半导体TiO2纳米微粒膜光催化杀菌机理与性能的研究

采用均相沉积法在陶瓷、玻璃表面制得均匀透明的多孔TiO2纳米微粒膜材料.对该半导体微粒膜光催化原理、膜表面活性氧类的形成机理、TiO2微粒光催化杀菌机理进行了探讨.并用GB15979-1995的方法对该膜材料的杀菌性能进行了测试研究,杀菌范围广、速度快、杀菌率高;对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌在30min内的杀菌率均达到90.00%以上.并对乙肝病毒在20min内的杀灭率达到43.43%.也有可能对呼吸道病毒,如流感病毒、"非典"(SARS)病毒有一定的杀灭作用.     

载银微弧氧化TiO2膜光催化杀菌研究

以磷酸钠为电解液,采用微弧氧化技术在钛网上直接制备TiO2膜,利用硝酸银光沉积法对该膜表面进行修饰,考察TiO2膜光催化杀灭空气中细菌的能力.利用XRD,SEM,EDX对微弧氧化膜晶型、表面形貌和成分进行观察分析.研究结果表明:微弧氧化TiO2膜主要由锐钛矿TiO2组成,随电解时间增长,锐钛矿TiO2增多,TiO2膜光催化杀菌效果明显好于单独紫外光的杀菌效果;光沉积银修饰可以改变微弧氧化TiO2膜的表面成分,改善膜的光催化性能.光沉积银微弧氧化TiO2膜和微弧氧化TiO2膜以及单独紫外光30 min的杀菌效率分别为95.2%,68.5%和36.1%.     

纳米TiO2/壳聚糖复合膜对大肠杆菌杀菌作用的研究

研究了在室内可见光照射下,TiO2/壳聚糖复合膜对大肠杆菌的杀菌作用.当壳聚糖(chitosan)溶液浓度为0.5%,TiO2含量(质量)为0.125%(TiO2/壳聚糖溶液)时,复合膜在2h内对大肠杆菌的杀菌率就达到90%以上.与其它膜相比,杀菌速率快,且杀菌效果持久.结果表明,纳米TiO2/壳聚糖复合膜是具有较好杀菌功能的绿色环保材料.     

纳米银负载TiO_2纤维的制备及其杀菌性能

采用溶胶-凝胶法和模板法结合的手段制备纳米银负载TiO2纤维复合材料,通过杀菌实验表明该复合材料无需在光照条件下即可有良好的杀菌性能。采用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)等仪器研究了其形貌、结构、相组成及其杀菌性能。结果表明纳米银均匀细小地负载在TiO2纤维上,并且杀菌性能优良。     

纳米TiO2光催化功能建筑材料研究进展

以纳米TiO2为代表的纳米半导体光催化材料是目前各国科学家研究的热点.将纳米TiO2与涂料、玻璃、水泥和陶瓷等建材结合使建筑材料具有光催化功能,实现了其对表面污染物的处理及自清洁,具有很大的研究和应用价值.介绍了纳米TiO2光催化涂料、自清洁玻璃、光催化水泥混凝土和光催化功能陶瓷等的研究进展,对目前面临的问题提出了相关...     

TiO_2纳米膜的应用及研究进展

TiO2是一种新型的无机功能材料,纳米级TiO2(特别是TiO2纳米膜)因其独特的性能,在光电转化和光催化方面有着广阔的应用前景,特别是在光催化方面,它是当前光催化材料研究的热点之一。重点介绍近年来纳米TiO2膜半导体材料的应用及其研究进展,详细介绍了国内外对TiO2半导体材料在降解、杀菌、光致氧化、还原CO2方面的应用;同时介绍金属掺杂物对TiO2半导体材料在光催化反应中的影响。     

TiO2/ZrO2复合陶瓷膜的性能研究

采用反相微乳液法制备TiO2/ZrO2复合微乳液,并以其作为前驱体制得TiO2/ZrO2复合膜。研究了复合膜的机械性能、表面形貌及杀菌性能。由扫描电子显微镜观察到TiO2/ZrO2的复合膜中微粒以棒状形式分布。杀菌实验测试结果表明其对大肠杆菌有很好的杀菌效果,灭菌率达98%~99%。     

丝网印刷B-Li玻璃掺杂Ba0.5Sr0.5TiO3厚膜介电性能研究

钛酸锶钡(BST)陶瓷材料在外置偏压直流电场作用下,具有高的介电可调性,可以广泛地应用于电可调陶瓷电容器以及无源可调微波器件的设计与开发.通过B-Li玻璃的有效掺杂,实现BST陶瓷材料与Ag、Cu贱金属电极材料的低温友好烧结,是发展混合集成厚膜电路的技术要求.主要采用丝网印刷工艺,在Al2O3陶瓷衬底上,制备了B-Li玻璃掺杂的Ba0.5Sr0.5TiO3厚膜材料,并对其最佳烧结温度、物相结构、显微形貌以及介电性能进行了研究.结果表明,B-Li玻璃掺杂的Ba0.5Sr0.5TiO3厚膜材料在950℃可以实现低温烧结,得到了厚度为20μm的均匀致密厚膜材料;相比于BST陶瓷块体材料,5%(质量分数)B-Li玻璃掺杂BST厚膜的居里峰发生了明显的弥散和宽化,介电常数显著降低;在室温和10kHz频率下,其介电常数为210,介电损耗为0.0037,介电可调性可达15%以上,可以适用于厚膜混合集成电路与可调器件的设计和开发.     

