TiO2纳米管的制备方法及其应用

本文综述了TiO2纳米管制备的五种主要方法,水热法、模板法、阳极氧化法、微波合成法及化学处理法,并评述其应用方向。     

表面活性剂对蛋白质变性作用的研究

研究了5种表面活性剂：吐温80（Tween80)，十六烷基三甲溴化铵（CTAB），溴代十六烷基吡啶（CPB），十二烷基硫酸钠（SDS），十二烷基苯磺酸欠（LAS）结牛血清白蛋白（BSA）性质的影响，分别实验了时间，浓度，pH值对BSA的变性作用。结果表明：在表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）附近，室温，中性pH条件下，表面活性剂对BSA的构象有一定的保护作用，可用于泡沫浮选分离蛋白混合物。     

TiO2纳米管阵列的等效电路

通过复阻抗谱方法分析提出了TiO2纳米管阵列薄膜的电路模型.TiO2纳米管采用纯钛板在HF酸水溶液中电化学阳极氧化生成,SEM观测说明TiO2纳米管是结构致密有序的阵列.根据复阻抗测量数据认为阵列薄膜的等效电路是两个RC并联回路组成的串联回路,由此拟合并给出了等效电路元件的各参数值.     

阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列及其表征

采用阳极氧化法在钛金属表面制备出致密有序的TiO2纳米管膜层.利用FESEM、XRD方法研究了不同阳极氧化时间、电解液组成以及退火对TiO2纳米管形貌的影响.讨论了TiO2纳米管的形成机制.     

化学处理法制备TiO2纳米管的研究进展

结合我们最近的研究工作,综述了目前国内外TiO2纳米管化学合成方法研究的最新进展,并对TiO2纳米管的结构、形成机理、应用范围及研究的意义进行了介绍．     

脉冲制备TiO2纳米管及其表征

研究脉冲机制中不同电压和占空比下,交流电源对TiO2纳米管形貌以及光催化性能的影响. 通过脉冲电源,采用不同脉冲电压和占空比,在纯钛基体表面制备TiO2纳米管,并采用扫描电子显微镜 （SEM） 和能量色散光谱仪（EDS） 分析该膜层的表面形貌和元素组成,探究制备TiO2纳米管较优的电压和占空比参数. 采用优化条件下的TiO2纳米管探究其光催化降解甲基橙的性能. 实验结果表明,当脉冲电压从50 V 升高至80 V,占空比为15%时,获得TiO2纳米管表面质量最好,管径随电压的升高而增大;光催化6 h后,甲基橙溶液降解了21.2%. TiO2纳米管可通过脉冲电压阳极氧化法制备,并具有光催化降解甲基橙的能力.     

TiO2纳米管阵列的制备与表征

研究了阳极氧化备TiO_2纳米管阵列过程中电解液中水的含量、阳极氧化时间、阳极氧化电压、退火处理对TiO_2纳米管阵列形貌以及晶型的影响。结果表明:当电解液中水的含量为2%(V/V)时,制得的TiO_2纳米管阵列形貌清晰可见,管口完好无损;450℃退火使纳米管由无定形态转变为锐钛矿相。     

TiO2纳米管的改性及光助催化性能研究

利用水热法制备了两种TiO2纳米管催化剂,用不同浓度硫酸对制备得到的TiO2纳米管进行酸化。结合XRD、SEM、TEM、DRS等手段对制备得到的样品进行物理结构和表面特性分析。结果表明,水热法制备得到的TiO2纳米管径为15nm左右,壁厚2—3nm,长度为40-100nm。以酸性橙Ⅱ为目标物考察了TiO2纳米管及其被硫酸酸化过的TiO2纳米管在石英玻璃反应器的光催化氧化性能。结果表明,在相同的条件下酸化的TiO2纳米管催化活性要远远高于未酸化的TiO2纳米管,这可能是因为S—O键具有很强的诱导效应,使得表面Ti^4＋的Lewis酸性增强,使光生电子一空穴对的分离效率提高,促进光催化反应的进行,即提高了TiO2纳米管的光催化性能。     

溶胶制备方法对玻璃表面TiO2膜性能的影响

采用胶体凝胶法和聚合凝胶法在玻璃表面制备出了TiO2 膜 ,并对膜进行了XRD、SEM、UV -Vis紫外-可见吸收光谱、亲水性的表征和比较 .结果表明 ,两种不同方法制备的TiO2 膜 ,其晶粒尺寸、膜的生长方式、表面形貌、光学性质及亲水性都有所不同 .     

