制备工艺对TiO2纳米结构电极光电响应的影响

以钛酸四丁酯水解法合成TiO2纳米粒子胶体,用玻璃棒滚压涂膜制成TiO2纳米结构电极,研究了不同TiO2纳米结构电极的光电响应,用原子力显微镜(AFM)对电极的形貌进行了表征。结果表明:制备工艺不同,电极的光电响应有很大差异,主要与TiO2纳米粒子的粒径大小和膜的表面状态有关。     

TiO2纳米刺球制备和表征

采用溶胶-凝胶法制备出球形TiO2纳米粒子,通过离心的方法将TiO2纳米粒子从乙醇中转移到水中.在60℃下,将分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和刻蚀剂NaBH4加入到TiO2纳米粒子水分散体系中,经61h的恒温刻蚀反应,制备出TiO2纳米刺球.此外,该刻蚀方法同样被应用于Au@SiO2@TiO2纳米刺球的制备.用扫描电子显微镜(SEM)、动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)及X射线衍射实验(XRD)等方法对TiO2纳米粒子和Au@SiO2@TiO2纳米粒子及其纳米刺球进行表征,进而探索NaBH4刻蚀TiO2的机理.该刻蚀方法所需的设备和实验步骤相对简单,反应条件温和可控,较易实现大批量的TiO2纳米刺球的合成并且也适用于外壳层为TiO2的复合核壳结构纳米刺球的制备.     

（γ-Fe_2O_3@SiO_2）_n@TiO_2核壳复合纳米粒子的性能研究

本文通过简单的方法合成（γ-Fe2O3@SiO2）n@TiO2核壳结构的复合纳米粒子,这种复合纳米粒子是由被硅氧化物包裹的γ-Fe2O3作为磁芯,外层是TiO2壳,形成直径为100nm的球状粒子。把这种复合纳米粒子放入亚甲蓝溶液中,用紫外光进行光分解试验其光催化能力已接近于纯TiO2。当γ-Fe2O3磁芯粒径约10nm时此种核壳复合纳米粒子显示出超顺磁性,超顺磁性的核壳复合纳米粒子可完全解除磁团聚。这就使得在实际应用中以往难以解决的TiO2的分离与回收问题迎刃而解,也使得TiO2功能材料在光催化领域与生物技术领域得到更加广泛的应用。     

纳米TiO2增强聚氨酯弹性体的制备及力学性能

以聚四氢呋喃醚二醇,甲苯-2,4-二异氰酸酯,3-二氯-4,4-二苯基甲烷二胺为原料,采用预聚法合成聚氨酯弹性体,并选用纳米TiO2对聚氨酯弹性体进一步增强,通过对纳米TiO2的表面改性及超声波分散处理来促进纳米粒子在基体中更好地分散,研究预聚体合成温度、-NCO的质量分数W_NCO、纳米TiO2含量及超声波分散对复合材料力学性能的影响.结果表明,纳米TiO2对聚氨酯弹性体的力学性能有一定的提高,通过SEM观察纳米TiO2在弹性体中发生团聚或附聚现象.     

纳米TiO2的光催化行为

利用改进的酸催化溶胶-凝胶法成功合成了TiO2纳米粒子。XRD，TEM技术表征结果表明，TiO2为具有Anatase结构的纳米粒子，其平均粒径为10nm。利用环己烷在其上的光催化氧化，以及反应条件如环己烷的浓度、体系的pH值、水的存在等对光催化的影响，进行了TiO2纳米微粒表面光催化行为的研究。     

Co2+掺杂TiO2-SiO2的制备及其光催化活性

用自组装技术合成了Co2 掺杂的TiO2-SiO2粒子并讨论了其光催化活性.以TiCl4为原料用溶胶-凝胶方法合成TiO2溶胶,样品经SEM,EDS,XRD等进行了表征.实验结果表明:经500 ℃煅烧Co2 掺杂的TiO2-SiO2为锐钛矿型结构,SiO2粒子表面的纳米TiO2具有较好的均匀性和致密性;TiO2的含量随覆盖层的增加而增多;适量Co2 的掺杂可提高TiO2-SiO2的光催化性能.     

