纳米TiO_2薄膜的结构及紫外可见光谱研究

本文以钛酸丁酯[Ti(OC4H9)4]、盐酸和去离子水为原料,采用溶胶-凝胶法和旋转涂膜工艺,在玻璃基片上制备透明的TiO2纳米薄膜。通过XRD测试表明:经500°C退火得到的薄膜上TiO2为锐钛矿晶相而粉末为锐钛矿、金红石和板钛矿的混合晶相。通过对膜进行紫外可见光谱分析,探讨了影响TiO2纳米膜厚度和禁带宽度的各种因素。实验结果表明:溶胶的陈化时间、膜的热处理温度、涂膜层数等都将直接影响二氧化钛薄膜的紫外可见光谱和禁带宽。     

TiO2 纳米薄膜微结构及光催化性能研究

以钛酸丁酯Ti(OBu)4为原料,采用溶胶-凝胶法在普通钠钙玻璃表面制备了TiO2纳米薄膜,用XRD、UV-VIS等技术对薄膜微结构及紫外吸收性能进行了表征,选用食用油光催化降解为模型对TiO2薄膜光催化性能进行了评价。探讨了退火温度对薄膜晶相结构及其光催化活性的影响,450℃退火处理的薄膜呈锐钛矿和金红石型混晶结构,锐钛矿相平均晶粒尺寸为28.8 nm,金红石相平均晶粒尺寸为40.4 nm,700℃退火后为纯金红石相。焙烧温度在450—490℃光催化活性较为理想,480℃附近光催化活性达到最高。涂膜层数增加,光催化活性增强,8层膜的光催化活性最高。     

TiO2薄膜和多孔薄膜的溶胶-凝胶法制备与表征

本文以钛酸丁酯[Ti(OC4H9)4]、去离子水、盐酸和聚乙二醇(PEG)1000为原料,采用溶胶-凝胶法和旋转涂膜工艺,在玻璃基底上制备纳米TiO2薄膜和TiO2多孔薄膜。利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见光谱仪(UV-Vis)对薄膜进行分析表征。结果表明,实验制备的TiO2粉体为锐钛矿晶型,纳米TiO2薄膜的平均粗糙度为17.2nm,TiO2多孔薄膜平均粗糙度为1.55 nm。TiO2多孔薄膜有较高的透射性和光催化活性,可直接用于光催化降解有机物等领域。     

UV-Vis光谱研究Al3+,Zn2+,Cu2+掺杂对TiO2薄膜光学禁带宽度的影响

通过采用溶胶一凝胶法制备了稳定的TiO2溶胶，在此基础上制备了Al^3＋，Zn^2＋，Cu^2＋等金属离子氧化物掺杂的复合TiO2薄膜。采用X射线衍射、紫外一可见分光光度计以及NKD-7000W薄膜分析系统对所得薄膜晶相组成、光学性质以及禁带宽度等进行了表征。结果表明，这些金属氧化物与TiO2的复合薄膜体系中，形成了单一的锐钛矿相TiO2，与纯TiO2薄膜相比，复合薄膜中TiO2纳米粒子平均尺寸在一定程度上减小了。同时，复合TiO2薄膜的光学透过率以及光学禁带宽度均随着添加量的增加而规律性变化。     

溶胶-凝胶法制备亲水性TiO2/SiO2 薄膜的相转变行为研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备了厚度约240nm的亲水性TiO2/SiO2薄膜,用差热分析(DTA)、红外光谱(FT-IR)和X射线衍射分析(XRD)研究了薄膜的热演化过程及晶相转变行为,结果表明:在500℃热处理1h的TiO2膜呈锐钛矿相,TiO2/SiO2复合膜则为非晶态,SiO2的加入使析出锐钛矿晶体所需的温度升高,且提高了TiO2由锐钛矿向金红石结构转变的温度;此外,随薄膜中SiO2含量增多,薄膜的亲水性增强.     

TiO2薄膜和多孔薄膜的溶胶-凝胶法制备与表征

本文以钛酸丁酯[Ti（OC4H9）4]、去离子水、盐酸和聚乙二醇（PEG）1000为原料,采用溶胶-凝胶法和旋转涂膜工艺,在玻璃基底上制备纳米TiO2薄膜和TiO2多孔薄膜.利用原子力显微镜（AFM）、X射线衍射仪（XRD）和紫外-可见光谱仪（UV-Vis）对薄膜进行分析表征.结果表明,实验制备的TiO2粉体为锐钛矿晶型,纳米TiO2薄膜的平均粗糙度为17.2nm,TiO2多孔薄膜平均粗糙度为1.55 nm.TiO2多孔薄膜有较高的透射性和光催化活性,可直接用于光催化降解有机物等领域.     

