文摘辑要

正SnO2/TiO2纳米管阵列对304不锈钢的阴极保护效果2目前,就SnO/TiO复合薄膜对不锈钢的光生阴极保护效果的研究有待深入。以两步阳极氧化法在钛箔表面制备TiO纳米管阵列膜,并将其浸渍在不同含量的SnO溶液中,得到了SnO/TiO复合纳米管阵列材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)研究了其表面形貌、晶型,用电化学方法研究了SnO/TiO复合纳米管阵列     

纯钛表面二氧化钛纳米管阵列结构特征的研究

采用阳极氧化技术在纯Ti表面制备出有序的TiO2纳米管阵列,并通过SEM,XRD,XPS对TiO2纳米管阵列进行表征。结果表明,阳极氧化时间对纳米管的形成有较大的影响。在外加电压为20V,阳极氧化时间为20min时,可制备出长度约480nm、内径约89.90nm、壁厚约7.4nm的TiO2纳米管阵列。经450℃热处理后,可得到锐钛矿型的TiO2纳米管阵列,钛元素以Ti4+氧化态处于八面体的环境中,Ti2p3/2的结合能为459.3eV。     

氧化钛纳米管阵列的表面聚集控制及光电化学特性

采用阳极氧化法在有机介质中制备垂直排列的厚度达百微米的TiO2纳米管阵列,重点考察TiO2纳米管表面形貌特性的控制,以期从微观修饰角度来提高TiO2纳米管阵列膜的光电化学性能;在此基础上,考察不同处理条件下的TiO2纳米管阵列膜的光电化学特性。实验结果表明:采用无水乙醇作为超声液并结合二次蒸馏水进行漂洗能彻底清除纳米管表面聚集堵塞部分,得到清洁、规整有序的纳米管阵列表面,且不破坏纳米管阵列膜的最佳超声振动时间为20～30s。在对纳米管阵列的表面形貌特性进行控制后,采用一步阳极氧化法+无水乙醇超声制备的样品经500℃退火在全谱段的光转换效率达到1.48%,证实对纳米管阵列的表面形貌特性实施控制能有效提高其光电化学性能。     

离子浓度对TiO_2纳米管阵列的影响

采用阳极氧化法在纯钛片表面得到了一种规整有序的TiO2纳米管阵列.利用SEM观察纳米管阵列的形貌,用XRD分析其晶型.并考察了阳极氧化电压、F浓度和溶液的pH值对纳米管阵列形貌和长度的影响.以罗丹明B溶液为目标降解物研究了TiO2纳米管阵列的光催化活性.结果表明,F浓度不仅影响纳米管阵列的形成时间,而且对纳米管阵列的形貌和长度也有一定的影响;溶液的pH值不仅影响纳米管阵列的长度,在很大程度上也影响纳米管阵列的表面形貌.阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列为无定型,在450℃空气中焙烧2h晶相主要为锐钛矿型TiO2,表现出较好的光催化活性.     

钛基材上制备TiO2纳米管阵列电极的电化学性能

在0.5%(质量分数)NH4F/甘油电解液中通过恒压阳极氧化法在钛基体上制备TiO2纳米管阵列.采用循环伏安法、紫外-可见吸收光谱、顺磁共振波谱仪和傅立叶红外谱对TiO2纳米管阵列的表面性能进行了表征.结果表明:TiO2纳米管阵列电极可发生两个光化学过程,测得的电化学激发能?EOH/?OH＞1.643 V,对应的吸收光波长λ＜853 nm;TiO2纳米管阵列电极光化学性能变化是由于在电极表面发生Ti3+与Ti4+转化的过程中形成了·OH.     

有机介质中TiO2纳米管阵列的制备及生物活性研究

用含氟的有机溶剂二甲基亚砜(DMSO)作电解液,通过电化学阳极氧化法,在纯钛片表面制得长度达微米级TiO2纳米管阵列.研究了TiO2纳米管阵列形貌和晶相的转变,并通过模拟体液浸泡研究了其生物活性.采用扫描电镜(SEM) 、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FT-IR)和透射电镜(TEM)分别对纳米管阵列的形貌和物相进行表征.结果表明:在40 V电压下,阳极氧化24 h,可以制得长12 μm,外径170 nm的无定形氧化钛纳米管阵列.300 ℃热处理后,TiO2纳米管表面开始收缩,由无定形向锐钛矿型转变, 温度升到600 ℃时,氧化钛纳米管表面形成较深的沟壑,锐钛矿型开始向金红石型转变,700 ℃热处理后,TiO2纳米管阵列被破坏.生物活性研究表明,具有TiO2纳米管阵列的钛片经热处理后具有良好的生物活性,能在模拟体液浸泡14 d诱导生成厚达13 μm的碳磷灰石层.     

