纳米TiO2薄膜的制备及其光学特性研究

采用溶胶－凝胶法制备了纳米ＴｉＯ２薄膜,ＸＲＤ研究表明,纳米ＴｉＯ２薄膜随着热处理温度的升高,发生了从非晶状态向锐钛矿相的转变,最后转化为金红石相,ＵＶ－ＶＩＳ、俞 米ＴｉＯ２薄膜的致密度与成膜条件有关,Ｒａｍａｎ表明,随热处理温度的升高,纳米ＴｉＯ２薄膜的振动峰位发生移动,并且谱带明显宽化,表现出尺寸效应。     

纳米TiO2材料的合成与特性

用溶胶一凝胶法制得了纳米晶的ＴｉＯ２粉未，采用热分析、Ｘ射线、透射电镜及红外吸收光谱技术研究了材料的结构及尺寸形貌在不同热处理温度下的变化规律．结果表明：ＴｉＯ２干凝胶粉未在３５０℃热处理后晶态锐钛矿结构开始形成，而粉末的粒径增长缓慢；ＴＥＭ显示平均颗粒大小为２２ｎｍ．当热处理温度高于５５０℃时，ＴｉＯ２晶粒迅速长大，并出现金红石结构的ＴｉＯ２到７５０℃时，样品中所有的晶粒均转变为金红石结构．     

Fe~(3 )-TiO_2复合纳米薄膜的制备及光催化特性的研究

通过射频磁控溅射工艺制备了TiO2复合纳米薄膜并分析了薄膜的结构及光催化特性.退火温度在350-550℃时Fe3 -TiO2复合薄膜均为锐钛矿相,以石英玻璃为基片的掺铁TiO2复合膜在(101)面有一定的择优取向.复合膜晶粒为锥形颗粒,薄膜表面积大于同温度退火时的纯二氧化钛薄膜,晶粒结晶过程中Fe3 替位Ti4 在晶粒中形成分离的P型杂质能级,TiO2的禁带宽度受到Fe3 杂质能级的影响使TiO2复合纳米膜的光吸收阈值有明显的“红移”的现象,在模拟日光环境光催化甲基橙试验中,Fe3 -TiO2复合纳米膜的催化活性高于二氧化钛薄膜.     

用Sol-Gel法制备气敏传感器SnO2薄膜的研究

采用无机试剂（ＳｎＣｌ４．５Ｈ２Ｏ）为原料,用溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－Ｇｅｌ）法制备研制气敏传感的ＳｎＯ２薄膜,研究了ＳｎＯ２薄膜的电阻随掺杂和温度的变化关系,并且用ＸＲＤ对ＳｎＯ２薄膜进行分析,结果表明,掺杂和热处理温度对薄膜晶粒尺寸的大小、薄膜的结构形态均有较大的影响,进而影响薄膜的电导及传感器的灵敏度。     

纳米ZrO2—TiO2复合氧化物微粉的制备研究

研究了用水热法制备纳米ＺｒＯ２－ＴｉＯ２复合氧化物微粉。制备了ＺｒＯ２（Ｃ）－ＴｉＯ２（Ａ）。ＺｒＯ２（Ｃ）－ＴｉＯ２（Ｒ）,ＺｒＯ２（Ｔ）－ＴｉＯ２（Ａ）,ＺｒＯ２（Ｔ）－ＴｉＯ２（Ｒ）四组纳米复合氧化物及无定形的复合Ｚｒ－Ｔｉ水合氧化物。研究了它们的相变和可烧结性。经１４００℃烧结１０ｈ得到了具有９５％理论密度的ＺｒＴｉＯ４陶瓷。     

SiO2基nm复合薄膜制备及微区不均匀性研究

采用溶胶－凝胶工艺制备了ＳｉＯ２基ｎｍ复合薄膜．ＦＴ－ＩＲ分析表明，薄膜中羟基（－ＯＨ）的含量随热处理温度的提高而减少；通入ＣＣｌ４热处理，可以使－ＯＨ含量明显降低．ＳＥＭ及电子能谱显示薄膜中存在亚μｍ的不均匀区域，此区域含Ｃ量较高．经８００℃通氧热处理，不均匀区域的含Ｃ量与均匀区域相同．Ｘ射线衍射的掠入射分析表明，随热处理温度的提高，晶粒尺寸沿膜厚方向的差异增大．     

掺Ho纳米TiO2粉晶的结构及光学特性

采用溶胶一凝胶法制备了掺lat%Ho的纳米TiCl2粉末,并分别在400℃、600℃与800℃下对样品进行热处理,通过XRD和紫外可见吸收测试,对掺杂纳米TiO2粉末的晶体结构与光学性质进行了研究.分析发现掺杂提高了样品的相变温度,减小了样品的晶粒尺寸,使样品的吸收明显增强,光学带隙增加.而且随着热处理温度的升高,样品的晶粒尺寸增大,晶格常数a值减小,c值增大,吸收减小而光学带隙增大.     

