染料敏化TiO2纳米晶电子传递过程的光谱研究

采用溶胶-凝胶的方法制备了具有极性表面的二氧化钛纳米晶,通过紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱分析法研究有机染料对锐钛矿二氧化钛纳米晶敏化的光谱吸收和电子的传递过程.实验表明有机染料敏化的二氧化钛纳米晶在可见光区有非常强的光谱响应,具有荧光的染料发生电子湮灭现象.     

氮掺杂二氧化钛纳米管对染料废水的光催化降解性能

采用水热方法制备氮掺杂的二氧化钛纳米管(N-TiO2)光催化剂并进行光催化降解染料废水实验.结果表明:通过水热法可以制备出结构有序、排列均匀的二氧化钛纳米管;分别用不同体积分数的甲胺、丁胺水溶液为氮源对二氧化钛纳米管进行掺杂,发现用丁胺水溶液[V(丁胺)∶V(水)=1∶3]为氮源的氮掺杂二氧化钛催化剂,当煅烧温度为500℃时,在模拟太阳光下对玫瑰红染料废水的降解率最高,可以达到98%,表明N-TiO2催化剂对玫瑰红染料废水具有较好的光催化效果.     

功能各异的新型砖

防菌瓷砖 日本一家公司针对浴室和厨房内易滋生微生物,推出了一种能自行杀灭细菌的瓷砖。该瓷砖表面涂有一层二氧化钛,并在此涂层上再加一层铜银混合物。当瓷砖层吸收光线时,金属离子便活跃起来,使接触到瓷砖的细菌无法生存。 多功能砖 韩国有家公司开发出一种用粘土和塑料混合制成的具有多种功能的多孔砖,这种多孔砖是将塑料发泡颗粒较均匀地掺入粘土及岭土中,制成砖坯后烧制     

纤维素/二氧化钛复合材料的光催化性研究

通过控制尿素分解速率来改变体系pH的方法,将钛酸丁酯水解的胶体二氧化钛吸附到天然高分子纤维素上,得到纤维素/二氧化钛复合材料.分别以紫外光或太阳光为光源,研究纤维素/二氧化钛复合材料对甲基橙水溶液的催化降解性能.用傅里叶红外光谱仪表征了复合材料的结构.结果表明:二氧化钛与纤维素形成的氢键等分子间作用力使二氧化钛被吸附到纤维素上,复合材料出现787cm 1的O Ti O键的吸收峰.纤维素与钛酸丁酯的较佳比例为20g与4.3mL.在紫外光照射100min下,复合材料对甲基橙水溶液的光催化降解率为100%;在太阳光照射150 min,复合材料对甲基橙水溶液的光催化降解率为81%;复合材料可反复降解甲基橙水溶液5次.本实验合成的纤维素/二氧化钛复合材料具有可完全生物降解、能利用太阳光、反复催化降解甲基橙水溶液的特性,可应用于处理甲基橙等染料废水.     

一种CTP用红外吸收菁染料的合成

在热敏CTP(computer-to-plate)版材中,染料在曝光时会把光能转化成热能,使产酸源迅速产酸,从而使两种酚醛树脂在酸的催化作用下迅速交联.因此染料的热转化率会直接影响到版材的性能.本文介绍了在我实验室所用染料的基础上进一步合成出吸收在830 nm的另一种菁染料,确证了其吸收峰,并将其应用于热敏CTP版材,证明版材的敏度得到提高.     

一种菁染料在溶液中的聚集状态研究

用分光光度法记录了一种菁染料在不同溶剂中的吸收光谱，研究了染料浓度，溶剂性质，外加盐离子和温度对染料聚集状态的影响。在适当条件下可以获得所需要的染料聚集状态。     

用于Gr tzel型太阳能电池的二氧化钛膜研究

综述了用于Gratzel型太阳能电池的纳米二氧化钛膜研究进展。指出提高纳米二氧化钛的比表面积、改善二氧化钛膜的表面结构可加强其吸附单分子层染料及传输电子的能力,可有效提高Gr?tzel型太阳能电池的光电转化效率。     

一种在室温下制备柔性太阳能电池的新方法

纳米二氧化钛染料敏化太阳能电池(DSSC)由于具有理论转换效率高，透明性高，制备工艺简单，成本低等众多优点．近年来成为世界各国争相开发研究的热点。本文介绍了太阳能电池的类型及其优缺点，着重介绍了纳米二氧化钛染料敏化太阳能电池的结构和工作原理及其制备工艺。     

