C掺杂锐钛矿TiO2电子结构和光学性质的第一性原理计算

基于第一性原理,计算了碳掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构和光学性质.计算结果表明,纯TiO2的晶格参数与实验值以及其它的理论结果符合的很好;碳掺杂TiO2的带隙间出现了三个孤立的非纯态;掺杂TiO2的带隙和结构参数随着掺杂碳的含量和分布方式变化;碳掺杂TiO2可以吸收波长更长的太阳光,有助于提高TiO2的可见光催化活性.     

金属掺杂纳米TiO2多孔薄膜光催化性能的正交试验法研究

以正交表L16(4)5安排实验,考察了金属元素掺杂种类、掺杂量、PEG含量、涂膜层数,及光照时间对纳米TiO2复合薄膜的光催化性能的影响,从而得出最优方案.     

溶胶-凝胶法制备非均匀铅离子掺杂TiO2薄膜

采用溶胶-凝胶工艺在普通玻璃表面制备铅离子非均匀掺杂的TiO2薄膜,运用AFM,XRD,UV-Vis研究了其光催化复合薄膜的表面特征;以光催化降解甲基橙溶液为模型反应,表征薄膜的光催化活性.结果表明非均匀铅离子掺杂TiO2薄膜(PbDx)与均匀铅离子掺杂TiO2薄膜(PbTx)的最佳掺杂Pb/Ti摩尔比均为0.005,PbD0005、PbT0005的最佳降解表观速率常数分别为7.37×10-3min-1 和5.95×10-3min-1,PbD0.005的表观降解速率常数是纯TiO2的2.52倍.文中还从载流子分离效率等方面探讨了掺杂机理.     

阴离子掺杂TiO2气相光催化降解正己烷的研究

利用钛酸丁酯水解浸渍方法制备了多种阴离子掺杂改性TiO2纳米催化剂并作了XRD,BET等表征,研究了它们对气相光催化降解正己烷反应的活性,并和阳离子K 掺杂TiO2、未掺杂TiO2及市售TiO2DegussaP 25作了比较.结果表明,在适当的掺杂浓度下,多数阴离子的掺杂对TiO2的光催化活性略有降低,但仍优于P 25,活性最差的是钾离子掺杂TiO2,H3PO4和NH4H2PO4的掺杂则对TiO2的光催化活性有明显的促进作用.     

掺杂对MoS_2基薄膜微观结构及力学性能的影响

采用磁控溅射沉积技术制备Ti、Si、C和N掺杂的复合MoS_2薄膜,通过X射线能谱仪、扫描电子显微镜Xray衍射、拉曼光谱研究了不同掺杂元素对MoS_2基薄膜成分及微观组织结构的影响,利用纳米压痕仪、球盘式摩擦磨损实验机对比分析了掺杂金属元素及不同非金属元素对MoS_2薄膜力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:MoS_2薄膜中掺杂均可有效抑制MoS_2柱状晶的形成,N原子的添加抑制了MoS_2(002)晶面生长,薄膜向无定型结构转变;Ti原子的掺入使MoS_2薄膜硬度增加,且呈现出良好的摩擦磨损性能;非金属元素Si的掺入有效地提高了MoS_2薄膜硬度,但对薄膜的摩擦性能具有负面影响.     

硬脂酸修饰铁掺杂TiO2纳米微粒制备及光催化性能

采用微乳法制备了铁掺杂TiO2和硬脂酸修饰铁掺杂TiO2纳米微粒,利用红外光谱、XRD等对结构进行表征.以0#柴油为含油模拟废水,对硬脂酸修饰铁掺杂TiO2的制备条件及光催化降解性能进行研究.结果表明,铁掺杂TiO2的光催化活性大于纯TiO2,铁最佳掺杂量为质量分数0.4％.硬脂酸修饰铁掺杂TiO2纳米微粒最佳修饰条件为,在超声波下温度30℃,时间40 min,硬脂酸与铁掺杂TiO2的质量分数6％.硬脂酸修饰铁掺杂TiO2纳米微粒催化降解含油废水效果最佳.     

氮掺杂TiO2的制备及其固定化研究

氮掺杂改性是提高TiO2光催化剂对太阳光利用率的有效途径,本文介绍了具有可见光催化活性氮掺杂TiO2的制备方法,以及氮掺杂TiO2固定化研究.     