TiO2—x纳米粒子薄膜型氧敏元件的性能

以钛酸丁酯和无水乙醇分别为前驱体和溶剂,添加适量稳定剂制成稳定溶胶,用浸涂法在Ａｌ２Ｏ３基片上制备ＴｉＯ２薄膜,经在１０００℃氢气氛下还原制得ＴｉＯ２－ｘ薄膜,通过ＳＥＭ照片发现薄膜颗粒在几十纳米左右,颗粒分布均匀,由ＸＲＤ分析,薄膜的ｘ值在０～０．５之间,实验结果表明,ＴｉＯ２－ｘ薄膜在８００℃下具有良好的氧敏感性和响应特性,薄膜在Ｎ２条件下具有很好的电阻－温度特性。     

高温气溶胶反应器中制备纳米TiO2颗粒的形态和结构

在高温管式气溶胶反应中,利用ＴｉＣｌ４,气相氧化制备纳米ＴｉＯ２颗粒,研究了ＴｉＯ２颗粒的形态和结构特征,实验结果表明氧气预热温度升高,ＴｉＯ２粒子粒径减小,分布变窄,反应气氛中加入ＡｌＣｌ３后ＴｉＯ２粒变得圆整,ＴｉＯ２粒径随ＡｌＣｌ３用量增加而减小,粒子中金红石含量随ＡｌＣｌ３用量增加而增大,反应温度升高时ＴｉＯ２粒子粒度增大,但金红石含量在反应温度为１２００℃时出现最大值,控制反应温度为１１     

Zn_2SiO_4:Mn纳米微晶薄膜的溶胶-凝胶法制备及其光致发光性质研究

以硝酸锌，硝酸锰，正硅酸乙酯，无水乙醇为主要原料，用溶胶－凝胶提拉法制备了Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ薄膜．并利用ＸＲＤ、ＳＥＭ、荧光分光光度计和多频荧光寿命仪等对薄膜进行了分析．结果表明，采用上述先驱物通过溶胶－凝胶过程可获得均匀致密的薄膜．在空气中干燥后于适当温度下热处理可得到纳米微晶Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ薄膜．其荧光寿命从常规粉末材料的的ｍｓ量级缩短至ｎｓ量级     

TiO2-x(V2O5)纳米复合薄膜的光吸收

采用溶胶 -凝胶技术 ,以Ti(C4H9O) 4 和V2 O5粉末为原材料制备了纳米结构的TiO2 -x(V2 O5) (x为V2 O5的质量分数 ,分别为 10 % ,2 0 % ,30 % ,10 0 % )复合薄膜 .采用原子力显微镜观察薄膜的表面形貌 ;使用UV VIS NIR分光光度计测量了复合薄膜在紫外 -可见光波段的透射率和反射率光谱 ,研究其光吸收特性 .实验结果表明 :复合薄膜具有纳米颗粒结构 ;随着V2 O5用量的增加 ,复合薄膜在紫外光区的吸收逐渐增加 ,(αhv) 1/ 2 与hv存在线性关系 ,光学带隙由纯TiO2 的 3.36eV减小为x =30 %时的 2 .83eV ,光学带隙与x满足Eg(x) =Eg(0 ) [Eg(1)-Eg(0 ) -b]x bx2 关系式 ;复合薄膜光吸收边缘红移起因于V2 O5复合后薄膜中定域态宽度的增加 .     

ZnO不同微结构/ZnFe_2O_4复合薄膜光生电荷热动力学与光电性质研究

采用不同方法分别制备出ZnO纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米管4种微结构,以ZnFe2O4为无机染料敏化剂在ITO透明导电玻璃上制备成ZnO不同微结构/ZnFe2O4异质结.XRD检测结果表明,所有复合结构中两种组分都达到了良好的结晶状态;而且,各复合薄膜体系都呈现出了异质结复合结构的光吸收特性,但光吸收性质差异不明显.稳态表面光电压谱测试结果表明,各异质结构都呈现出优于单一组分的光伏响应特性;而且,4种异质结构光伏性质呈现出:ZnO纳米管/ZnFe2O4ZnO纳米棒/ZnFe2O4ZnO纳米线/ZnFe2O4ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4的特点.在较弱正外电场诱导下,复合薄膜仍然保持稳态下的光伏响应特性;随着外电场逐步提高,ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4光伏性质增加非常明显,在+2V电压诱导下,ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4已接近ZnO纳米管/ZnFe2O4的光伏响应强度,并明显高于另外两种异质结构的光伏性质.从光阳极微结构、自由电荷扩散长度、空间电荷区厚度、载流子参数、内建电场和能级匹配几个方面,详细讨论了ZnO/ZnFe2O4异质结中光生电荷分离的影响因素以及光生电荷传输机制.     

