钛基阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列研究进展

TiO2纳米管阵列因具有独特的结构和优异的性能而引起人们极大的关注,已成为纳米材料和光催化领域研究的热门课题。针对阳极氧化法,详细论述了TiO2纳米管阵列的制备技术和形成机理,综述了其在光解水制氢、光催化降解污染物及染料敏化太阳电池等领域的应用进展,分析了目前存在的问题,并指出了今后研究的方向。     

负载型纳米TiO_2光催化氧化NO_x的实验研究

阐述了负载型纳米TiO2光催化氧化NOx的机理,并设计了光催化氧化实验装置。采用超声波震荡将纳米TiO2均匀地镀在活性炭纤维、γ-Al2O3颗粒和石英砂颗粒上,制备了3种催化剂,从吸附、光解和氧化3个角度比较了3种催化剂的催化效果,然后考察了NO浓度、O2含量和含湿量等3个影响因素对NO转化率的影响。研究结果表明:NO浓度较低时,以活性炭纤维为载体的光催化剂,由于其较高的吸附能力和选择性催化氧化(SCO)特性,取得了较好的NO转化率;NO浓度较高时,以石英砂颗粒为载体的光催化剂,由于其较好的透光性,取得较好的NO转化率。     

电解液种类对纳米氧化铝膜结构的影响

介绍了在草酸和磷酸溶液中,制备纳米氧化铝膜的阳极氧化工艺。阐述了不同的电解液对氧化铝膜微观结构的影响,用扫描电子显微镜(SEM)对阳极氧化铝膜的形貌和结构进行了表征。     

Co掺杂对纳米TiO_2薄膜磁电阻特性的影响

为了研究复合纳米TiO_2材料的磁电阻特性,通过磁控溅射方法和原位退火工艺制备了Co掺杂TiO_2薄膜样品。利用X射线衍射仪和扫描探针显微镜观测薄膜样品的微结构特征,利用振动样品磁强计和多功能物理性质测量系统测试样品的磁特性和磁电阻。结果表明,Co掺杂量对TiO_2薄膜的磁电阻特性有重要影响:磁性金属含量较高的薄膜样品出现较大的磁电阻,磁电阻峰值为-14%,峰值温度为250K;磁性金属含量较低薄膜样品具有较小的磁电阻值;由于Co掺杂影响了薄膜的微结构和导电性,导致出现了特殊的磁电阻效应。     

料浆喷涂法制备纳米晶TiO2薄膜及其在DSSC中的应用

采用料浆喷涂法在ITO导电玻璃上制备了纳米晶TiO2,SEM测试结果表明该薄膜呈多孔结构,构成薄膜的TiO2颗粒均为20～30nm,薄膜的厚度能够很好地控制在5～20μm之间。将此薄膜组装成染料敏化太阳电池(DSSC),在标准模拟太阳光(AM1.5G)下测试,短路电流密度达7.78mA/cm2、光电转换效率为1.94%。讨论了制备工艺对电池性能的影响。     

纳米TiO2对EMD放电性能的影响

利用恒流放电、交流阻抗、循环伏安等方法研究了3种纳米TiO2对EMD放电活性的影响。结果表明：所选择的3种纳米材料均能提高EMD的性能,其中以纳米TiO2-A对EMD电化学性能改善效果最好。在掺杂量为3％时,EMD的实际比容量由63．7mAh／g提高到156．8mAh／g,活性物质利用率从20．7％提高到50．9％,提高了30．2％;所掺杂的纳米级TiO2没有参与电极反应,通过降低MnO2的反应电阻,来提高EMD的放电活性。     

纳米TiO_2对油纸绝缘介质直流空间电荷特性的影响

为了改善油纸绝缘中空间电荷的积聚和消散特性,在绝缘纸的制备过程中掺杂了纳米TiO2,利用电声脉冲法(PEA)对浸油后绝缘纸中空间电荷的积聚与消散特性、以及其内部电场分布进行了测试和分析。结果表明,在电场强度为10 MV/m和30 MV/m的电场作用下,添加了纳米TiO2的样品阳极附近均没有出现负空间电荷的积聚,这可能是因为纳米TiO2的加入提高了阴极向油纸注入电荷的起始电压,引入了陷阱,进而减慢了电子的运动速率。因此在绝缘纸中加入纳米TiO2能够有效改善油纸绝缘中空间电荷的积聚和消散特性,显著降低绝缘纸内部的电场强度畸变率。     

TiO_2纳米粒子对高水分变压器油中电荷输运的影响

水分是导致运行中变压器油绝缘性能下降的重要因素之一。为了提高高水分含量下变压器油的绝缘性能,本文利用半导体TiO2纳米粒子对变压器油进行改性研究。测量了不同水分含量下改性前后变压器油的工频击穿和局部放电特性。发现当变压器油中含水量较高时,半导体TiO2纳米粒子不仅可以使变压器油的工频击穿电压提高至改性前的2倍以上,而且可以有效抑制油中局部放电现象。利用电声脉冲(PEA)对变压器油中电荷累积和消散特性进行了测量研究,结果发现:TiO2纳米粒子能够提高高水分变压器油中电荷的消散速率,一定程度上抑制了水分对变压器油中电场的畸变,从而提高了变压器油的绝缘性能。     

