Cr沉积TiO_2复合薄膜的制备及其可见光催化性能

真空蒸镀法结合溶胶凝胶法成功制备Cr沉积TiO2三层复合薄膜.通过XRD、SEM、UV-vis等手段表征沉积Cr后的TiO2薄膜的结构、可见光吸收性能,以亚甲基蓝溶液为目标物评定其可见光光催化活性.结果表明:该法制备的Cr沉积TiO2复合薄膜,在723 K热处理后,蒸镀的金属层仍然为金属Cr,823 K时被氧化为Cr2O3.不同温度热处理后Cr沉积的TiO2复合薄膜在可见光区均表现出良好的光吸收性.而且随着热处理温度的升高,光吸收性能明显增强.降解实验表明,823 K热处理后的薄膜样品光催化性能最好.在可见光光照射2 h后,对亚甲基蓝溶液降解率接近40%.     

改进型ECAP路径对Al-Mg_2Si原位复合材料组织与力学性能的影响

采用一种结合BC、BA路径特点的改进型路径BC-UD2、在250℃对铸造Al-10.9%Mg2Si原位复合材料进行等通道转角挤压(ECAP)来细化组织、改善Mg2Si增强相形态及分布状态,考察其对力学性能的影响。结果表明:经BC-UD2路径8道次ECAP挤压后,复合材料基体由约100μm发达的树枝晶组织细化为约1.5μm的细晶粒组织;原先粗大的汉字状共晶Mg2Si相被细化为约0.85μm的多边形状颗粒,趋于均匀分布状态,较常规BC路径中Mg2Si颗粒沿基体晶界聚集分布状态有很大改善;经BC-UD2路径挤压后复合材料的抗拉强度由铸态的166.9 MPa增大到331.8 MPa,伸长率由铸态的0.43%增加到23.6%,分别提高了99%和5 400%;同时也比BC路径挤压材料的抗拉强度(297.3 MPa)提高了12%,伸长率(15.15%)提高了56%,综合力学性能显著提高。     

AZ91D镁合金表面覆铝的显微组织及性能

在大气环境中、恒定压力作用下,使用镁铝共晶合金粉末作为连接剂在AZ91D镁合金表面进行覆铝处理.利用扫描电子显微镜分析了铝箔与镁合金结合界面的显微组织结构,通过电化学腐蚀试验及球盘磨损试验对覆铝试样表面的耐腐蚀性和耐磨性进行了测试.结果表明,结合界面由Al_3Mg_2层、Mg_(17)Al_(12)层、镁铝共晶层、镁铝锌化合物层组成,覆铝后试样的耐蚀性、耐磨性较AZ91D镁合金均有提高.     

Fe3+-TiO2薄膜经不同温度退火后的可见光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Fe3+的TiO2薄膜,并在不同温度热处理.用SEM、XPS、UV-vis等分析方法进行结构表征和性能测试,通过降解亚甲基蓝溶液测试其可见光光催化活性.结果表明,723K时掺杂Fe3+的TiO2薄膜已经结晶,粒径为40～50nm.掺杂元素以Fe3+并口Fd2+形式存在于TiO2晶格并取代Ti4+形成Ti-O-Fe键,改变了TiO2的表面态,使TiO2带隙变窄,促进了对可见光的吸收.降解实验结果表明,823K热处理后掺杂铁的TiO2薄膜其光催化活性最好,在25W白炽灯模拟可见光下照射3.0h后,亚甲基蓝溶液的降解率接近30%.     

Ni@C@TiO2核壳双重异质结的构筑及光热催化分解水产氢

合理设计具有出色光吸收和电荷分离与转移能力的纳米催化剂,实现高效的光催化制氢仍然是一个挑战。借助间苯二酚-甲醛树脂(RF)模板和Ar气氛煅烧工艺构建了三元Ni@C@TiO₂核壳双重异质结纳米催化剂,实现了高效热积聚和高通量电荷转移。该体系充分结合了碳层的宽带吸收、Ni纳米粒子(NPs)的等离激元特性以及TiO₂的保护和催化功能。在双重异质结中建立了较大的内部电场,使电荷分离效率提高了2.4倍。得益于Ni@C芯光热效应与Ni/C-C/TiO₂双重异质结的协同效应,从而实现有效的电荷分离和传输,提高了电荷转移速率;核壳结构的构建降低了体系热量损耗,最终实现高效的太阳能光热转换(光热效率78.0%)和光热催化分解水产氢性能(析氢速率为1538μmol·g^-1·h^-1)的提升。稳健的核壳纳米颗粒可以应用到其他光热催化系统的设计中,为开发更高效的全光谱利用型光催化剂提供思路。     