磷酸电解液中TiO2纳米管的形貌及光吸收性能研究

采用阳极氧化法在磷酸电解液中制备TiO2纳米管,通过SEM 和UV-VIS-DRS表征分析,研究阳极氧化电压、氧化时间、煅烧温度、电解液组成等制备条件对 T iO2纳米管形貌和光吸收性能的影响．结果表明,在H3 PO4电解液体系中,阳极氧化法制备 T iO2纳米管的最佳条件为：阳极氧化电压20V ,阳极氧化时间60min ,V（H3 PO4）∶V（NH4 F）＝1∶1,煅烧温度为500℃．此时纳米管管径80～100nm ,在可见区有较强的吸收且吸收边界红移．     

锶离子在纳米TiO2表面单层分散阈值的研究

采用浸渍法制备了表面吸附Sr²⁺ 的锐钛型纳米TiO₂系列样品,通过XRD法和XPS法研究了Sr²⁺在纳米TiO₂表面单层分散的阈值。两种研究方法测得的阈值均为1.0个/nm²,按照密置单层模型计算得到估算阈值为5.3个/nm²,大于所得实际阈值。     

基于FTO的TiO_2纳米管阵列可控制备

采用直流磁控溅射法在透明导电玻璃FTO上制备了表面平整、致密度高的Ti膜,经过在含氟化物电解液中的阳极氧化过程后得到了垂直于FTO的高度有序的Ti O2纳米管阵列.通过调节阳极氧化反应过程中的电压、温度参数,得到了一系列具有不同孔径、壁厚、长径比、管密度的TiO2纳米管阵列,从扫描电镜(SEM)的结果中可以得出,Ti O2纳米管的各项管参数与反应条件电压、温度呈线性关系.其中,氧化电压对纳米管管径起主要影响作用,管内径由49.3 nm至75.3 nm连续可调,而温度对纳米管壁厚起明显作用,管壁厚度从11.6 nm变化到38.1 nm.由此得到的多尺寸TiO2纳米管阵列对前入式光照的光伏器件的应用具有重大意义.     

Synthesis of gold-doped TiO2 nanotubes

Nanostructured materials have been the focus of scientific research due to their unusual physical and chemical properties. Therein, nanoscale TiO2 is one of the most investigated materials owing to its significance for applications in heterogeneous catalysis, nonlinear optical devices, gas sensors and photoelectrochemical solar cells.Many studies have been devoted to the improvement of TiO2 activity by doping noble metals. Among them.     

The hemocompatibility and the reabsorption function of TiO2 nanotubes biomembranes

A novel high-intensity TiO2 nanotubes array membrane was fabricated via electrochemical anodization of highly pure titanium foil and an open-ended TiO2 nanotubes array membrane was obtained by HF gas etching at the bottom of the nanotubes. Pig tubular epithelial cells (LLC-PK1) and vascular endothelial cells (ECV304) were cultivated on the open-ended TiO2 nanotubes surface through a mixing implantation method and TiO2 nanotubes biomembrane materials with physiological function were successfully produced. Hemocompatibility of glass slides, pure titanium, TiO2 nanotubes without cells and TiO2 nanotubes with culture cells were investigated by the plasma recalcification time method and reabsorption of sodium and potassium were measured by custom-designed devices. The results show that the hemocompatibility of the TiO2 nanotubes array membrane with culture cells was superior to the control group, and the biomembrane has an excellent reabsorption function. This demonstrates that a TiO2 nanotubes array membrane has excellent physiological function and is an ideal candidate material for biological dialysis.     