用于Gratzel型太阳能电池的二氧化钛膜研究

综述了用于Graetzel型太阳能电池的纳米二氧化钛膜研究进展。指出提高纳米二氧化钛的比表面积、改善二氧化钛膜的表面结构可加强其吸附单分子层染料及传输电子的能力，可有效提高Graetzel型太阳能电池的光电转化效率。     

静电纺丝制备铕掺杂二氧化钛纳米纤维及其光催化性能

采用静电纺丝法,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、冰乙酸、无水乙醇、硝酸铕和钛酸四丁酯为原料,制备不同浓度铕掺杂的二氧化钛纳米纤维,用扫描电子显微镜(SEM)、X线粉末衍射仪(XRD)来表征二氧化钛纳米纤维的形貌、组成和晶型.结果显示二氧化钛纳米纤维煅烧之前直径为300~400 nm,煅烧后直径为200~300 nm,呈锐钛矿型. 以酸性红3R染料作为目标污染物,在太阳光模拟器下进行光催化实验,找出最佳铕掺杂浓度,然后利用最佳铕掺杂浓度的二氧化钛纤维降解不同pH值的酸性红3R溶液,找到染料的最佳pH值,结果发现:当铕掺杂摩尔比为1%,pH值为3时,40 mg二氧化钛纤维经过25 min即可将40 mg/L的酸性红3R染料降解98%以上.     

锐钛矿型TiO2纳米粒子的形态对其光催化性能的影响

以异丙醇钛为钛源、三乙醇胺为稳定剂,采用凝胶-溶胶法通过改变体系的pH值合成了从颗粒状到棒状形态径向比逐渐增大的锐钛矿型TiO₂纳米粒子。通过不同形态的TiO₂在紫外灯下光催化降解阳离子型染料亚甲基蓝(MB)、孔雀石绿(MG)、罗丹明B (RB)与阴离子型染料甲基橙(MO)、刚果红(CR),探究TiO₂的形态对其光催化性能的影响。研究结果表明：随着棒状二氧化钛纳米粒子的径向比的增加,其对碱性阳离子染料的光催化活性随之升高,而对酸性阴离子染料的光催化活性则随之降低。在阳离子染料中对MG的降解率最为显著,紫外光照2 h内降解率可达100.0%;而在阴离子染料中对CR的效果最好,紫外光下照射2 h后的降解率可达68.0%。通过对比二氧化钛的形态,可见二氧化钛纳米粒子的各个晶面中c面所占比例大小决定了TiO₂纳米粒子的选择性吸附,从而影响其光催化性能,而其中同种类型染料的降解速率的不同与染料自身结构有关。     

海藻酸钠负载Ru掺杂TiO2太阳光催化降解染料废水

采用溶胶-凝胶法制备钌掺杂型二氧化钛,并用海藻酸钠固定化制成凝胶微球.以甲基橙为模拟染料废水,太阳光作为能源,研究钌离子的掺杂量、催化剂用量、甲基橙初始浓度和光照时间对掺杂二氧化钛的光催化性能的影响.结果表明,掺杂钌能明显改善二氧化钛的可见光催化性质.钌掺杂质量分数为1.5%,催化剂用量为3.0 g/L,甲基橙初始浓度20.0 mg/L条件下,染料溶液的降解率达90%.     

基于Lindqvist型多酸杂化物染料敏化太阳能电池光敏剂的理论研究

基于实验合成的C280,设计了5种Lindqvist型六钼酸盐有机无机杂化物染料。采用含时密度泛函理论(TDDFT)方法系统研究了这5种染料体系的吸收光谱,电子转移特征和光电性能参数。计算结果表明,该类多酸基染料符合n型染料的基本条件,相比于染料C280,多酸基染料在太阳光谱的范围内均表现出宽而强的吸收,且该吸收主要是由多酸的引入而引起的。可以预测该化合物染料具有优异的光电性质,有望设计合成性能优异的光敏染料。     

不用擦洗的自洁玻璃

日本苏打公司和东京大学联合研制成一种自洁玻璃,从此人们不用为擦洗玻璃而伤脑筋。这种玻璃的表面涂敷了一层叫做“光触媒”的透明膜,它的主要成分为二氧化钛。当紫外线照射到玻璃上时,二氧化钛便发生变化,产生一种强大的氧化力量,使有机灰尘的分子分解为     

