二氧化钛纳米管阵列的制备及光催化效果的研究

用阳极氧化法制备出高度致密、有序的TiO2纳米管阵列.利用SEM和XRD表征分析纳米管阵列的形貌和结构.分析结果表明:经过450℃退火后的TiO2晶相结构为夹杂少量金红石相的锐钛矿相.以甲基橙在水溶液中的光催化降解为实例,分别研究了TiO2纳米管阵列在可见光和紫外光激发下的光催化性能.实验结果表明:该阵列在紫外光激发下有较高的光催化效率,但在可见光照射下产生降解效果不太明显.     

TiO2纳米管阵列制备及机理研究进展

TiO2是一种重要的无机功能材料,TiO2纳米管阵列在许多技术领域具有广阔的应用前景.本文综述了TiO2纳米管阵列的制备方法如模板法和阳极氧化法,以及不同制备条件得到的纳米管阵列的形貌特征,通过讨论当前对TiO2纳米管阵列形成机理的不同研究结果,说明TiO2纳米管阵列形成过程中阳极氧化电流随时间的变化趋势,以及这种变化对纳米管阵列微结构的影响因素.最后对TiO2纳米管阵列的应用、发展趋势和需要解决的问题作了简要的阐述.     

Ti/TiO_2界面的整流特性研究

采用电化学阳极氧化法在钛片表面构筑了一层结构有序、纳米级的TiO2纳米管阵列膜层,考察了制备电压对TiO2纳米管阵列形貌和尺寸的影响,应用扫描电子显微镜(SEM)对膜层的形貌进行了表征,测量了Ti/TiO2界面的整流特性,研究了TiO2纳米管阵列膜层结构与Ti/TiO2界面的整流特性的关系。结果表明:制备电压对TiO2纳米管阵列的结构起到关键的作用,二氧化钛纳米管之所以具有整流特性是由于Ti/TiO2界面具有类似p-n结的性质。利用二氧化钛纳米管的整流特性,人们可以制备出各种性能优良的材料和器件。     

光阳极结构对染料敏化太阳能电池性能的影响

染料敏化太阳能电池是一种新型的太阳能电池,通常用钛片做光阳极。用钛网代替钛片制备光阳极可组装成一种新型结构的染料敏化太阳能电池。采用电化学阳极氧化法,在磁力搅拌质量分数025%NH4F+体积分数225%H2O+乙二醇电解液作用下,在钛网和钛片表面制备TiO2纳米管阵列。其中,一组阳极氧化后的试样在具有微米颗粒的溶液中超声震荡。将制得的试样做光阳极组装染料敏化太阳能电池,并测试电池性能。用扫描电镜观察TiO2纳米管阵列。研究结果表明:阳极氧化所制备的TiO2纳米管阵列表面有覆盖层,超声处理可移去覆盖层,试样表面露出高度有序的纳米管阵列便于N719染料的灌入,而有效地提高染料敏化太阳能电池的光电转化效率。钛网光阳极组装的染料敏化太阳能电池比相同条件下钛片组装的电池,光电转换效率提高了74倍。     

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%.     

具有三维异质结构的CdSe/TiO_2纳米管阵列薄膜制备及性能测试

首先采用阳极氧化法制备TiO_2纳米管阵列,结合不同的电化学方法制备具有三维异质结构的CdSe/TiO_2纳米管阵列复合薄膜。结果表明:电解液中加入酒石酸钾钠,采用循环伏安法和恒压沉积法都得到了分散性好,尺寸小而均匀分布的CdSe纳米颗粒。特别是采用循环伏安法制备CdSe/TiO_2纳米管阵列薄膜时,得到直径为15～20nm的立方相CdSe颗粒,且均匀地分布在TiO_2纳米管管内和管口,能够充分地利用TiO_2纳米管阵列的三维结构,形成具有三维异质结构的CdSe/TiO_2纳米管阵列复合薄膜。光电性能结果表明测试,这种具有三维异质结构的CdSe/TiO_2纳米管阵列复合薄膜能够充分利用太阳光,并有效地促进光生载流子的分离和传输,呈现出最佳的光电化学性能。     

TiO2/P3HT复合太阳能电池的制备和性能研究

用简单易行的一步水热法在透明导电玻璃FTO上制备了直径、密度及取向可控的TiO2纳米阵列,FTO同时作为底电极,用旋涂法将有机P型聚合物P3HT复合到阵列表面,磁控溅射制备Pt电极,组装TiO2/P3HT有机无机复合太阳能电池.通过XRD、SEM、紫外-可见光谱仪、I-V/J-V特性曲线等表征TiO2阵列薄膜及器件的结构、形貌和光电特性.研究制备TiO2纳米阵列的水热时间及无水乙醇的量对薄膜质量及复合太阳能电池光电性能的影响.通过优化各项参数,FTO/TiO2/P3HT/Pt简单双层结构的光器件在AM1.5,光强100mW/cm2下开,路电压Voc达到0.50V,光电转换效率IPCE达到0.11%.     

