn掺杂量、不同热处理温度和热处理时间以及不同涂层对薄膜光学和电学性能的影响。结果表明薄膜的方块电阻随Sn掺杂量的增大和热处理温度的升高先降低后增加,在适宜的温度范围内薄膜在可见光区平均透过率随热处理温度升高而增加。在一定的温度下,随着热处理时间的延长,ITO薄膜的方块电阻先降低后增加,透射率先增加后降低。在最佳工艺条件下,采用溶胶-凝胶法制备的ITO薄膜平均可见光透过率达86%,薄膜方阻为322Ω/□。     

氧杂质及热处理过程对Ge-Sb-Te薄膜的光学性质和晶体结构的影响

研究了氧掺杂Ge Sb Te磁控溅射相变薄膜在 4 0 0～ 80 0nm区域的光学常数 (n ,k) ,发现不同氧成分薄膜的光学性质有较大差别 ,经过热处理后薄膜的光学性质也发生了较大变化。由热处理前后薄膜的X射线衍射 (XRD)发现 ,经过退火处理后薄膜发生了从非晶态到晶态的相变。由薄膜内应力变化和薄膜的结构变化解释了薄膜光学性质的变化     

制备工艺对氧化钒薄膜微观结构的影响

为了研究制备工艺对氧化钒薄膜微观结构的影响,采用X射线衍射和扫描电镜,对用sol-gel法制作的、不同热处理条件下的硅基氧化钒薄膜之结构及形貌进行了分析。结果表明,470℃下制作出的有种子层薄膜无裂纹、致密性好、晶粒尺寸分布均匀,在此温度下热处理4 h得到的有种子层氧化钒薄膜V2O5相最纯,衍射峰最强,而提高热处理温度会导致晶向杂乱,V2O5相的衍射峰强度降低,使得VO2相增多。     

直接感光法制备锆钛酸铅镧薄膜图形及其性能

采用化学修饰溶胶凝胶工艺,以PVP为薄膜开裂抑制剂,以苯酰丙酮为化学修饰剂,利用其与金属盐形成的配位螫合物结构,合成了具有紫外光感应特性的锆钛酸铅镧(Pb0.91La0.09(Zr0.65Ti0.35)O3,PLZT)前驱溶胶;对单次提拉得到的凝胶薄膜进行直接感光法图形制备;通过后续热处理,在Pt/TiO2/SiO2/Si衬底上得到了具有钙钛矿结构的PLZT薄膜图形,其最终热处理后的膜厚约为260nm,剩余极化强度约为6.7μC/cm2,矫顽场强约为77kV/cm,相对介电常数约为356,介电损耗约为0.02,漏电流密度小于10-2μA/cm2,极化疲劳特性可达107以上.     

超声共沉淀法合成锂离子电池正极材料

采用超声共沉淀法,合成尖晶石型掺杂锰酸锂Li1.05Co0.10Ni0.10Mn1.80O4前驱体,并使用三段热处理方式,制备出尖晶石产物。用粒度分布、XRD、SEM、EDS及电化学性能测试等对其进行表征。结果表明:与未处理试样相比,超声共沉淀法制备的产物的粒度分布变窄,体积比表面积由7.0116m2/cm3缩小至6.9789m2/cm3,晶格常数从0.822nm缩小至0.821nm,晶粒尺寸从67.41nm减小至57.78nm,晶形更加完整,颗粒均匀性更好。经装配成电池测定电化学性能,其充放电平台增长,比容量加大,循环性能更优越。     

sol-gel法制备锆钛酸钡薄膜的研究

采用sol-gel法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Ba(Zr0.3Ti0.7)O3(BZT)薄膜。对其先体溶液进行了差热与热失重曲线(DSC-TG)分析,并以此来确定了薄膜的热处理工艺。X射线衍射分析表明,550℃时开始有钙钛矿相生成,到600℃时,已经完全形成了钙钛矿结构。采用er、tgd的频率和偏压特性曲线研究了不同工艺条件下薄膜的介电性能。经过700℃热处理,薄膜在10 kHz频率,300 K温度测试条件下,相对介电常数为385,介质损耗为0.022;200103 V/cm电场条件下薄膜介电可调率为25.6%。     

溶胶凝胶法制备钼掺杂氧化锌薄膜及性质研究

利用溶胶凝胶法在Al₂O ₃衬底上制备出了c轴择优取向的钼掺杂氧化锌（MZO）透明导电薄膜,研究了钼的掺杂量(0~1 at%)对钼掺杂氧化锌薄膜光电性能的影响。研究结果表明：所制备的薄膜为六方纤锌矿型结构且表面平整、致密,通过高温真空退火,MZO薄膜的电阻率明显降低,且随着钼含量的增加,MZO薄膜的电阻率呈现出先减小后增大的趋势,当钼含量为0.4at.%时,获得最小电阻率为0.13 Ωcm。薄膜在近红外区域(800~2000 nm)的平均透过率大于85%,这可以有效地拓宽光电器件的光谱范围。     

机械力化学作用对低介硅灰石瓷料的相变和相组成的影响

采用X射线衍射仪(XRD)、差热分析(DTA)手段详细研究了由氧化物粉末制备硅灰石陶瓷时,机械力化学作用及后续热处理对硅灰石陶瓷相组成和相变过程的影响,分析了机械力化学在球磨过程中的作用机理主要是细化晶粒、使晶格畸变、晶格缺陷增多、非晶化和诱导低温化学反应。结果表明:高能球磨中的机械力化学作用能够有效地降低硅灰石陶瓷的烧成温度(11160~11220℃)。探明了经高能球磨的样品在烧成过程中的晶相转变规律。瓷料最终的晶相为单一的-硅灰石(高温变体)。