染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极的研究进展

介绍了染料敏化太阳能电池(DSSC)的结构和工作原理,针对目前全世界关于染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极的改性进展进行了综述. 目前,TiO₂薄膜改性手段主要包括:表面处理、离子掺杂、半导体复合、微观有序空间结构、多孔化结构、贵金属沉积等. 改性二氧化钛光阳极是为了减少阳极和染料之间的界面阻抗以提高DSSC的光电转换效率. 最后对DSSC中光阳极改性的发展趋势和应用前景做了期许和展望,提出工程设计微观有序TiO₂光阳极结构、更大程度地开发TiO₂光阳极的制膜工艺、发挥各种手段的优势互补协同作用是未来染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极改性的方向. 对TiO₂光阳极界面之间的电阻和电子传输的机理进行更深层次的研究和探讨对染料敏化太阳能电池的工业化是非常必要的.      

铁酸钴掺杂的二氧化钛结构相变及光催化降解曙红的活性

分别采用溶胶-凝胶法和共沉淀法合成了二氧化钛和铁酸钴初始粉体,并将二粉体在一定的比例范围内进行复合,获得不同铁酸钴含量的二氧化钛基光催化剂.研究了铁酸钴掺杂对二氧化钛"锐钛矿→金红石"的结构相变及光催化降解曙红染料活性的影响.结果表明,铁酸钴的掺杂可抑制二氧化钛的相转变,而且可以拓宽二氧化钛的光谱响应范围至可见光区.在适量掺杂的情况下,铁酸钴掺杂的二氧化钛基光催化剂的光催化活性优于没有掺杂的样品,铁酸钴的最佳掺杂摩尔分数为0.5%.     

固态染料敏化二氧化钛纳晶薄膜太阳能电池的研究进展

固态染料敏化太阳能电池是目前能源研究的热点领域之一。我们设计并合成了一系列含有不同特性基团(如柔软的高分子链、可现场固化基团和高电导的离子液体基团)的高分子固态电解液应用于染料敏化太阳能电池;同时,结合理论模拟计算得出的二氧化钛纳晶薄膜工作电极和对电极的光散射效应与光限域效应能提高电池的光吸收效率,二氧化钛纳晶薄膜孔隙率的增大能增加固态电解液在膜内的渗透和扩散,对工作电极和对电极进行结构优化可得到高光电转换效率的固态染料敏化太阳能电池。     

P、Bi掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理研究

针对纯的锐钛矿二氧化钛(TiO_2)禁带宽度较高,不能吸收大部分可见光的问题,采用基于密度泛函理论的第一性原理,计算了P、Bi掺杂锐钛矿相二氧化钛的态密度和光学性质。研究结果表明:纯锐钛矿相二氧化钛禁带宽度计算值为3.22 eV。P、Bi单掺或者共掺均会降低二氧化钛的禁带宽度,P、Bi共掺禁带宽度为1.83 eV,大大提高了锐钛矿相二氧化钛对可见光的吸收。     

吡啶菁衍生物键合于单晶硅表面的研究

用化学方法将两种光敏染料２，４－吡啶等衍生物及噻－４’－吡啶等衍生物分别键合于单晶硅表面，对所得键合光敏染料之硅片进行了拉曼光谱及ｘ－射线光电子能谱的测试，结果表明：两种光敏染料都被键合在单晶硅表面。同时，测定了用键合了光敏染料的半导体硅片制成的Ｉｎ／染料／ｎ－Ｓｉ多层结构器件的光谱响应，与无覆盖抗反射膜的硅ｐ－ｎ结光电池的光谱响应曲线相比较，发现除在６５０ｎｍ处出现对应于硅衬底的吸收峰外，在短波范围内出现与光敏染料的最大吸收相对应的吸收峰。由此可见光敏染料的键合可拓宽半导体硅的光谱响应。     

作为生物探针的噻唑橙类化合物的合成及光谱性质研究

以6-甲基-2-氨基苯并噻唑为原料,合成了噻唑橙染料的一个衍生物,并比较了它与其他两种噻唑橙类染料的光谱性质,讨论了取代基的引入对于染料光谱性质的影响.结果表明,与噻唑橙相比,在分子中引入甲基后,染料的最大吸收波长发生红移;与蛋白结合后最大吸收波长红移,荧光最大波长蓝移.