稀土掺杂对TiO2-SiO2薄膜晶相转变及性能的影响

采用溶胶-凝胶法在釉面砖上制备了均匀的稀土离子La3+掺杂和ce4+掺杂的TiO2-SiO2,光催化薄膜.应用X射线衍射(XRD)和紫外可见分光光度计研究了La3+掺杂和ce4+掺杂对TiO2-SiO2,薄膜晶相转变、光催化性能及亲水性能的影响,用紫外光照射亚甲基蓝的光催化降解实验比较了不同薄膜的光催化性能.结果表明:La3+掺杂后,抑制了TiO2-SiO2薄膜中的TiO2,从锐钛矿向金红石相的晶型转变,显著提高了TiO2-SiO2,薄膜的光催化性能,也提高了其亲水性能;ce4+掺杂后,则促进了TiO2-SiO2,薄膜中TiO2从锐钛矿向金红石相的晶型转变,同时降低了薄膜的光催化性能.     

TiO2薄膜的相变与光学性能

采用射频磁控溅射法在单晶硅片和石英玻璃片上沉积TiO2薄膜.通过X射线衍射、原子力显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见光谱和荧光发射光谱对薄膜的结构、相组成和表面形貌进行了表征.研究了退火温度对薄膜相结构、表面化学组成、形貌及光学性能的影响.结果表明:沉积的TiO2薄膜为无定形结构,经400℃以上退火后的薄膜出现锐钛矿相,600℃以上退火后的薄膜开始出现金红石相,1000℃以上退火的薄膜完全转变为金红石相.随着退火温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,仅在950～l000℃时出现减小,1 000℃退火的薄膜组成为TiOx.随着退火温度的升高,薄膜的透射率下降,折射率和消光系数有所增加.     

纳米金红石型TiO2的制备研究

以TiCl4为原料,通过低温水热处理和高温煅烧两步法得到了金红石型TiO2纳米晶。利用XRD、TEM、BET和紫外一可见光光谱对不同反应条件下制得的样品进行了表征。结果表明,水热温度较高时所得到的前体煅烧后更有利于形成小粒径和高分散的TiO2纳米晶,并且有较高的比表面积。     

Gd,B共掺杂改性TiO_2纳米颗粒的可见光光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了Gd和B共掺杂的TiO2纳米颗粒,研究了TiO2纳米颗粒在可见光下的光催化活性。应用XRD、TEM和UV-Vis等手段对TiO2纳米颗粒的物相、粒径、形貌及光学性能进行了表征。结果表明,掺杂可以抑制TiO2晶粒增长,阻碍TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变。紫外-可见吸收光谱显示,共掺杂纳米颗粒在可见光区吸收有较强提高,共掺杂离子以协同作用拓展TiO2光谱响应,使吸收带产生红移,提高光生载流子的分离效率。光催化降解实验表明,共掺杂TiO2纳米颗粒有很高的可见光光催化活性,以500℃热处理的共掺杂摩尔比为0.005 Gd和0.04 B的TiO2纳米颗粒光催化效果最好,在可见光下对甲基橙的降解率为98.9%。     

酞菁钴磺酸盐在纳米TiO2薄膜上的固载化及对亚甲基蓝的降解作用

合成了单、双、三核酞菁钴磺酸盐[single-nuclear cobalt(Ⅱ)phthalocyanine tetrasulphonates,s-CoPc;bi-nuclenr cobalt(Ⅱ)phthalocyanine hexasulphonates,b-CoPc:tri-nuclear cobalt(Ⅱ)ph...     

相组成对TiO_2薄膜生物活性的影响(英文)

以钛酸正丁酯(Cl6H36TiO4)为原料,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2薄膜。TiO2薄膜分别在300,400,500,600,800℃下于空气中热处理2h。将热处理前后的TiO2薄膜浸泡于模拟体液(simulated body fluids,SBF)中,考察其表面诱导类骨磷灰石形成的能力。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱仪、Fourier变换红外光谱等测试手段表征TiO2薄膜和磷灰石的微观结构。结果表明:原始和经300℃热处理的TiO2薄膜为无定形结构;随着煅烧温度的升高,TiO2由无定形结构向锐钛矿相转变;温度升高至800℃后,锐钛矿相完全转化为金红石相。TiO2薄膜经SBF浸泡7d后,经400,500,600,800℃热处理的TiO2薄膜表面生成含有碳酸根的羟基磷灰石,且其Ca与P的摩尔比为1.52,接近人体骨骼的钙磷比(1.67)。而原始和经300℃热处理的TiO2薄膜无此现象发生,这说明TiO2薄膜的晶型对其生物活性具有重要影响,锐钛矿和金红石相TiO2薄膜均具有诱导磷灰石生成的能力。     

