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。     

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。     

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.     

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.     

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.     

钛基TiO_2纳米管光电极制备及性能研究

采用阳极氧化法在不同电解液中制备TiO2纳米管光电极,通过SEM、UV-VIS-DRS、XRD表征TiO2纳米管阵列,考察氧化时间、煅烧温度、电解液组成对TiO2纳米管形貌和尺寸的影响。结果表明:TiO2纳米管的形成需要一定的氧化时间,其光吸收性能随着氧化时间的增加而提高。在NH4F+H2SO4电解液中制备的TiO2纳米管管径在100~110 nm之间,对紫外-可见光的吸收高于在NH4F+H2C2O4、HF+H2SO4和HF三种电解液体系中氧化的纳米管。相同条件下,对在NH4F+H2SO4电解液中制备的TiO2纳米管光电极进行亚甲基蓝溶液的光电催化实验,降解30 m in脱色率达到80%,其催化效果是单纯光催化的1.3倍。     

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。     

纳米材料在气敏传感器上的应用现状研究

气体传感器在各个领域中都得到了广泛的应用。理想的气敏传感器在性能上应该有如下的优点:灵敏度高,选择性好,功耗低、长期工作情况下稳定性好、成本低等。然而,实际的气敏传感器由于材料、制备工艺等各种因素的限制,往往不能很好的满足应用的需求。因此,人们一直都致力于改善其性能的研究。而纳米材料的独特表面特性为气体传感器的性能改善提供了良好的机遇。文中将重点对纳米材料和技术在气敏传感器上的应用现状进行详细地讨论。     

TiO2纳米管制备方法的研究进展

对目前常用的TiO2纳米管的制备方法,即模板法、阳极氧化法、水热法,进行了比较和讨论.对所制得的产物在形貌、结构及光催化性能方面进行了描述和分析,展望了TiO2纳米管制备方法的研究方向和前景.     

TiO2纳米材料的水热法制备、表征及其光催化的研究进展

综述了近年来有关以TiO2纳米材料对污染物进行光催化降解作用的研究进展。讨论了TiO2的水热法制备及结构表征，阐述了纳米TiO2在紫外光和可见光下的光催化机理及其各方面的应用。     

以杂多酸盐做催化剂合成双环戊二烯羟乙基醚中间体

分别以浓硫酸、氟硼酸和自制的固载杂多酸盐TiSiW12O40/ TiO2 做催化剂,以双环戊二烯(DCPD)和乙二醇为原料,催化合成了双环戊二烯羟乙基醚中间体,并用红外光谱对合成的中间体进行了表征.结果表明:与标准中间体双环戊二烯羟乙基醚有相同的基团;固载杂多酸催化剂对酯化合成有很好的催化效果且具有无污染、可重复使用等优点.     

电解法生产低钛铝合金的可行性研究

研究了电解质中加入少量TiO2生产低钛铝合金的可行性并进行了工业化生产试验.结果表明,在电解质中添加少量TiO2对电解槽工艺参数没有影响;Ti对合金晶粒尺寸具有明显的细化效果;电解法生产低钛铝合金在理论上和生产上都是可行的.     

污染物纳米二氧化钛对污泥厌氧溶解性及产气效率的影响

在连续流反应器中探究了纳米二氧化钛(TiO_2 NP)对污泥厌氧溶解及产气的影响。实验结果表明TiO_2 NP对污泥厌氧消化的影响与TiO_2 NP的浓度有关,低浓度TiO_2 NP对污泥的溶解及产气影响不明显,然而高浓度TiO_2 NP严重抑制污泥溶解及甲烷产量。当TiO_2 NP的浓度由0增加至200 mg/L时,甲烷产量由161 mL/g挥发性悬浮固体(VSS)下降至124 m L/g VSS。机理分析表明高浓度TiO_2 NP能够抑制关键酶的活性并对产甲烷化产生严重的抑制作用。     

阳极氧化温度对TiO_2纳米管双室光电特性与产氢性能的影响

使用阳极氧化法,在含氟乙二醇电解液体系中制备出高度有序的TiO2纳米管阵列,并将其运用于双室光电解池中,在无任何外加电压条件下制备氢气.通过光催化制氢及光电化学性能测试,系统性地研究了不同氧化温度对TiO2纳米管产氢速率,光电流密度与光电转化率的影响.实验结果表明,TiO2纳米管的光电催化性能受氧化温度影响,并随氧化温度的降低而升高.40℃下制备的TiO2纳米管产氢速率为0.8 m L/（cm^2·h）,当温度降低至15℃时,TiO2样品产氢速率升高至2.3 m L/（cm^2·h）,单位面积产氢量增加1.87倍.     