柱状晶形貌TiO2膜厚对FTO/TiO2镀膜玻璃光催化活性影响

采用溶胶凝胶法,在FTO(SnO2:F)低辐射镀膜玻璃衬底上制备了柱状晶体结构的TiO2薄膜,获得双层结构FTO/TiO2镀膜玻璃样品.研究了TiO2薄膜厚度对FTO/TiO2镀膜玻璃样品的光催化活性、低辐射性能以及透光性能的影响.结果表明,FTO/TiO2镀膜玻璃样品光催化活性随着TiO2薄膜厚度的增加先升高后下降,在TiO2薄膜厚度为300 nm时光催化活性最佳;低辐射性能随着TiO2薄膜厚度的增加而下降,但TiO2薄膜厚度为300 nm时仍然具备一定的低辐射性能;透光性能与TiO2薄膜膜厚的关系不大,可见光透射比保持在72%左右;表面平均粗糙度约为1 nm,表面光滑,不易沾染油污灰尘.该镀膜玻璃在保证低辐射建筑节能和透光的前提下,兼具光催化自清洁功能,具有很好的应用前景.     

电泳法制备纳米TiO_2薄膜光催化性能的研究

采用电泳法在导电玻璃上镀纳米TiO2薄膜,制得的TiO2薄膜经高温烧结后进行光降解实验。通过XRD、SEM、DTA、EDS等测试分析,确定了超细微粒TiO2的外观形貌和结构特征。实验结果表明,该法制得的TiO2薄膜具有一定的厚度、均匀平整、粗糙度好。极性溶剂种类、胶体浓度、电泳电压、电泳时间、镀膜次数及掺杂离子等影响电泳成膜质量及膜对甲基橙溶液的光降解效果。     

透明纳米TiO2薄膜的制备及其紫外光电特性研究

采用溶胶-凝胶法于ITO导电玻璃和石英玻璃基底上制备了均匀透明的TiO2多孔纳米薄膜.XRD和AFM测试结果表明,构成薄膜的TiO2粒子为锐钛矿相,粒径约为50nm.紫外-可见(UV-vis)吸收光谱显示,制得的TiO2薄膜对紫外光表现出很强的吸收特性.借助标准三电极体系进行的光电化学测试结果表明,在紫外光照射下,制得的薄膜电极可产生稳定的阳极光生电流,且电流大小显著依赖于照射光的波长(λ),λ=320nm的光产生的光电流最大.另外,薄膜电极中的光电流大小与电极电位(U)有关.高于0.6V的电位可有效抑制光生电子向电解液的注入,并增大光生电子向导电基底的扩散速度,从而提高阳极光电流的大小.实验结果表明,纳米TiO2薄膜在紫外光传感器的制备方面具有较好的应用潜力.     

TiO_2/CdSe纳晶复合薄膜电极的制备及表征

研究了CdSc敏化TiO_2纳晶多孔薄膜电极的制备及其表征,采用化学沉积法在TiO_2纳晶薄膜电极表面制备了窄带隙纳米微粒CdSe,对丝网印刷制备的TiO_2纳晶薄膜电极进行敏化处理,制备了TiO_2/CdSe纳晶复合薄膜电板;同时利用XRD、SEM、TEM、XPS对TiO_2/CASe复合薄膜电极的晶型、粒径、元素组成和表面结合态进行了表征分析.     

聚吡咯敏化纳米结构TiO2电极的光电化学研究

在NaNO3和吡咯单体的混合溶液中电合成聚吡咯膜,用PPy膜敏化TiO20纳米结构电极,取得了明显的敏化效果;探讨了合成聚吡咯膜时的条件(温度、时间、NO3浓度等)对敏化结果的影响;比较了在对甲苯磺酸根离子中与在NO3^-中合成PPy膜所产生的敏化效果,表明阴离子的类型和性质对敏化效果有很大影响;初步探讨了PPy膜对TiO2纳米结构电极产生敏化作用的机理。     