Pd纳米颗粒协同氧空位增强TiO2光催化CO2还原性能

针对TiO₂表面活性位点不足、反应动力学缓慢、CO₂还原产物中碳氢化合物的产率低以及选择性差等问题,研究通过Pd催化氧还原法在缺氧环境中构筑了具有表面氧空位的一维单晶TiO₂纳米带阵列(Pd-Ov-TNB)。通过形貌结构、载流子行为及光催化性能分析,探究了表面氧空位和Pd的氢溢流效应对光生载流子分离传输及还原产物选择性的影响。结果表明,Pd-Ov-TNB的CO₂还原活性强,产物中CH₄、C₂H₆和C₂H₄的产率分别为40.8、32.09和3.09μmol·g^-1·h^-1,碳氢化合物的选择性高达84.52%,在C-C偶联方面展现出巨大的潜力。其一维单晶纳米带结构提高了材料的活性比表面积和结晶度,为CO₂还原反应提供了更多的活性位点,并加速载流子的分离传输。同时,氧空位增强了光生电荷的表面积累,为CO₂还原提...     

CdSe/TiO2复合薄膜的制备及光电性能研究

以SeO2,CdCl2.5/2H2O,H2SO4为原料,采用三电极体系,分别在ITO玻璃和TiO2纳米管阵列基底上沉积CdSe薄膜。研究了不同沉积电压(-0.6,-0.7,-0.8,-0.9V,均相对于SCE)下制备的复合薄膜的晶体结构和微观形貌,并测试了其光电性能。结果表明:制备出的纳米粒子呈不均匀团聚状态;随沉积电压的增大,光吸收增强,光响应电流增大,在沉积电压为-0.8V时复合薄膜的光响应电流达到最大值,但此沉积电压下的薄膜容易剥落。综合考虑薄膜质量和光响应电流,沉积电压为-0.7V时制备的复合薄膜最佳。     

等通道转角挤压Al-Mg2Si合金的组织与性能研究

研究Al-Mg2Si合金经250℃等通道转角挤压后的微观组织与力学性能。维氏硬度及拉伸力学性能测试结果表明:经4道次ECAP挤压后,Al-Mg2Si合金的硬度、抗拉强度和延伸率均显著提高;8道次挤压后合金的塑性进一步提高,但其硬度和抗拉强度却有所下降。扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析表明:经ECAP挤压后,原汉字状或骨骼状Mg2Si相显著碎化,且挤压道次越多,Mg2Si相的破碎效果越明显,合金组织也不断细化。对合金经较多道次挤压后硬度及抗拉强度反而有所下降的原因进行了分析。     

掺杂铂的二氧化钛薄膜光催化性能

用溶胶凝胶法制备掺铂量从0.2 wt%~1.0 wt%的二氧化钛溶胶,在载玻片上以旋涂法制成薄膜,并经823 K保温2 h热处理,用XRD、SEM、TEM、UV-vis等手段,对其组织结构和光学性能进行分析测试;通过紫外光下降解亚甲基蓝溶液测试薄膜样品的光催化活性。结果表明:该方法制得的二氧化钛全部为锐钛矿晶型,颗粒大小较均匀,平均粒径为20~40 nm。掺铂量0.2 wt%时,二氧化钛的本征吸收边从350 nm红移至400 nm,紫外光照射6 h后,亚甲基蓝溶液的降解率是纯二氧化钛的1.6倍。     

具有高度有序氧空位的α-Fe2O3纳米带的制备及光电催化水氧化性能研究

本研究针对α-Fe₂O₃中空穴迁移距离短(2~4 nm)和水氧化动力学缓慢的问题, 通过钯催化氧化法构筑了有序氧空位掺杂的一维α-Fe₂O₃纳米带(α-Fe₂O₃ NBs)阵列, 以提高光电催化分解水产氢性能。采用不同表征方法对光阳极进行形貌、结构分析。结果表明：一维α-Fe₂O₃ NBs表面形成了有序氧空位, 周期为1.48 nm, 对应于10倍的(11¯2)晶面间距。光电化学及产氢性能表明：α-Fe₂O₃ NBs起始电位为0.587 V (vs. RHE), 在1.6 V (vs. RHE)时光电流密度为3.3 mA·cm^-2, 产氢速率达29.46 μmol·cm^-2·h^-1。这归因于引入有序氧空位提高了载流子密度, 促进了空穴的分离传输, 并作为表面活性位点, 促使表面水氧化反应加速进行。