有序排列二氧化钛纳米管的制备研究进展

介绍了模板法、在基底物质表面、阳极氧化等3种二氧化钛纳米管阵列制备方法的最新研究成果;同时对钛合金氧化制备复合金属氧化物纳米管阵列和自组装制备特殊功能TiO2纳米管阵列领域的研究进展进行了总结;在此基础上,提出了有序排列TiO2纳米管阵列制备方面存在的问题和今后的研究方向.     

银掺杂TiO_2纳米管阵列的制备及可见光光电催化性能研究

采用电化学阳极氧化法在含Fˉ有机电解液体系中制备出高度有序、管径70nm、管长3~5μm掺银的TiO2纳米管阵列.考察了相关的工艺参数(电解液组成、时间、电压)对TiO2纳米管阵列形貌的影响.以SEM和XRD等技术对样品进行形貌和结构表征.采用目前文献报道较少的Ag对TiO2纳米管阵列进行掺杂,并以EDS和XRD对样品进行分析.以甲基橙溶液为目标降解物,考察不同条件下各样品的光催化性能.     

电压对TiO2纳米管阵列形貌及光电性能的影响

文章以电化学阳极氧化法在氟化铵、甘油电解液中制备了TiO2纳米管阵列,利用扫描电子显微镜观察了不同电压条件下制备样品的形貌。根据I-t曲线、I-V曲线及SEM图像讨论了TiO2纳米管阵列的生长进程和形成过程,并研究了样品的光电性能。结果表明:电压从25V升至55V时,管径、管长分别从40、2 000nm增至100、3 200nm;电压0.2V时,初始氧化层形成;电压升至1.4V,氧化层被击穿;氧化层的形成与场致溶解的相互影响导致在电压2～4V附近电流的起伏;电压大于5V时纳米管开始形成;25V与45V电压下制备的样品具有较好的光吸收和光电性能。     

Efficient inactivation of Staphylococcus aureus by silver and copper loaded photocatalytic titanate nanotubes

One dimensional titanate nanotubes(TNTs) were synthesized by microwave assisted alkaline hydrothermal process. The process was followed by UV-photodeposition of Ag and Cu on the surface of TNTs to enhance the photocatalytic activity in visible light spectrum. The loading of Ag and Cu(single and combination mode)offered a new insight to inactivate multi-drug resistant micro-organisms. The antibacterial properties of these samples were studied on Gram positive bacteria, Staphylococcus aureus(S. aureus) using well diffusion method.The TNTs with Ag and Cu loading showed a clear zone of inhibition after overnight incubation of S. aureus. The bacterial inactivation efficiency of nanoparticles in the visible light was further analyzed by kill kinetics. TNTs with Ag and/or Cu loading showed a significant reduction in bacterial growth. Cu co-loaded with Ag sample showed the highest inactivation efficiency within 90 min of visible light irradiation. To elucidate the mechanism of bactericidal properties of samples under visible light irradiation, the formation of reactive oxygen species(ROS), particularly, superoxide radical anion was determined by nitro blue tetrazolium(NBT) assay and the protein degradation by each samples were measured. Based on overall results, it was observed that the Cu coloaded with Ag on TNTs samples were found to be more effective as compared to either Ag or Cu loaded TNTs. It provides new avenues for utilizing the combination of Cu and Ag for enhancing the antimicrobial efficacies for different nanoparticles.     

Cu3V2O7(OH)2·2H2O纳米片的制备及光吸收性能

以普通无机盐为原料采用沉淀法制备了Cu3V2O7(OH)2·2H2O纳米片.采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的组成和表面形貌进行了表征.紫外-可见光吸收测试显示Cu3V2O7(OH)2·2H2O纳米片具有较宽的紫外-可见光吸收范围,带隙宽度为2.22 eV.     

黄河口日本鳗草(Zostera japonica)在环境胁迫下的光合响应研究

本文针对黄河口日本鳗草面临的水体浊度变化造成的光限制及重金属污染等双重胁迫,综合野外监测和室内控制实验,分别研究了水体浊度、重金属Cu胁迫以及重金属Cu与浊度耦合胁迫下的日本鳗草光合响应特征。研究发现:浊度胁迫、浊度与低浓度重金属Cu耦合胁迫下,日本鳗草叶片叶绿素含量降低,光合色素的合成受到抑制;叶绿素a与叶绿素b的比值较高,这一结果表明,捕光色素复合体II含量低的同时,叶片通过减少对光能的捕获,降低了日本鳗草光合机构遭受破坏的风险;而在单一的浊度胁迫下,随着光化学猝灭系数下降,日本鳗草用于电子传递的能量逐渐减少,光能利用效率降低;随胁迫时间延长,日本鳗草最大光化学效率也出现下降;同样单一重金属Cu胁迫下,日本鳗草对Cu长期处理表现出抗性差,其光合作用也受到较大影响。据此推测,日本鳗草是对浊度胁迫有一定适应性的海草种类,但污染胁迫如重金属Cu对日本鳗草光合作用影响比水体浊度胁迫影响更大。      

