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.     

一种连续产生次氯酸钠的管状电化学反应杀菌器

介绍了一种中试规模的用于原位清洗（CIP）或原位灭菌（SIP）的次氯酸钠连续发生器,其电解槽采用带尼龙隔膜的管式电化学反应器结构,并在钛阳极管的表面采用稀土金属氧化物二氧化钌（RuO2）作为电化学反应的活性催化涂层,文中从反应工程的角度分析了该发生器的性能,试验结果表明,该反应器的电流效率在82％以上,微生物学研究表明,有效氯含量范围内的消毒水可有效杀灭大部分食品工业设备表面所发现的微生物。     

TC4热氧化钛合金内空半球壳体的动态响应

利用有限元程序对TC4(Ti-6Al-4V)热氧化钛合金内空半球壳体进行子弹冲击模拟,基于准静态压缩实验和动态Hopkinson压杆实验数据,研究了径厚比、冲击速度、应变率效应对TC4热氧化钛合金内空半球壳体动态响应的影响,得到了不同工况下的TC4热氧化钛合金内空半球壳体的接触力峰值以及顶点位移.TC4热氧化钛合金的材料模型由实验数据拟合得到的考虑应变率效应和温度效应的Johnson-Cook本构方程描述,其中,实验数据由Hopkinson压杆技术测得.结果表明:接触力峰值和顶点位移均与径厚比成反比;接触力峰值和顶点位移均与冲击速度成正比;考虑应变率效应更能反映TC4热氧化钛合金内空半球壳体的抗冲击能力和抗变形能力.     

钛氧化物还原与钛渣变稠

采用攀钢高炉现场渣经过还原,获得具有一定钛氧化物还原度的炉渣试样,进一步测定样品的粘度和熔化性温度。随着钛氧化物还原度的提高,炉渣的粘度和熔化性温度总体呈上升趋势。用矿相显微镜研究了炉渣的显微结构前用图象分析仪对渣中TiC、TiN进行了定量研究。结果表明,高钛型高炉渣的变稠还与钛氧化物还原生成的TiC、TiN数量有关。因此高炉冶炼过程中用钛氧化物还原度作为判断和控制钛渣变稠的指标能更准确地反映高炉过程特点。     

水热法从含钛电炉熔分渣中制备纳米片状结构二氧化钛光催化剂

采用水热法，以氢氧化钠为分离剂，从含钛电炉熔分渣中成功制备出纳米片状结构二氧化钛光催化剂，并探讨了水热反应时间、水热温度以及碱液浓度对分离提取纳米片状结构二氧化钛的影响．随着水热反应时间的延长，水热温度以及氢氧化钠溶液浓度的提高，从含钛电炉熔分渣中分离提取的二氧化钛结晶度越好，微观形貌更趋近于纳米片状结构．水热法处理含钛电炉熔分渣的最佳反应条件是：水热温度高于180℃，水热反应时间大于24h，碱液浓度达到12mol·L^-1．以制备得到的纳米片状结构二氧化钛为光催化剂，在氙灯光照90min后，甲基蓝降解率可达81．1％．     

利用极化曲线推测中性水溶液中钛合金表面的氧化还原反应机理

对钛合金TC4在中性水和3%NaCl溶液中的极化曲线进行了分析,认为钛合金在中性水溶液中阴极析氢过程中,H 1/2e=1/2H 2为反应决速步骤,阳极氧化过程决速步骤有非整比氧化物TiO1 x的参与.     

铁铬铝合金晶粒长大及合金中稀土元素

研究了不同稀土含量铁铬铝合金,在高温下晶粒长大及界面结构。结果表明:在1200℃以上高温,稀土组元(以La为主)对抑制合金的晶界长大有一定效果,La_2O_3可作为TiN相析出的形核中心,细小TiN质点可在晶界上出现,阻碍晶界迁移;在变温过程中,La向界而扩散,在晶界以La_2O_3形式出现,同时稀土加速氧穿过氧化膜向基体中渗透,导致Al_2O_3及La_2O_3在基体中形成。     