纳米TiO2的原位包覆及分散性研究

采用水热合成法制备纳米TiO2粉体,以自制的1100分散剂对粉体进行原位包覆和后包覆,考察了分散剂用量、pH值对包覆体系分散性的影响,利用XRD和TEM进行结构表征和形貌观测,并采用分光光度法对纳米TiO2粉体水分散体系稳定性进行了检测,在此基础上制备了纳米TiO2／有机复合涂膜．研究表明：原位包覆制备的纳米TiO2中,锐铁矿相的质量分数为100％,分散较均匀,纳米TiO2粉体的平均粒径约为20nm;分散剂用量为8．0％、pH值为3和10时,其水溶液分散稳定性较高;后包覆制备的纳米TiO2粉体由锐钛矿相（73％）和金红石相（27％）构成,纳米TiO2粒子处于团聚状态,无明显颗粒形态;涂膜经自然光照射24h后,对大肠杆菌的杀灭率为99．8％;良好的分散工艺和有效的分散剂可充分发挥纳米TiO2的光催化功能．     

原料颗粒度对BaTiO_3陶瓷晶粒大小及PTC效应的影响

通过研究原料颗粒度对 BaTiO_3 PTC 陶瓷晶粒大小的影响,提出并讨论了 BaCO_3和 TiO_2的固相反应模型。在生成 BaTiO_3的固相反应中,首先在 BaCO_3和 TiO_2颗粒之间生成少量 BaTiO_(?),隔离了 BaCO_(?)和 TiO_2的接触,从而阻止反应进行,但离子的扩散可使反应继续进行。在扩散过程中,Ba~(2+)的扩散为主,Ti~(4+)的扩散被抑制而可忽略。根据模型,生成的 BaTiO_3颗粒大小主要由 TiO_2原料的颗粒度决定,与 BaCO_3关系较小。所以 BaTiO_3陶瓷的晶粒大小及其 PTC 效应受 BaCO_3颗粒度的影响较小;在生产中为控制陶瓷晶粒大小,选择 TiO_2原料颗粒度是十分重要的,而 BaCO_3则次之。     

纳米钛酸钡陶瓷的特殊烧结方法和新颖特性的研究进展

对近年来有关纳米钛酸钡陶瓷最新的烧结方法、新颖性质进行了综合评述和讨论。当晶粒尺寸减小到纳米尺度时，钛酸钡陶瓷的晶体结构在不同的温度下出现了不同的多相共存。这可以用纳米钛酸钡陶瓷相变产生的应力来解释。纳米钛酸钡陶瓷的铁电性能表现出新颖的特性。它的介电常数先随晶粒尺寸的减小而降低，但当晶粒尺寸降低到小于50nm甚至小于10m时，介电常数表现出反常的增加，同时铁电向顺电的转变峰变为一个很宽的峰，表现出弥散相变的特征。     

纳米铌酸钾钠陶瓷的制备及性能

以新型溶胶-凝胶法制备的平均晶粒尺寸为30 nm的铌酸钾钠粉体为原料, 采用放电等离子体烧结工艺, 在烧结温度为900℃, 压力30 MPa, 烧结时间1 min的条件下, 制备得到纯正交相, 相对密度高达99%以上, 平均晶粒尺寸为40 nm的纳米铌酸钾钠陶瓷, 并对该陶瓷的相结构、微观形貌、介电性能和铁电性能进行了研究。结果表明, 与普通微米晶陶瓷不同, 纳米铌酸钾钠陶瓷的室温介电常数仅为341, 并且随温度变化不明显, 表现出明显的介电弛豫现象, 弥散因子γ为1.60, 并具有明显的电滞回线, 矫顽场强度为13.5 kV/cm, 剩余极化为1.5 μC/cm²。尺寸降低所引起的纳米铌酸钾钠陶瓷中晶界相所占的比例增大是其性能变化的主要原因, 并且可以推断, 如果铌酸钾钠陶瓷具有“临界尺寸”, 那么其值应该在40 nm以下。     

聚3-甲基噻吩修饰量子点硫化镉连接纳米结构TiO2复合膜电极光电化学研究

采用原位化学法在纳米结构TiO2电极上制备了量子点CdS(Q-CdS),并用电化学方法在TiO2/QCdS表面聚合3-甲基噻吩po1y(3-Methylthiophene)(PMeT).通过对PMeT修饰Q-CdS连接TiO2纳米结构膜的研究表明,PMeT和Q-CdS单独修饰纳米结构TiO2电极和PMeT修饰Q-CdS连接纳米结构TiO2电极的光电流产生的起始波长都向长波方向移动;一定条件下在可见光区光电转换效率均较纳米结构TiO2的光电转换效率有明显的提高;聚3-甲基噻吩(PMeT)与Q-CdS连接的纳米结构TiO2之间存在p-n异质结.在一定条件下p-n异质结的存在有利于光生电子/空穴的分离,提高了光电转换效率.