钛合金微弧氧化制备含CNTs涂层的组织结构

为了进一步提高钛合金表面微弧氧化陶瓷层的性能,在硅酸钠基础电解液中添加碳纳米管制得含碳纳米管的微弧氧化复合涂层。通过X射线衍射仪和扫描电镜等手段研究了碳纳米管对微弧氧化涂层的相组成和表面形貌的影响,测量了两种涂层的膜层厚度、表面粗糙度和显微硬度。结果表明:陶瓷层的主要成分为金红石型TiO2和锐钛矿型TiO2,还有少量的SiO2、Ti6O,膜层致密,厚约20μm,含碳纳米管的复合涂层的表面粗糙度较低,显微硬度为680 HV,比基体高1倍多。     

Ag/TiO_2纳米复合材料的制备及结构研究

首先采用化学氧化在块体Ti表面制备出多孔纳米TiO2,随后通过高能离子束轰击实现Ag纳米粒子在TiO2表面的有效固定,最终在Ti表面制备出Ag/TiO2纳米复合材料。采用XRD、SEM及TEM手段对其进行了结构表征。结果表明,化学氧化法可制备出多孔纳米TiO2,其晶粒尺寸为10 nm左右;通过调节高能Ar离子束轰击的时间,可对TiO2晶粒尺寸进行小范围有效控制。     

SnO2/TiO2纳米管阵列对304不锈钢的阴极保护效果

目前,就SnO2/TiO2复合薄膜对不锈钢的光生阴极保护效果的研究有待深入。以两步阳极氧化法在钛箔表面制备TiO2纳米管阵列膜,并将其浸渍在不同浓度的SnO2溶液中,得到了SnO2/TiO2复合纳米管阵列材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)研究了其表面形貌、晶型,用电化学方法研究了SnO2/TiO2复合纳米管阵列对304不锈钢的光生阴极保护特性及耐腐蚀性能。结果表明:TiO2纳米管排列规整,孔径约80~150 nm;以0.5 mol/L SnO2溶胶制备的SnO2/TiO2半导体供给外电路的电子数最高;在紫外光照1 h时,TiO2和SnO2/TiO2均对304不锈钢有一定的光生阴极保护作用;闭光后SnO2/TiO2光生电极在较长时间内维持较低电位,低于其在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位,延时阴极保护作用可以达到8.5 h。     

阳极氧化制备TiO2纳米管阵列电极反应及阻抗研究

为使TiO2纳米管阵列电极更好地应用于太阳能电池中,采取恒压阳极氧化法在质量分数0.5%NH4F/甘油电解液中在钛基体上制备出TiO2纳米管阵列.采用XRD、SEM、电子顺磁波普仪(EPR)、交流阻抗法(EIS)和循环伏安法(CV)研究TiO2纳米管阵列电极的电子传输性能及界面性质,确定各电极反应过程对应的阻抗曲线,计算得出电极的电子传输动力学参数.研究表明,TiO2纳米管阵列电极表面发生三价钛化合物转化成四价钛氧化物的氧化反应,电极电阻明显降低,加速了电极-电解液界面电子扩散速度,有利于TiO2电极表面自由羟基的产生.     

Fabrication, annealing, and electrocatalytic properties of platinum nanoparticles supported on self-organized TiO2 nanotubes

The platinum nanoparticles supported on self-organized TiO2 nanotubes （Pt-TiO2/Ti） were prepared using electrochemical anodic oxidation followed by cathodic reduction. The structure and chemical nature of the Pt-TiO2/Ti electrocatalyst were investigated by X-ray diffraction （XRD） and scanning electron microscopy （SEM）. Both XRD and SEM results indicate the presence of platinum on nanotubular TiO2. The stability of the Pt deposits was also investigated in 0.5 mol/L H2SO4 solution by cyclic voltammetry. The electrocatalytic activity of the Pt-TiO2/Ti catalyst exhibits enhancement effect during electro-oxidation of methanol when annealed to anatase. Successive cyclic voltam- mograms of methanol oxidation on the Pt-TiO2/Ti electrocatalyst shows unique electrocatalytic characteristics when compared to methanol oxidation on the bulk Pt catalyst. This is because of further quick oxidation of adsorbed CO by Pt （111） facets of Pt particles on self-organized TiO2 nanotubes when the formation of an electroactive film onto the working catalyst surface occurs.     