TiO2纳米棒阵列制备方法的研究进展

TiO2一维纳米材料（如纳米棒）的制备与应用在近些年得到快速发展，特别是TiO2纳米棒阵列作为光阳极在染料敏化太阳电池中的应用备受科研工作者的关注。本文就近些年来TiO2纳米棒阵列制备方法的研究情况做一总结和归纳，主要有模板法、超声法、水热法、金属有机化学气相沉积法及直接氧化法，并分别对不同实验方法合成的TiO2形貌及结构进行分析讨论，指出每种方法具有的优势和存在的问题，为探索简单、方便，产物形貌结构可控性强的实验方法提供依据。     

复合纳米TiO2对酸酐／环氧树脂性能的影响

本文采用ＤＴＡ、ＴＧＡ等分析手段研究复合纳米ＴｉＯ２对酸酐／环氧树脂体系固化反应和耐热性的影响。     

三维负极材料二氧化钛纳米管阵列的研究进展

综述了二氧化钛(TiO2)纳米管阵列(TNTAs)的常用制备方法——模板法和阳极氧化法,以及TNTAs结构特征和表面改性对电极电化学性能的影响.指出表面改性,负载高导电率和高容量物质,以及开发高容量的亚稳态晶型TiO2(B)纳米阵列等,是TNTAs作为锂离子电池三维纳米负极材料的研究方向.     

二氧化钛纳米管气体传感器检测SF_6的气体分解组分SO_2F_2的气敏特性

由于设备绝缘缺陷,在GIS内部存在不同程度的局部放电现象,会导致SF6气体分解,出现事故隐患。为了防止事故的发生,提出了一种用Ti O2纳米管阵列检测SO2F2这种SF6局部放电分解产物的重要特征组分的方法,来实现设备的在线监测。通过阳极氧化法制备了定向生长、高度有序的本征Ti O2纳米管阵列,另采用电化学脉冲沉积法在本征Ti O2纳米管阵列表面掺杂Pt纳米颗粒制作了Pt掺杂Ti O2纳米管阵列。分别用这两种阵列的传感器对体积分数为30×10-6~100×10-6 SO2F2气体进行了气敏响应试验。试验结果表明,两种传感器对SO2F2气体有不同的响应,且在掺杂Pt纳米粒子之后不仅灵敏度提高,而且工作温度下降。     

Synthesis of anatase TiO2 film by reactive vacuum arc deposition method

TiO₂ in anatase crystalline structure has strong photocatalysis. In this paper, TiO₂ films are deposited on soda‐glass substrate using a Ti cathode vacuum arc with O₂ flow. Experimental conditions are as follows: arc current, 50 A; pressure, 0.3 and 1.0 Pa; O₂ flow rate, 20 ml/min; cathode–substrate distance, 250 mm; bias dc voltage to the substrate, none and –300 V. As‐deposited films are annealed for 60 min under atmosphere and vacuum. The following results were obtained. (1) Deposition rate is 0.07 μm/min. (2) As‐deposited films are amorphous. (3) Films annealed at 250 to 500 °C have an anatase crystalline structure. These results are independent of pressure, bias, and annealing environment. In another process, the films are deposited for 30 min when the substrate holding table is connected to the anode chamber. Experimental conditions are as follows: arc current, 50 A; pressure, 1.0 Pa; O₂ flow rate, 20 ml/min; cathode–substrate distance, 250 mm. Almost 30% of the arc current was observed to flow through the substrate table, and the surface temperature of the table increased up to 450 °C. The reason for this is considered to be that Joule heating occurs when the current flows through the film deposited on the table. The film deposited in this process is dominantly anatase. The above experiments show that anatase TiO₂ film can be deposited on soda‐glass by the reactive vacuum arc method. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 126(4): 12–20, 1999     

电解液对TiO2混合电化学电容器性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备掺杂Ni、C改性的TiO2电极材料,并对材料的晶型结构、表面形貌及比容量、充放电效率、循环性能、阻抗、比能量和比功率等性能进行了研究.使用1mol/L MeEt3NBF4/PC电解液的电容器,具有良好的可逆性和稳定的循环性能.在500 mA/g的电流下,比容量为13.40mAh/g,放电比能量为24.12Wh/kg,比功率为1012.03W/kg.     

PVDF-HFP/TiO2多孔杂化电解质膜的研究

将溶胶-凝胶法与相转化法结合,以偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、钛酸四丁酯为主要原料,制备了PVDF-HFP/TiO2多孔杂化膜,经电解液活化后得到PVDF-HFP/TiO2多孔杂化电解质膜。采用扫描电子显微镜法(SEM)、透射电子显微镜法(TEM)、交流阻抗法等手段对多孔杂化电解质膜的结构和性能进行了测试分析。研究结果表明,与PVDF-HFP多孔电解质膜相比,PVDF-HFP/TiO2多孔杂化电解质膜在微孔结构、离子电导率等方面都有明显的改善;同时,随着TiO2含量的增加,也增大了多孔杂化膜的孔隙率和电导率。     

羰基铁/TiO2薄膜的制备及磁性能

在常压下用溶胶-凝胶法(不用酸作催化剂)制备了羰基铁/TiO2磁性薄膜,薄膜的颗粒尺寸为几十nm.通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)等方法分析材料形貌与微观结构,用振动样品磁强计和Agilent8722ES矢量网络分析仪对其磁性能进行了表征.结果表明,羰基铁粉颗粒表面均匀地包覆非晶态TiO2,钛酸正四丁酯与铁发生了键合作用.包覆后的复合薄膜的饱和磁化强度为163kA/m,矫顽力Hc仅为1.2kA/m.介电损耗型材料二氧化钛与磁损耗型材料羰基铁复合,可调节磁性能.