铁掺杂TiO2纳米管阵列的制备及可见光光催化性能

以硝酸铁为铁源,采用阳极氧化法一步合成Fe3+掺杂的TiO2纳米管阵列.用扫描电镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-VIS)等测试方法对催化剂进行表征,并通过可见光光催化降解甲基橙溶液,测定其光催化活性.结果表明:高度致密,规整有序的纳米管阵列垂直生长在钛基底表...     

阳极氧化法制备氧化钛纳米管阵列及光催化降解氯胺磷

采用阳极氧化法在氢氟酸+冰醋酸+聚乙二醇水溶液恒压处理钛箔,制备结构规整有序的高密度TiO2纳米管阵列.利用电子扫描电镜(SEM)和X线衍射仪(XRD)对纳米管形貌和结构进行表征,考察氧化时间对纳米管阵列形貌和尺寸的影响,绘制并分析电流-时间曲线.选用有机磷药氯胺磷为光催化降解对象,利用钼锑抗分光光度法测量并计算降解率,研究不同热处理温度和阳极氧化时间对光催化降解效果的影响,并采用溶胶-凝胶法制备TiO2纳米薄膜进行光催化对比实验.     

Large scale production of carbon nanotube arrays on the sphere surface from liquefied petroleum gas at low cost

Liquefied petroleum gas (LPG), a cheap industrial material, is used as carbon source to produce carbon nanotube (CNT) arrays on ceramic spherical surface on a large scale in the floating catalyst process. The ceramic spheres provide huge surface area and good mobility, leading to the mass production of CNT arrays continuously. The arrays obtained from the surface are of good alignment, and the purity is as high as 97.5%. With the decrease of the growth temperature, CNTs in the array form with small-diameter of about 13 nm can be obtained. Therefore, with the industrial fuel as carbon source and the ceramic sphere as substrate, CNT arrays can easily be produced on large scale at low cost.     

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.     

碳纳米管阵列储氢的物理吸附特性

采用巨正则蒙特卡罗方法,在室温、100大气压下对以方阵和三角方式排列的碳纳米管阵列的物理吸附储氢进行计算机模拟,发现氢分子可被吸附于碳纳米管阵列的管内和管外,管外的储氢密度普遍高于管内,方阵阵列优于三角阵列,并给出了相应的理论解释。     

碳纳米管阵列储氢的分子动力学模拟

采用分子动力学方法,模拟了常温和不同压强下,氢在不同管径和管间距的单壁碳纳米管阵列(SWCNTA—S ingle-walled Carbon Nanotube Arrays)中的物理吸附过程.重点研究了压强、管径和管间距对SWCNTA(管内和管间隙)物理吸附储氢的影响.发现氢分子主要储存在SWCNTA的管壁附近,适当地增大管径和管间距可有效增加SWCNTA的物理吸附储氢量,使其在常温下具有较高的储氢能力,并给出了相应的理论解释.计算结果表明,在常温和中等压强下,SWCNTA的物理吸附总储氢量(重量百分比)可达4.2%,从而为同等条件下SWCNTA具有较高储氢能力的实验结果提供了直接的理论支持.     

A review on TiO2 nanotube arrays: Fabrication, properties, and sensing applications

Fabrication, properties, and sensing applications of TiO₂ nanotubes have been reviewed, and the highly ordered TiO₂ nanotube arrays made by anodic oxidation in fluoride-contained electrolytes highlighted. The effect of anodization parameters (electrolyte, pH, and voltage) on the titania nanotube size and shape were discussed. The excellent biocompatibility of TiO₂, the high orientation, the large surface area with tunable pore sizes, as well as the high electron transfer rate along with the nanotubes make TiO₂ nanotube array an ideal substrate for the sensor’s fabrication and application. The sensors based on the TiO₂ nanotube arrays for sensing hydrogen, oxygen, humidity, glucose and hydrogen peroxide all exhibited low detection limit, high stability, very good reproducibility and high sensitivity.     

SnO2纳米线阵列的制备及纳米器件的制作

采用简单的溶胶-凝胶方法在多孔阳极氧化铝模板(AAM)的微孔中制备了高度有序的SnO2纳米线阵列。XRD,SEM和TEM对样品进行了结构和形貌的表征,结果表明,高度有序的SnO2纳米线具有四方相的多晶结构,纳米线连续均匀;并对SnO2纳米线阵列的生长机理进行了探讨;最后用聚焦离子束沉积设备制作了单根SnO2纳米线器件。     

纳米TiO2的制备表征及其光催化性能研究

以钛酸四丁脂为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备TiO2纳米粉体,在制备过程中,抑制剂HNO3的加入可有效地降低TiO2纳米粒子的粒径,利用XRD、TEM等分析测试手段对制备的TiO2粉体的晶相组成、晶体形貌进行了表征,研究了热处理温度对TiO2纳米粒子晶体结构和光催化性能的影响,同时讨论了纳米TiO2粉体重复使用对降解的影响。     

二氧化钛纳米管复合薄膜电极制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

采用强碱水热法合成二氧化钛纳米管,并与二氧化钛纳米颗粒混合作为染料敏化太阳能电池电极材料.当纳米管与纳米颗粒按照1:1摩尔比混合时,经过500℃烧结1h后,转化成锐钛矿晶型;平均孔体积0.30 cm3/g,平均孔径11.42 nm,比表面积为105.58 m2/g;电极对染料的吸附量达到4.85×10-8mol/cm2;电池的短路光电流密度8.70 mA/cm2,开路光电压0.76 V,填充因子0.60,光电转化效率3.96%.     