纳米TiO2／苯丙复合乳液的合成与表征

研究了在经硅烷偶联剂WD-20接枝改性的无机纳米TiO2粒子存在下的苯丙复合乳液的合成。为了得到最终涂膜硬度较高的乳液,确定了苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯五元单体的苯丙乳液共聚体系。研究了纳米TiO2的加入量对聚合过程转化率的影响,并通过TEM、激光光散射仪和热分析仪对复合乳液乳胶粒的结构及乳液性能进行了测试及表征,结果表明,纳米TiO2粒子均匀地分散在乳胶粒中,呈现以纳米TiO2为核,有机聚合物为壳的核-壳结构;与未加纳米TiO2粒子的乳液相比,复合乳液的热稳定性提高,涂膜耐水性更好,硬度可高达H级,并且具有很好的抗菌性。     

纳米TiO_2/低密度聚乙烯复合体系的流变性

湿法球磨条件下对TiO2粒子表面处理,经HAAKE流变仪测试纳米粒子TiO2/低密度聚乙烯(LDPE)复合材料的流变性,红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM)结果表明:通过球磨法可以获得纳米TiO2粉体,且铝酸酯偶联剂被成功引入到纳米粒子表面。当表面未经处理的纳米TiO2质量分数w=3%时,复合体系流动性变差,而经过表面处理的纳米TiO2明显改善纳米TiO2/LDPE复合材料体系的加工流变性。     

油酸修饰TiO2纳米粒子的原位合成及性能

以TiCl4为主要原料、油酸(OA)为改性剂,通过水热法原位合成油酸修饰的TiO2纳米粒子。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X线光电子能谱仪(XPS)和透射电子显微镜(TEM)对试样进行表征。结果表明:TiO2纳米粒子表面出现了油酸修饰层,且油酸的浓度直接影响到纳米粒子的形貌;随着油酸浓度的增加,棒状晶体含量逐渐增多。当油酸与Ti4+初始摩尔浓度比为0.8∶1时,未发生明显团聚现象,此时,油酸修饰的TiO2粒子的亲油性最好,在有机溶剂中的分散性也达到最佳。     

采用有机碱矿化剂制备钙钛矿型CaTiO3纳米粒子的研究

以四甲基氢氧化铵(N(CH3)4OH)为矿化剂,以Ca(NO3)2和钛酸丁酯的水解产物TiO(OH)2为原料进行水热合成反应,制备CaTiO3纳米粒子.采用XRD和TEM对合成的纳米粒子进行表征.通过对各种反应条件的选择,如前驱体浓度、pH、合成温度和时间,对纳米粒子的大小和形状进行控制.结果表明,在较低的温度甚至在130℃就能形成完整的正交晶型的CaTiO3纳米粒子,并且由于使用有机碱作为矿化剂,合成的纳米粒子纯度高,而且大小均匀.因此,是制备单分散CaTiO3纳米粒子的一个十分有效的方法.     

ZnO纳米颗粒沉积增强TiO_2纳米管光催化活性

采用阳极氧化法制备TiO2纳米管,用光化学沉积法、将纳米管浸没在硝酸锌(Zn(NO3)2)溶液中,在纳米管表面沉积ZnO纳米颗粒.对样品进行了Raman谱、XRD和SEM表征.结果显示,TiO2纳米管为锐钛矿相,沉积ZnO没有改变TiO2的相结构.用甲基橙在紫外光辐照下的降解速率来评价ZnO/TiO2纳米管的催化活性.结果表明,Zn(NO3)2浓度为10-4 mol.L-1时制备的ZnO/TiO2纳米管,其降解甲基橙的活性最高,效率提高40.7%.     

用激光化学反应制备非晶态TiO2及其性质初探

用ＴＥＡ ＣＯ２中激光聚焦辐照ＴｉＣｌ４＋Ｏ２体系，制得了非晶态ＴｉＯ２粉末。对粉末作了ＸＲＤ，ＸＰＳ，ＴＧＡ，ＤＴＡ和ＴＥＭ分析。并研究了制得非晶态ＴｉＯ２的微观过程，讨论了它的一些特殊性质。     

低温制备高催化活性掺磷TiO2溶胶

以四氯化钛和磷酸为原料,在低温下分别制备了纯TiO2和掺磷TiO2水溶胶,通过XRD、TEM、SEM、FT—IR、UV-vis等测试手段进行了表征。结果表明,2类样品中的TiO2颗粒均呈锐钛矿型晶相结构,粒径小于10nm,而且掺磷TiO2比纯TiO2的结晶度更高,颗粒分散更均匀,颗粒也稍大,且禁带宽度和吸光度也有一定的增大。通过光催化降解亚甲基兰实验研究了纯TiO2和掺磷TiO2水溶胶的光催化活性,结果表明,掺磷TiO2水溶胶的光催化性能比纯TiO2水溶胶大约提高了2倍,说明H3PO4的加入促进了TiO2的光催化活性。     