纳米TiO_2的低温制备及晶相控制研究

以钛酸丁酯为前躯体,在低温(40℃)下制备TiO2薄膜,并评价其光催化活性。结果表明,制备的TiO2薄膜不需经过高温处理,就有较好的光催化活性;XRD分析表明,未经过热处理的样品,随着反应温度的提高,得到的TiO2粒径变大,经450℃处理2 h的样品,金红石含量随反应温度提高而减少。醋酸的加入不仅能抑制板钛矿相的生成,而且提高了锐钛矿相向金红石相转变的温度。     

Effect of Substrate Temperatures on Structural and Morphological Properties of Nano-Crystalline Silver Thin Films Grown on Silicon Substrates

The silver (Ag) thin films were deposited on silicon substrates by DC magnetron sputtering method under different substrate temperatures of 100–500?°C. Then the as-deposited films were subjected to annealing treatment. The XRD results revealed that the Ag thin films have a good nanocrystalline structure and a considerable increase in the crystallinity of Ag (111) peak was observed at substrate temperature of 200?°C. The average crystalline size of Ag films varied between 18 and 44 nm which confirms the presence of nanocrystal’s in the films. The AFM and SEM images demonstrated that the grain size and surface roughness of the films are sensitive to substrate temperature during deposition of the films and annealing treatment. The SEM results is in good agreement with the results of XRD and AFM analysis.     

Nitrogen and oxygen annealing effects on properties of aluminum-gallium oxide films grown by pulsed laser deposition

Aluminum-gallium oxide (AGO) films on c-plane sapphire substrates by pulsed laser deposition are described. Both nitrogen and oxygen annealing effects on the structural and optical properties of AGO films are investigated. The AGO film shows an amorphous structure when deposited at low temperatures (≤400 °C) while a crystalline structure at 800 °C. After post annealing at 900 °C, an amorphous-to-crystalline phase transformation for the 400°C-deposited film occurs and shows the preferred β phase. The corresponding optical bandgap also increases from 5.14 eV to 5.41–5.46 eV depending on the annealing ambience. From Raman measurements, the 800°C-deposited AGO sample possesses a more stable O–Ga–O bonding compared to that of the 400°C-deposited one after annealing. Unusually, an evident increase in the nitrogen content is observed for the samples after post annealing at 900 °C in nitrogen atmosphere. The rapid dissociation of oxygen atoms may accelerate the disintegration of crystals and rearrangement, which makes the AGO film adsorb nitrogen atoms and cause the grain size to be significantly reduced. However, the extent of the nitrogen incorporation seems to have no apparent effect on the optical properties. All the AGO films show the optical transmittance over 80% in the ultraviolet–visible region with the calculated bandgaps more than 5.4 eV. Details of the mechanism about the nitrogen incorporation into the annealed AGO films via the oxygen vacancies or micro-pores will be discussed.     

溶胶-凝胶法制备TiO2-SiO2复合薄膜的波导特性研究

研究了采用溶胶－凝胶法制备的ＴｉＯ２－ＳｉＯ２复合薄膜的波导特性。结果表明随着ＴｉＯ２含量和热处理温度的提高,薄膜的波导损耗增大。ＦＴ－ＩＲ光谱,ＸＲＤ和ＡＦＭ分析表明：这种损耗主要来自于薄膜中的微区不均匀和由于薄膜表面的粗糙度增大而产生的光散射的影响。通过航向光谱计算得到了薄膜的折射率和消光系数和色散关系以及它们与工艺之间的关系。     

TiO2 纳米薄膜的制备及降解印染废水的研究

采用sol-gel浸渍法制备了不同厚度的TiO2纳米薄膜，并在不同温度下进行热处理，得到不同团簇颗粒尺寸的TiO2纳米薄膜，同时采用银镜反应使部分薄膜镀银。研究了镀银和未镀银TiO2纳米薄膜对印染废水的降解能力。     

Sol-Gel法制备超细TiO_2粉体条件的研究

通过红外光谱图分析 ,研究了溶胶 -凝胶法制备超细 Ti O2 过程发生的化学物理变化 ,并确定了超细 Ti O2 的生成条件。实验结果表明 :乙醇及水与钛酸丁酯的摩尔比分别为 ( 3～ 9)∶ 1和 ( 2 4～ 2 5 )∶ 1时 ,才能生成稳定的湿凝胶 ;在 5 0～ 60°C,5 .3～ 8.0 k Pa条件下 ,真空干燥 2 4 h,湿凝胶可以转化为干凝胶 ;干凝胶在 5 1 0～ 90 0°C及大于 90 0°C下焙烧 ,分别能得到锐钛矿型和金红石型超细 Ti O2 粉体