敏化光催化降解曙红Y染料的研究

分别研究了TiO2溶胶体系和Fe2O3-TiO2复合溶胶体系在太阳光照射下对曙红Y染料的光催化降解作用.实验表明,通过窄能带隙的Fe2O3纳米粒子和TiO2耦合,不仅能将TiO2的光吸收延伸到可见光区域,而且提高了电荷分离的效率,因而这种复合粒子体系比单一的TiO2体系具有更高的光催化活性,能有效地提高光催化降解作用.     

A kinetic model for describing effect of the external surface concentration of TiO_2 on the reactivity of egg-shell activated carbon supported TiO_2 photocatalys

The porous support supported TiO2 is considered to be the promising photocatalyst due to the fact that it is easily recovered from water and has high capacity to mineralize pollutants. Obviously, the expected structure of this kind of photocatalyst is egg-shell, that is, TiO2 is mainly on the external surface of the porous support. The reactivity of the supported photocatalyst strongly depends on the concentration of TiO2 on the external surface of the porous support. In this study, a kinetic model was developed to describe the effect of the external surface concentration of TiO2 (CESC) on the reactivity of egg-shell activated carbon (AC) supported TiO2 photocatalysts. It was found that the obtained model precisely described the effect of CESC, on the reactivity of TiO2/AC photocatalysts. This study can be used to deeply understand the performance of TiO2/AC catalysts and to provide valuable information on designing efficient supported TiO2 photocatalysts.     

Preparation of porous nanocrystalline TiO2 electrode by screen-printing technique

Different paste has been used for preparing porous TiO2 thin film by screen-printing technique, the main component of it comes from commercial TiO2 P25 power. The dye-sensitized solar cell based on this TiO2 thin film without further chemical treatments exhibits high overall conversion efficiency of 5.81%―6.70%, even with low TiO2 content and thin film thickness. The experimental repeatability is nice and the properties of the films are uniform.     

p-n型Cu2O-TiO2复合可见光催化材料的研究进展

半导体光催化剂TiO2由于其无毒无害、稳定性好、催化活性高等优点而备受关注,但其较宽的禁带宽度遏制了对太阳光的利用率,并且量子效率低.为了提高二氧化钛的光利用率,可通过与Cu2O复合对其改性,并形成p-n型异质结光催化剂.因其特殊的能带结构和载流子输送特性而备受关注.详细介绍了Cu2O-TiO2光催化剂的特性、研究现状以及应用领域,并对未来的研究方向进行了展望.     

纳米TiO_2光催化性能的研究

应用低温热分解法制备锐钛型纳米 Ti O2 ,以主波长为 2 54nm的紫外灯作为光源 ,研究了纳米 Ti O2 对邻硝基酚的光催化降解规律 ,并与普通 Ti O2 进行了对比。结果表明 ,纳米Ti O2 表现出很高的光催化活性 ,降解邻硝基酚的速率约为普通 Ti O2 的 1倍以上 ,其降解过程符合一级动力学规律     

粉煤灰负载纳米TiO2的微区分析及应用

粉煤灰的微结构和主要成分决定了粉煤灰的物理、化学性能,直接关系到粉煤灰的综合利用,为了拓展粉煤灰在环境治理方面上的应用,本文采用水法分离得到粉煤灰沉珠,以此为载体利用溶胶-凝胶法负载了纳米TiO2,并且利用XRD,SEM,EDS等手段对原灰、沉珠、负载TiO2的粉煤灰进行了物相、微结构及微区分析.结果表明:粉煤灰主要由莫来石和石英组成,具有多孔结构,其常量元素为Al,Si,K,Ca, Ti,Fe等;在实验条件下负载的TiO2为锐钛矿型,随负载层数的增加,表面的Ti含量升高.光催化降解实验表明:负载有纳米TiO2的粉煤灰有良好的光催化活性,负载层数、降解时间等均对降解率有一定的影响,在适宜的条件下可以使染料酸性黑10B的去除率达到约80%.