高钛冷固球团矿中全铁和TiO_2联合测定方法的研究

目的确定高钛冷固球团矿(以下简称钛球)中全铁和TiO2联合测定的简便可靠方法。方法采用无水Na2CO3和H3BO3(2+1)混合熔剂一次熔解样品,提取定容后分别移取一定量的试液。全铁采用K2Cr2O7溶液滴定法测定,TiO2采用二安替比林甲烷分光光度法测定。结果通过多种方式对比实验,27组测定结果显示,全铁测定结果绝对误差在-0.30%~0.18%之间,相对偏差在-0.59%~0.35%之间;TiO2测定结果绝对误差在-0.26%~0.40%之间,相对偏差在-2.03%~3.14%之间,表明实验结果准确可靠,完全可以代替传统分析方法;并给出了TiO2含量与吸光度(A)之间的线性关系式:A=1 307.35mTiO2-5.86或者mTiO2=7.649 1×10-4 A+0.004 5,此方程式的线性相关系数R2=0.999 9。结论本法通过一次熔样,可实现全铁和TiO2的联合测定,不仅节省大约2/3单位样品的分析时间,提高了工作效率,而且节约了大量试剂的使用量,降低了分析成本,过程分析准确可靠,可控性强,能够满足企业生产之需要。     

New method for the preparation of adsorbent with high adsorption capacity

Polyamidoamine （PAMAM） is a type of macromolecule having a definite chemical structure and a large number of terminal functional groups. The synthetic approach of the adsorbent with high adsorption capacity involved arching of PAMAM onto cellulose beads by reaction with epichlorohydrin. The product thus prepared had a large number of amino groups of 2.94 mmol/g derived from 0.23 mmol/g epoxy groups on cellulose beads. This method presents an effective method for the preparation of high-loading adsorbents.     

TiO2光催化反应中的吸附机制研究

目的对TiO2吸附O2,H2O以及有机物的机制进行了详细的研究和分析。方法利用模型推断与实证分析相结合的方法。结果得到了TiO2的表面性质以及用作光催化剂处理有机废水中的反应机理。结论TiO2催化剂表面性质、吸附物的种类是影响吸附过程的主要因素。     

TiO2纳米管的水热法合成研究

采用水热法合成了外径约为15 nm、壁厚约为1 nm的TiO2纳米管.通过采用TEM,XRD,TG-DSC等分析手段,对在不同工艺条件下获得的产物进行了表征,并对其光催化活性进行评价.研究结果表明,反应时间和反应温度对样品的结构和光催化活性有较大影响;TiO2纳米管的形成机理可能是氧化钛颗粒在强碱的作用下形成具有层状结构的碱金属钛盐,随着反应的进行逐渐卷曲而形成纳米管,这种自发的卷曲可能是由于弹性形变等多种因素的共同作用下以降低能量使其结构更稳定所致.经过酸处理以后可以得到含有H2TiO3组分的纳米管,该纳米管在300℃热处理后,H2TiO3受热分解转化为锐钛矿型的TiO2.     

Formation of crystalline TiO2 by anodic oxidation of titanium

Formation of crystalline TiO2(anatase) films by anodic oxidation of titanium foils in ethylene glycol(EG) based electrolytes at room temperature has been investigated.By varying the anodizing parameters such as the amounts of water and NH4 F added,applied voltage and anodization time,anodic TiO2 films with different crystalline structures were obtained.Scanning electron microscopy(SEM),transmission electron microscopy(TEM),and X-ray powder diffraction(XRD) characterizations were employed to determine the morphologies and crystalline structures of as-prepared anodic TiO2 films.The results indicate that crystallization of anodic TiO2 films was generally facilitated by high fluoride concentration,high applied voltage and longer anodization time,and the formation of anodic TiO2 films with best crystallinity could only be achieved when optimized amounts of water were added.