溶胶-凝胶法制备La3+、碳纳米管掺杂纳米TiO2及光催化性能

采用溶胶-凝胶法,分别制备了不同掺杂量的La3 掺杂TiO2、多壁碳纳米管掺杂TiO2及La3 与碳纳米管共掺杂纳米TiO2粒子.通过紫外光照射甲基橙溶液的光催化降解实验,研究了掺杂对TiO2光催化活性的影响.实验表明,适量的La3 掺杂可以提高TiO2的光催化活性,最佳掺杂浓度为La3 摩尔分数等于0.08%,碳纳米管掺杂也可以提高TiO2的光催化活性,La3 与碳纳米管共掺杂TiO2具有最高的光催化活性.10%(碳原子的摩尔分数)碳纳米管、0.08%La3 (摩尔分数)共掺杂TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率达到84%,而纯TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率只有约53%.X衍射图谱和透射电镜分析表明,制得的TiO2均为锐钛矿型,晶粒直径约为8～25 nm.     

氮掺杂TiO_2光催化剂的制备研究进展

对氮掺杂TiO2光催化剂的制备方法和研究状况进行了系统的综述,并且详细探讨各种制备因素,如pH值、焙烧温度、焙烧时间等对N掺杂TiO2光催化剂的结构和性能的影响以及结构模型和氮掺杂机理,最后指出氮掺杂TiO2催化剂研究中有待解决的问题及今后的发展方向.     

氮掺杂二氧化钛制备及掺杂机理研究进展

综述了国内外氮掺杂二氧化钛的光催化剂性能及提高可见光响应效率的最新进展,分析了氮掺杂二氧化钛的制备方法和掺杂机理,指出了通过对N掺杂TiO2的掺杂机理进行系统的研究,可以揭示N掺杂TiO2的真实反应机理。     

低合金高强钢焊缝针状铁素体形核问题的探讨

研究结果表明 ,通过向焊缝金属过渡微量的Ti B和稀土元素 ,可以使焊缝获得细小、均匀的针状铁素体组织 .通过透射电镜观察发现 :焊缝中合金元素如果能形成细小、难溶的非金属夹杂物 ,就可以成为针状铁素体的形核核心 ;Ti能形成细小、难溶而弥散分布的化合物 (TiO )质点 ,因而对针状铁素体的形核更为有利 ;针状铁素体由许多亚结构组成 .     

稀土掺杂板钛矿相TiO_2第一性原理研究

基于第一性原理,以板钛矿相TiO2、稀土/板钛矿相TiO2原胞为基本模型,利用MS4.0软件的castep模块结合ATK软件计算了17种稀土/板钛矿相TiO2的态密度、晶体能、能隙等参数。结果表明:除Sc、Y外,其余稀土元素均有利于降低板钛矿相TiO2的能隙,其与4 f电子结构相对应。Sc和Y利于降低板钛矿相TiO2的晶体能,其利于降低合成所需能量。     

粉煤灰负载纳米TiO2的微区分析及应用

粉煤灰的微结构和主要成分决定了粉煤灰的物理、化学性能,直接关系到粉煤灰的综合利用,为了拓展粉煤灰在环境治理方面上的应用,本文采用水法分离得到粉煤灰沉珠,以此为载体利用溶胶-凝胶法负载了纳米TiO2,并且利用XRD,SEM,EDS等手段对原灰、沉珠、负载TiO2的粉煤灰进行了物相、微结构及微区分析.结果表明:粉煤灰主要由莫来石和石英组成,具有多孔结构,其常量元素为Al,Si,K,Ca, Ti,Fe等;在实验条件下负载的TiO2为锐钛矿型,随负载层数的增加,表面的Ti含量升高.光催化降解实验表明:负载有纳米TiO2的粉煤灰有良好的光催化活性,负载层数、降解时间等均对降解率有一定的影响,在适宜的条件下可以使染料酸性黑10B的去除率达到约80%.     

Anatase TiO2 single crystals with a large percentage of reactive facets

Owing to their scientific and technological importance, inorganic single crystals with highly reactive surfaces have long been studied. Unfortunately, surfaces with high reactivity usually diminish rapidly during the crystal growth process as a result of the minimization of surface energy. A typical example is titanium dioxide (TiO2), which has promising energy and environmental applications. Most available anatase TiO(2) crystals are dominated by the thermodynamically stable {101} facets (more than 94 per cent, according to the Wulff construction), rather than the much more reactive {001} facets. Here we demonstrate that for fluorine-terminated surfaces this relative stability is reversed: {001} is energetically preferable to {101}. We explored this effect systematically for a range of non-metallic adsorbate atoms by first-principle quantum chemical calculations. On the basis of theoretical predictions, we have synthesized uniform anatase TiO(2) single crystals with a high percentage (47 per cent) of {001} facets using hydrofluoric acid as a morphology controlling agent. Moreover, the fluorated surface of anatase single crystals can easily be cleaned using heat treatment to render a fluorine-free surface without altering the crystal structure and morphology.     