气相燃烧合成TiO2纳米颗粒的形态与结构

建立了CO气相燃烧合成纳米颗粒材料技术，利用TiCl     

壳聚糖改性TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究

摘要:以钛酸丁酯为前驱物,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了壳聚糖(CTS)改性TiO2光催化剂.考察了不同反应条件对溶胶形成的影响及其对甲基橙的光催化作用.结果表明,当去离子水与钛酸丁酯体积比为0.57,乙醇与钛酸丁酯体积比为1.4,二乙醇胺与钛酸丁酯体积比为0.4,pH值根据需要取3～5,水解温度25～35℃,500℃灼烧两小时后CTS完全分解,得到了具有光催化活性且分散性较好的锐钛矿TiO2.光催化实验表明CTS改性TiO2的光催化效果较单纯TiO2的光催化效果有明显提高,60min后甲基橙浓度去除率由32％提高到48％,TOC去除率由14％提高到23％.     

Pt/TiO2的制备、表征及其光催化性能研究

以钛酸异丙酯为前驱体，反微乳法和溶胶-凝胶法相结合制备了TiO2纳米粉末，光还原法在TiO2表面沉积责金属Pt。用XRD、XPS对材料进行了表征。结果表明：TiO2为锐钛矿晶型，平均粒径约17 nm，沉积在TiO2表面的Pt主要以单质形式存在。少量以氧化态Pt^2＋存在。光催化结果表明Pt／TiO2的光催化活性比纳米TiO2大大提高，用荧光光谱讨论了Pt／TiO2光催化活性提高的机理。     

溶胶凝胶法制备TiO_2纳米晶及其光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备含有未掺杂及掺杂Al、B的TiO2纳米晶光催化剂,考察了它们对甲基橙溶液的光降解作用.研究结果表明:焙烧温度从400-800℃的范围内,获得的TiO2晶型几乎都是锐钛矿单相.随着焙烧温度的升高,纳米晶粒的粒径逐渐增大,结晶度逐渐增大.同一种TiO2样品,焙烧的温度愈高(400～800℃),其光催化剂的活性愈好.同一温度下焙烧的掺杂Al、掺杂B、无掺杂的TiO2光催化剂颗粒的平均粒经依次增大,光催化活性的大小顺序则依次减小.     

拉曼光谱应用于TiO_2光催化反应的研究进展

系统介绍了拉曼光谱在TiO2结构表征中的应用及相关原理．作为其他表征手段（XRD、FTIR、TG／DTA等）的互补，拉曼光谱不仅能够判断TiO2中的晶相结构（金红石和锐钛矿）及其结晶度和相变过程，而且有利于阐述各种因素（粒子尺寸、热处理和离子掺杂等）对TiO2光吸收强度和吸收范围、光生电子和空穴的分离、反应物分子吸附等的影响，同时也能够较好解释各种形态（纳米颗粒、薄膜、纳米管等）TiO2的不同光催化性能．     

TiO2纳米颗粒电化学后处理对超级电容器性能的改善

通过水热法以硫酸钛为钛源制备TiO2 纳米颗粒,然后将样品制成电极模拟超级电容器.1)通过SEM观察TiO2 纳米颗粒的微观形貌,其直径大小分布在30～50 nm, 并通过XRD测定TiO2 纳米颗粒的晶相结构为锐钛矿型;2)对超级电容器进行电循环处理,其比电容从10 mF/cm2增长到103 mF/cm2,并达到稳定,说明电循环处理大幅度提高了该样品的电导率;3)CV曲线中观察到一对明显的氧化还原峰,其比电容主要起源于该氧化还原反应. 恒流充放电和CV曲线计算所得比电容基本一致,阻抗谱图谱也清晰地显示了氧化还原反应所对应的极化电阻的存在.     

TiO2薄膜结构特征初探

主要研究了半导体材料TiO2的部分特征,光谱吸收率与TiO2膜厚度成正比,TiO2膜在烧结前呈水合物团块状结构,表面粗糙度大, 空气中烧结后呈等粒或椭圆粒状镶嵌结构, 表面粗糙度比未烧的小,在抽真空加氮气烧结后成等粒状结构,表面较光滑,在空气中烧结的TiO2膜放至光敏染料中泡1 h后呈等粒状结构,表面较光滑.从TiO2光电池器件输出电功率来看,TiO2膜在空气中烧至450 ℃时的电输出的功率比在氮气中烧至530 ℃的高,印刷TiO2膜的丝网目数为500目时,电输出功率较佳.