金红石型钛白粉表面包覆氧化铝的形态及机理

探讨了以H2SO4和CH2OHCH2Cl为酸解介质时,氯化法金红石型钛白粉表面包铝的行为及形态特征。利用正交实验研究了包膜过程中,熟化pH、熟化时间以及温度对包铝钛白粉白度的影响。氯化法金红石型钛白粉浆在pH为10时,Zeta电位最大,在水中达到最佳分散,利用H2OHCH2Cl作为酸解介质时,浆液中的均相成核得到显著抑制,钛白粉表面的包膜质量得到明显改善。以稀硫酸作为酸解介质时,随熟化温度升高和熟化时间的延长,钛白粉包覆效果明显改善,白度值明显升高。     

基于ZnO材料的有机-无机杂化太阳电池的光伏性能优化

有机-无机杂化太阳电池是一种由提供电子的有机聚合物和接受电子的无机半导体构成的新型电池,常用的无机半导体材料有纳米氧化锌（ZnO）、二氧化钛（TiO₂）、硫化镉（CdS）等。杂化太阳电池在研究过程中存在一些问题,如电池中电子传输效率差、太阳能利用率低、无机半导体和有机聚合物之间化学不兼容以及由此导致的光电转换效率低等。围绕这些问题,针对以ZnO半导体材料为电子受体的太阳电池,从电子受体材料形貌、电子给体材料种类以及添加不同修饰层等方面论述了电池光伏性能的优化方法,对该电池的未来发展趋势进行了展望。电池性能的优化,为低成本、高效率应用该类杂化太阳电池带来了希望。     

溅射氧化钛薄膜的光学性能及热处理对其结构的影响

常温下采用反应磁控溅射法在K9双面抛光玻璃基底上沉积氧化钛薄膜,通过X射线衍射仪、光栅光谱仪和椭偏仪对氧化钛薄膜样品的光学和结构参数进行测试和分析．结果表明：溅射沉积的氧化钛纳米薄膜呈非晶态;其折射率和消光系数在可见光波段随波长的增大呈指数规律迅速变小,最终趋于一常数,氧化钛薄膜消光系数的平均值很小表明它在可见光波段是透明的;根据所得光学参数计算得到薄膜的透射率在350-800nm光波范围内,与实验测量结果吻合;沉积的氧化钛薄膜样品经过450℃保温6h的退火热处理后,由非晶态转化为晶态．     

多孔阳极氧化钛反射光学性质的研究

利用直流磁控溅射沉积钛膜,以硫酸为电解液进行不同时间的阳极氧化,获得多孔阳极氧化钛(PATO)薄膜.用X射线衍射仪、扫描子显微镜、原子力显微镜分别表征PATO薄膜的结构和形貌特征,用分光光度计测量样品的反射光谱.结果表明,制得的氧化钛薄膜是多晶的Ti10O18;样品的表面有明显的孔洞结构,且粗糙度随着氧化时间的增加而增大.随着氧化时间从10min增加到40,60,90,120min,样品的颜色相应地由蓝色逐渐过渡到黄色、橙色、紫红色和淡紫色.氧化时间为120min的PATO薄膜的在可见光区的折射率低于2.0,孔隙率约为0.32;粗糙的表面及薄膜内部的孔洞增强了光的散射,导致其消光系数大于0.1.     

Ti基六钛酸钾涂层复合材料生物相容性的实验研究

应用小鼠成骨细胞系OCT-1细胞对两种植入性材料(纯钛及钛基六钛酸钾涂层复合材料)进行体外细胞培养,比较二者的生物相容性.结果显示钛基六钛酸钾涂层复合材料的生物相容性和纯钛材料相当;连续培养可提高材料的生物相容性,材料表面的平整程度对其表面细胞生长状况起着重要的作用.     

二氧化钛纳米管的研究进展

鉴于TiO2纳米管优异的光电、催化、气敏等性能已经引起广泛关注,在太阳能电池、光催化、环境净化、气体敏感器等领域有潜在的应用价值,主要综述了TiO2纳米管的现状和最新研究进展情况,并简要介绍了其制备方法、形貌、晶体结构、形成机理及应用。     