制备高纯硅所用的碳化稻壳粉的净化研究

研究了碳化稻壳(CRH)的酸浸除杂、超声酸浸除杂,考察了盐酸浓度、酸浸时间、酸浸温度、酸浸液固比和搅拌速度对除杂效果的影响.得到最佳工艺为:CRH粒度在75μm以下、盐酸质量分数为5%、反应时间3h、水浴温度60℃、浸出液固比14∶1、搅拌速度60r/min.在此最佳工艺条件下,CRH中金属元素的总去除率达96.41%、非金属元素的总去除率达66.68%.实验同时也探讨了超声场作用下酸浸时间对杂质去除效果的影响,最终金属元素的总去除率和非金属元素的总去除率分别达到了99.07%和71.77%.     

柳林县金伯利岩地质地球化学特征

根据柳林县尖家沟金伯利岩的岩石学、岩石化学、主量和微量元素地球化学特征分析,提出本区金伯利岩受壳源物质混染较强,与国内各地区典型金伯利岩相比,TiO2含量偏低而Al2O3含量偏高,含有较丰富的稀有和分散元素,并对其含矿性作了简单的评价。     

Microstructural characterization and oxidation resistance of multicomponent equiatomic CoCrCuFeNi-TiO high-entropy alloy

CoCrCuFeNi-TiO was prepared by arc melting of the pure elements and Ti₂CO powder under an Ar atmosphere. Both CoCrCuFeNi and CoCrCuFeNi-TiO alloys are composed of a face-centered cubic (fcc) solid solution, whereas the alloys of CoCrCuFeNi-TiO are basically composed of an fcc solid solution and TiO crystals. The microstructures of CoCrCuFeNi-TiO are identified as dendrite and interdendrite structures such as CoCrCuFeNi. The morphology of TiO is identified as an equiaxed crystal with a small amount of added Ti₂CO. By increasing the amount of Ti₂CO added, the TiO content was dramatically increased and part of the equiaxed crystals changed to a dendrite structure. A test of the oxidation resistance demonstrates that the oxidation resistance of CoCrCuFeNi-TiO is better than that of CoCrCuFeNi. However, as the TiO content increases further, a corresponding decrease is observed in the oxidation resistance.     

石墨相氮化碳基光催化剂研究进展

石墨相氮化碳是一种新型的非金属碳氮聚合物,具有优异的光催化性能。本文总结了近年来氮化碳光催化剂的设计与合成,对如何提高其光催化性能的相关工作进行了归纳总结,包括掺杂非金属元素和贵价金属、构建异质结、染料敏化、形貌调控等,并对石墨相氮化碳基光催化剂的后续应用和未来发展进行了展望。     

二氧化钛光催化活性及其改性研究

介绍用于光催化氧化半导体催化剂的作用原理,综述有关贵金属沉淀、复合半导体、掺杂稀土元素、纳米TiO2等半导体,并对其原理和制备作了简要说明。     

纳米TiO2/SnO2涂层制备与光阴极保护性能

采用溶胶凝胶法与浸渍提拉技术在304不锈钢表面上制备了纳米TiO2/SnO2叠层涂层。用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD）,X射线光电子能谱(XPS)对涂层表面形貌、晶体结构与组成进行了表征。通过测量稳定电位方法研究了涂层的光电化学性能和对不锈钢的光阴极保护特性。结果表明,所制备的纳米TiO2/SnO2叠层涂层表面连续、均匀致密;涂层中的TiO2为锐钛矿型,颗粒呈球形,平均直径约为35nm,SnO2为金红石型;涂层表面与内层均由Ti、Sn、O、C四种元素组成。纳米TiO2表面层与纳米SnO2中间层分别浸渍提拉4次制得的叠层涂层,紫外光照的光电化学效应、储存电子性能与光阴极保护作用最好,紫外光照1h的延时阴极保护作用可达7h。通过研究分析,提出了纳米TiO2/SnO2叠层涂层的光阴极保护作用机理。