黑暗条件下Cu2O/Agx复合催化还原Cr(VI)的研究

采用一步液相还原法合成出系列Cu2O/Agx复合催化剂，使用XRD、SEM、TEM、DRS等分析手段对样品进行性质表征. 结果显示，复合催化剂Cu2O/Ag表面附着大量的纳米金属Ag，形成无数的纳米岛，使得样品的等离子体共振效应大幅增强，导致催化剂在紫外、可见和近红外全光谱区域的光吸收非常强. 在无需超声分散、黑暗条件下Cu2O/Agx催化剂可以有效地还原Cr(VI)，其中Cu2O/Ag0.15样品的催化还原效率最高. 当存在0.01mol/L的柠檬酸缓冲液(pH 5.0)时，100 mg/L的Cr(VI)在黑暗下于30min内被完全还原为Cr3+. 同时对体系催化还原Cr(VI)的机理以及柠檬酸的作用进行了探讨.     

2-取代苯并咪唑在铜表面的成膜过程研究

通过XPS,紫外等方法研究了2-取代苯并咪唑在铜片表面成膜的过程。2-取代苯并咪唑首先与表面铜原子配位成键形成第一层膜,然后通过一价铜离子与2-取代苯并咪唑成键来完成膜的增长。     

Characterization and application of Cu based superhydrophobic catalyst

Superhydrophobic (SH) Copper salt was prepared with the help of three different chemical etching agents and characterized by various analytical techniques like Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, UV–visible spectroscopy, X-ray diffractogram (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and scanning electron microscopy (SEM). The SH nature of the material was confirmed by water contact angle (WCA) measurement. Cu surface with the etching agent was made to produce SH Cu surface. Among the chemical etching agents the system with Cl, F and Si exhibited the SH character. The SH hierarchically structured heterogeneous materials produced were used as a catalyst for the reduction of Cr(VI) and 4-nitrophenol (NiP). The catalytic activities of the materials were compared on the apparent rate constant (k_app) and induction time (T_i). Among the catalyst systems used, the Cu-Trichoropentaflourooctylsilane (TCPFOSi) system exhibited the highest k_app and T_i values.     

Fabrication and photoluminescence of GaN nanowires prepared by ammoniating Ga_2O_3/BN films on Si substrate

GaN has been considered to be the most promising optoelectronic material for such applications as light emitting diodes (LEDs), laser diodes (LDs) as well as high power electronic devices, due to its large direct energy band gap of 3.39 eV at room tempera…     

Fabrication of TiO2 nanoparticles/nanorod composite arrays via a two-step method for efficient dye-sensitized solar cells

Ti O2nanoparticles/nanorod composite arrays were prepared on the F-doped tin oxide(FTO)substrate through a two-step method of hydrothermal and d.c.magnetron sputtering.The microstructure and optical properties of the samples were characterized respectively by means of X-ray diffraction(XRD),field-emission scanning electron microscopy(FESEM)and UV–vis spectrometer.The results showed that the Ti O2composite nanorod arrays possess the nature of high surface area for more dye molecule absorption and the strong light scattering effects.The dye sensitized solar cells(DSSCs)based on Ti O2composite nanorod arrays exhibited a 80%improvement in the overall energy conversion efficiency compared with the pure Ti O2nanorod arrays photoanode.     

树叶状CuO微结构:低温水浴合成、影响因素和光催化降解性能

以CuCl2·2H2O和NaOH为起始反应物,在没有任何表面活性剂或模板的辅助下,于80℃的水浴中恒温60 min,快速合成了树叶状的CuO微结构.利用X-射线粉末衍射仪和场发射的扫描电子显微镜对所得产物的物相和形貌进行了系统的表征,并调查了起始反应物的摩尔比、反应的温度和时间等实验参数对最终产物形貌的影响.实验显示,所得的树叶状的CuO微结构在365nm的紫外光的照射下具有强烈的促进有机小分子降解的能力.这在环境治理与防护领域有潜在的应用.     

UV及UV-H2O2工艺降解阿特拉津的研究

采用紫外（UV）光解工艺及紫外-双氧水（UV—H2o2）联用工艺去除饮用水中内分泌干扰物——阿特拉津，研究了不同影响因素对阿特拉津降解效果的影响，试验结果表明：单独UV光解对阿特拉津有较好的去除效果，阿特拉津光解过程符合-级反应动力学模型．通过提高紫外光辐射强度，可以在短时间内提高阿特拉津的去除率．自来水中有机物及多种离子的存在，会降低阿特拉津的光解速率．UV-H2O2联用工艺对阿特拉津的去除具有协同作用．提高双氧水的初始质量浓度，可以提高光激发氧化反应的速率．辐射强度对阿特拉津降解效果的影响大于双氧水投加量的影响，增加辐射强度比增加双氧水质量浓度更有利于提高阿特拉津的降解速率．