钛膜表面阳极氧化层制备及表征

为了研究钛膜表面阳极氧化层对吸附和解吸氢同位素特性的影响,需制备和表征钛膜表面阳极氧化层.设计了钛膜表面阳极氧化装置,确定了制备厚度不同的氧化层的阳极氧化工艺参数,其工艺简单、易操作;并对阳极氧化层进行了AES深度剖析和XPS化合价分析.其结果如下:在确定的工艺参数下,设计加工的阳极氧化装置能够制备出表面呈彩色的阳极氧化层,而且表面平整、光滑、均匀,与基体金属结合牢固;采用AES深度剖析确定了阳极氧化层的厚度,而且在其它条件相同时,获得阳极氧化层的厚度随着电压、H2SO4浓度和时间的增加而明显变厚的规律;采用XPS研究了阳极氧化层钛的主要价态为 4、 3和 2价,氧化层主要组成为TiO2、Ti2O3和TiO.     

Formation and capacitance properties of Ti-Al composite oxide film on aluminum

Al specimens were covered with TiO2 film by sol-gel dip-coating and then anodized in ammonium adipate solution. The structure, composition and capacitance properties of the anodic oxide film were investigated by transmission electron microscopy (TEM), Auger electron spectroscopy (AES), X-ray diffractometry (XRD) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). It was found that an anodic oxide film with a dual-layer structure formed between TiO2 coating and Al substrate. The film consisted of an inner Al2O3 layer and an outer Ti-Al composite oxide layer. The thickness of layers varied with the number of times of sol-gel dip-coating. The capacitance of anodic oxide films formed on coated specimens was at most 80% higher than that without TiO2. In film formation mechanism, it was claimed that the formation of composite oxide film was mainly affected by the structure of micro-pores network in TiO2 coating which had an influence on Al3+ and O2- ions transport during the anodizing.     

泡沫钛生长二氧化钛纳米管的制备及研究

本文主要研究了泡沫钛孔隙表面生长二氧化钛纳米管的制备方法及二氧化钛纳米管的生长机理。利用与制备多孔陶瓷类似的方式,通过高温真空烧结法,制备了多孔泡沫钛镍合金。对该泡沫合金进行了表面改性,通过阳极氧化法在多孔泡沫钛镍合金的孔隙表面生成了二氧化钛纳米管结构。借助于扫描电镜的观测和分析,对该二氧化钛纳米管的生长机理进行了表征和研究,同时考察了阳极氧化电压和时间对二氧化钛纳米管结构形貌的影响。     

铜掺杂TiO2纳米管阵列薄膜的制备及表征

本文提出了一种磁控溅射和阳极氧化相结合制备Cu掺杂TiO₂纳米管(Cu-TNT)阵列的方法。掺杂后的样品通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对其结构和光电性能做了研究与分析。研究结果表明：Cu以离子形态均匀地掺杂进入TiO₂纳米管中,且为取代掺杂;Cu掺杂对TiO₂纳米管(TNT)的生长具有抑制作用,对TNT的形貌有明显影响;Cu掺杂对TNT晶体生长取向也有明显影响,抑制锐钛矿(101)晶面的生长,使(101)晶面产生晶格畸变、晶面间距变宽并促进锐钛矿(004)晶面的择优生长。瞬态光电流响应分析表明Cu掺杂TNT有利于抑制光生电子-空穴对的复合速率,提高太阳能利用率。     