高能GO/ TiO2制备及其光催化反渗透浓水性能

为高效率处理反渗透浓水,采用改良Hummers法、水热合成法制备具有良好的吸附以及光催化性能的氧化石墨烯/具有高能暴露面二氧化钛纳米复合材料（GO/TiO2）,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）表征其微观形貌和物相组成;并以模拟反渗透浓水探究其性能、较佳反应条件及具有协同效应。结果表明,纳米材料中二氧化钛粒子的高能暴露面增多,有助于有效地提高其光催化活性,粒子的晶化度有所增加且均匀附着在氧化石墨烯表面,不仅增大了粒子的比表面积,还降低了二氧化钛粒子的宽带隙能,有助于提高其光催化效率;同时,由于氧化石墨烯接收的二氧化钛受激发释放的光生电子的存在,氧化石墨烯对重金属离子的静电吸附能力显著增强,提高了氧化石墨烯去除重金属离子的效率;所制备的氧化石墨烯/具有高能暴露面二氧化钛纳米复合材料具有良好的处理反渗透浓水性能,氧化石墨烯含量为80 mg的纳米复合材料与pH调节至4的模拟反渗透浓水在室温下避光搅拌3 h、光催化反应1.5 h为较佳反应条件,该纳米复合材料的Pb2+、Cd2+、Cr6+去除率分别为32.2%、19.8%、11.7%,具有协同效应。     

Nb搀杂TiO2催化剂结构与光催化性能研究

采用共沉淀法制备了Nb5 搀杂的TiO2光催化剂,使用X-射线粉末衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等技术对催化剂进行了表征,并对样品光催化降解和矿化水体中苯酚的催化活性进行评价.结果表明,Nb5 离子搀杂导致了TiO2晶格参数发生变化,紫外-可见吸收带边向低波长方向移动,带隙能量增加,并在可见光谱区域形成新的吸收带.Nb5 搀杂导致TiO2光催化活性降低.     

在电子传输层中掺杂二氧化钛纳米粒子来提高反式钙钛矿太阳电池的效率

基于CH3NH3PbX3 (X=Cl, Br, or I)材料的钙钛矿太阳电池由于其简单的制作工艺和较高的光电转化效率在近年来吸引了大量的研究。该文报道了在电子传输层（PCBM层）中掺杂二氧化钛纳米粒子从而提高了反式结构钙钛矿太阳电池的性能。通过掺杂二氧化钛纳米粒子,使电子传输层的能级和钙钛矿层的能级更加匹配,从而改善了电子的传输和收集并抑制了正负电荷复合,提高了钙钛矿太阳电池的短路电流密度和填充因子。光电转化效率从原来的12.1%提高到了13.5%。我们的结果表明,在PCBM层掺杂二氧化钛纳米粒子是一种简单有效的提高钙钛矿太阳电池的性能的方法。     

钙离子注入钛表面及其微观分析

目的研究改性后钛表面的结构和化学组成.方法以1×10     

恒电位模式下纯钛阳极氧化膜的形成及结晶特性

以传统的三电极阳极氧化体系为基础,以高纯钛片为工作电极,铂电极为对电极,饱和Ag/AgCl电极为参比电极,在0.1mol/L H2SO4溶液中,采用恒电位氧化法对高纯钛片进行了阳极氧化研究,考查了氧化电位以及氧化时间对TiO2薄膜的形成及结晶特性的影响,并利用扫描电镜-能谱仪,拉曼光谱仪和X射线光电子能谱仪等对所得到的钛表面阳极氧化膜进行了表征.结果表明,当氧化电位、氧化时间分别为6V、60min或者30 V、10min时,所得到的氧化膜中含有锐钛矿型TiO2纳米晶;提高阳极氧化电位、延长氧化时间均有利于钛的各种中间态氧化物向稳定性好的TiO2转化,并有利于阳极氧化膜中锐钛矿型TiO2纳米晶的形成和生长,最终致使氧化物薄膜由含少量纳米晶的短程有序结构转变成以锐钛矿相为主体的长程有序结构.     

云母氧化铁珠光颜料的研究

讨论了利用钛白副产硫酸亚铁为原料制备云母氧化铁珠光颜料的生产方法,分析了云母氧化铁珠光颜料的生色机理,介绍了云母氧化铁的用途和前景、以及国内外研究现状与动态．     

新型钛基二氧化铅电极降解苯胺的试验研究

采用自制钌钛复合氧化物的二氧化铅电极为阳极、石墨为阴极降解苯胺废水，在碱性(pH＝9．0)和酸性(pH＝3.0)条件下分别达到了85．1％、84、9％、实验表明自制的二氧化铅电极对苯胺废水有良好的催化效果，羟基自由基的生成有利于苯胺的降解。