磁性纳米Fe_3O_4与Fe_3O_4/TiO_2复合材料的制备

用共沉淀法制备了纳米Fe3O4.TEM及XRD的测定结果表明制备了尖晶石型纳米Fe3O4,VSM结果显示样品具有超顺磁性.在此基础上采用均匀沉淀法制备了Fe3O4/TiO2复合材料,XRD和UV-Vis结果表明制备出双层封闭结构的复合粒子的光吸收带发生了较大幅度的红移,并进入可见光区,同时吸收光强度也明显增大,这对开发日光型催化剂是十分有利的.     

溶胶-凝胶法制备TiO_2薄膜及其光学特性

采用溶胶 -凝胶方法在二氧化硅玻璃基片上制备了TiO2 薄膜 ,通过测量薄膜在紫外 -可见光波段的透射率和反射率光谱 ,对其光学特性和吸收边缘进行了研究 .实验结果表明 ,吸收边缘大约在 35 0nm附近 ,并且随热处理温度的升高 ,吸收边缘向长波方向移动 ,锐钛矿相的禁带宽度比金红石相的禁带宽度高 0 .15eV     

氮掺杂对TiO_2薄膜光学性能的影响

目的研究氮掺杂对TiO2薄膜的折射率、透过率、吸收光谱和光学禁带宽度的影响,寻找最佳的掺N量,通过掺N来提高TiO2薄膜对可见光的敏感度。方法用射频磁控溅射方法在玻璃衬底上,控制氩气和氮气的流量比,生长出不同氮含量的TiO2薄膜。结果适量地掺杂可以提高薄膜的折射率;氮掺杂的TiO2薄膜的光学吸收边发生了明显的红移现象;可见光吸收带中存在肩峰的根本原因是出现了新的氮的2p能级。结论通过适量的氮掺杂可以有效地减小TiO2薄膜的光学禁带宽度,从而提高TiO2薄膜对可见光的响应和太阳光的利用效率,拓宽了TiO2薄膜在太阳能电池、光催化降解及建筑材料等方面的应用。     

Ni2+掺杂TiO2薄膜微观结构及亲水性能

采用溶胶-凝胶法结合浸渍-提拉技术制备Ni2+掺杂TiO2薄膜。利用X线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、X线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)和接触角测试等表征手段,研究Ni2+不同掺杂量对TiO2薄膜的晶型结构、化学组成、氧化态及光学和亲水性能的影响。研究结果表明:Ni2+掺杂TiO2的晶相主要为锐钛矿,随着Ni2+掺杂量的增加,TiO2晶格发生一定的畸变,掺杂TiO2薄膜的吸收边向可见光范围产生不同程度的红移,与水的接触角逐渐减小。10%Ni2+掺杂TiO2薄膜的接触角仅为12°,表现出良好的润湿性,将在新型自洁净建筑材料具有广阔的应用前景。     

ZnFe2O4@SiO2纳米核壳结构的合成及磁性随退火温度的演化

采用水热法合成了直径为10~15 nm的ZnFe2O4磁性纳米颗粒,将ZnFe2O4磁性纳米粒子添加到TEOS中,水解后得到ZnFe2O4@SiO2核壳结构的纳米复合材料,TEM图像证实了复合材料具有直径约为20 nm的核壳结构.制备出的ZnFe2O4磁性纳米粒子和ZnFe2O4@SiO2核壳结构纳米复合材料都表现出了顺磁性,温度低于800 ℃时ZnFe2O4磁性纳米粒子仍然具有顺磁性,温度高达580 ℃时ZnFe2O4@SiO2核壳结构纳米复合材料还是显示出了超顺磁性,这意味着ZnFe2O4和ZnFe2O4@SiO2磁性纳米粒子具有良好的磁稳定性.由于SiO2壳具有很好的亲水性和抗酸性,ZnFe2O4@SiO2核壳结构纳米复合材料未来可应用于磁疗法治疗癌症.     

表面包覆对TiO_2超微粒光学性质的影响

制备了一系列表面包覆油酸的TiO_2超微粒.结果表明,表面包覆油酸的TiO_2超微粒的表观光学带隙(E_s)随着超微粒粒径减小变小;相同粒径表面包覆油酸的TiO_2超微粒的表观光学带隙与表面包覆硬脂酸的TiO_2超微粒几乎相同,但比表面包覆十二烷基苯磺酸的TiO_2超微粒大.     

TiO_2薄膜光催化灭菌性能表征

以日用荧光灯和自然光为照射光源 ,研究了TiO2 薄膜的光催化灭菌性能 ,对比了具有不同紫外 可见吸收边波长薄膜的灭菌性能 .结果显示 ,在日用荧光灯照射下吸收边波长在 384nm的TiO2 薄膜具有较优的灭菌性能 ,而吸收边波长为 2 96nm的薄膜未显示明显的灭菌效果 .在室外自然光条件下 ,薄膜显示了灭菌性能 .