硼酸钠浓度对镁合金阳极化的影响

采用电压-时间曲线、全浸腐蚀实验、极化曲线法、X射线衍射法（XRD）、扫描电镜（SEM）、能量色散谱仪（EDS）和X射线光电子能谱法（XPS）等方法研究了AZ91D镁合金在含不同浓度四硼酸钠的阳极化溶液中的阳极氧化行为和膜层的成分、结构.结果表明：在文中给定工艺中,AZ91D镁合金的阳极化过程可分为3个阶段：电火花出现之前的致密层生成阶段;少量小电火花出现的多孔层生成阶段;出现较大电火花的多孔膜层稳定生长阶段.阳极氧化过程中,随着阳极氧化溶液Na2B4O7浓度的升高,出现电火花的时间延长,出现电火花时的电压值升高;膜层厚度增加,膜层上的孔径增大.阳极化膜层中主要含有Mg^2＋、O^2-、Si^4＋和B^3＋,主要相结构为MgO、MgSiO3和Mg3B2O6.四硼酸钠浓度对阳极化膜的耐蚀性影响较大,当四硼酸钠浓度为160 g/L时,膜层耐蚀性能最好.     

基于两步法阳极氧化的TiO_2纳米管阵列制备研究

采用低浓度的无机溶剂HF溶液(0.05%,质量分数)对溅射在硅基底上的400 nm钛薄膜进行阳极氧化制备TiO_2纳米管阵列,并利用SEM对制备出的TiO_2纳米管阵列进行表征。实验结果表明,通过优化阳极氧化电压幅值、电压施加方式和氧化时间,均可有效控制纳米管阵列的尺寸和形貌。首先施加0.5 V的低电压28 min,在低浓度的HF溶液中阳极氧化钛薄膜制备TiO_2纳米管阵列,其管径可达120 nm左右。在此基础上,对电压施加方式进行改进,提出两步法施加电压方式,并优化氧化时间,在硅基底钛薄膜上制备出管径为100~270 nm结构紧密有序的TiO_2纳米管阵列,明显优于钛薄膜在有机电解液中氧化制备的管径为70~100 nm的TiO_2纳米管阵列。     

Ti离子注入对Al阳极氧化膜层阻抗性质的影响

对L3纯Al进行了Ti离子注入与阳极氧化,用X射线光电子能谱仪（XPS）分析了阳极氧化膜层的表面成分,利用电化学阻抗谱（EIS）研究了阳极氧化膜的腐蚀行为,结果表明,Ti离子以TiO2的形式存在于Al阳极氧化膜层中,Ti离子的注入并不影响Al阳极氧化膜的非晶结构,Ti离子注入可以使Al阳极氧化膜在酸性和碱性的NaCl溶液中的阻抗参数R明显提高,参数C降低。     

Formation of oxides on copper in alkaline solution and their photoelectrochemical properties

The anodic formation of Cu(I) and Cu(II) oxides on polycrystalline copper in a deaerated alkaline solution is studied using the technique of the synchronous recording of transients of the photocurrent and polarization current. The oxide formation in a currentless mode is analyzed via the synchronous recording of photopotential and corrosion potential. It is found that copper is susceptible to corrosion oxidation due to traces of dissolved oxygen with the formation of a Cu(I) oxide. The preliminary formation of the underlayer of anodic Cu(I) oxide on copper hinders its further corrosion oxidation. It is confirmed that copper oxides Cu₂O and CuO, which appear on copper in both anodic and corrosion modes of formation, are p-type semiconductors. The initial stage of anodic oxidation of copper is characterized by the formation of an intermediate compound of Cu(I), possibly CuOH, which exhibits n-type conductivity. A film of Cu(I) oxide is thin and has a band gap of 2.2 eV for indirect optical transitions. Anodic polarization in the range of potentials of CuO formation leads to the formation of a thicker oxide film, which is a mixture of Cu(I) and Cu(II) oxides.     

Preparation and crystalline phase of a TiO2 porous film by anodic oxidation

Anatase titanium dioxide is an active photocatalyst, but it is difficult to immobilize on the substrate. A crystalline TiO2 porous film was prepared directly on the surface of pure titanium by anodic oxidation in this work. Constant voltage and constant current anodic oxidation were adopted with sulphuric acid used as the electrolyte, pure titanium as the anode and copper as the cathode. The morphology and structure of the porous film on the substrate were analyzed with the aid of Field Emission Scanning Electron Microscopy （FESEM） and X-ray Diffraction （XRD）. The effects of the parameters of anodic oxidation （such as voltage, the concentration of sulphuric acid, anodization time and current density） on the aperture and the crystalline phase of the TiO2 porous film were systematically investigated. The results indicate that the increase of current density facilitates the augment of the aperture and the generation of anatase and mille. In addition, the forming mechanism of anatase and mille TiO2 porous films was discussed.