ZnO/V2 O5纳米管阵列的合成及其光电化学性能研究

通过简单直接的两步电化学沉积法成功制备了核壳结构的 ZnO／V2 O5纳米管阵列。通过采用 XRD, SEM,TEM和 XPS 等表征手段对这些制备的 ZnO／V2 O5核壳纳米管结构的物相和微结构进行分析。光电化学测试结果表明：ZnO／V2 O5核壳纳米管阵列相比于单一的 ZnO 纳米棒阵列具有明显增强的光电化学性能,使其有望在光解水领域得到广泛的应用。     

基底预处理对于水热法制备ZnO微/纳米管阵列的影响

采用水热法系统研究了基底预处理(基底铺膜、不铺膜吹氮气处理和盐酸浸泡处理等)方式对于制备ZnO微/纳米管阵列的影响;结合ZnO晶体的微观结构,探讨了基底特征与ZnO微/纳米管阵列生长的内在联系.结果表明,采用高纯氮气和盐酸浸泡预处理基底均能制备得到ZnO微/纳米管阵列,并且这两种预处理方法制备出的纳米管在尺寸、形貌和分布上有所不同.ZnO微/纳米管成管机理研究表明,ZnO顶部锌终端对于生长微/纳米管起着决定性作用.     

纳米二氧化钛制备技术的研究进展

根据近年来国内外纳米二氧化钛的研究现状,综述了纳米二氧化钛的制备技术,介绍了各种制备技术的制备原理,对各种制备方法的优缺点进行了比较.最后,对纳米二氧化钛在未来的发展和应用进行了展望.     

Ag改性TiO_2纳米管阵列的光电化学性能研究

采用阳极氧化法及光沉积法制备Ag改性Ti O2纳米管阵列,采用XRD、SEM分析样品的晶型和形貌特征,并利用电化学工作站三电极体系通过I-E、光生电位、光电流响应及莫特肖特基曲线考察样品的光电化学性能。结果表明:Ti O2纳米管阵列的内径约为60 nm,管壁厚度约为30 nm,Ag颗粒粒径为15~20 nm;光沉积时间对Ag颗粒尺寸几乎没有影响,仅增加了Ag粒子的沉积量;Ag的改性能够有效地促进电子和空穴的分离,提高了对太阳光的利用率,在氙灯照射下,Ag-Ti O2纳米管阵列具有良好的光电化学性能,光电流达到0.28 m A/cm2,载流子密度ND为2.21×1022cm-3,光转化率可达到4.10%。     

TiO2纳米管阵列薄膜的热稳定性

采用液相沉积法在Al板上制备了TiO2纳米管阵列薄膜,并在不同温度下进行了热处理.用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等手段对样品进行了表征.结果表明:未经过热处理的TiO2薄膜的晶体结构是非晶态的;在400℃的空气中焙烧2h,薄膜出现锐钛矿相;650℃空气中焙烧2h后,薄膜仍然保持着良好的管状结构.薄膜中Al2O3的存在,抑制了TiO2晶粒的长大,提高了薄膜的热稳定性.     

钯催化三氧化钨薄膜对氢气的感应特性

以对氢气易于反应的钯为催化材料、钯的沉积厚度和热处理条件为变量,研究三氧化钨薄膜的物理化学性能及气体反应特性。结果表明,三氧化钨在500 ℃以上时呈现四方晶体的多晶态,钯沉积对三氧化钨的晶体结构没有影响,但是随着钯的添加抑制了三氧化钨的晶粒生长。500 ℃以上热处理时钯在薄膜表面呈现小球状,600 ℃以上热处理时钯粒子在薄膜表面凝结或扩散到材料内部。沉积钯 2 nm的薄膜在工作温度250 ℃时反应灵敏度和恢复特性对氢气的检测特性最好。     

多孔钛片上二氧化钛纳米管束的制备与表征

在氢氟酸电解液中采用阳极氧化法在多孔钛片上制备了二氧化钛纳米管束.考察了电压对二氧化钛氧化层形貌及温度对二氧化钛晶型的影响.制备的二氧化钛纳米管形貌,晶型及光催化性能分别采用SEM,XRD和光催化还原Pd2+沉积钯膜实验表征.SEM结果表明,最佳阳极氧化电压为30 V.在此电压下制备的二氧化钛纳米管长约为300 nm, 管径约为40 nm, 壁厚约为20 nm.XRD结果显示, 773 K退火后,二氧化钛为锐钛矿型;873 K退火后二氧化钛主要为锐钛矿型,含有2.99% 的金红石相;973 K退火后二氧     

Synthesis of carbon nanotube arrays using ethanol in porous anodic aluminum oxide template

Carbon nanotube (CNT) arrays confined by porous anodic aluminum oxide (AAO) template were synthesized using ethanol as reactant carbon source at low pressure. Images by scanning electron microscope (SEM) and low magnification transmission electron microscopy (TEM) show that these CNTs have highly uniform outer diameter and length, absolutely controlled by the diameter and depth of nano-channel arrays of the AAO. High resolution transmission electron microscopy (HRTEM) imaging indicates that the graphitization of the CNT walls is better than the results reported on this kind of template-based CNT arrays, although it is not so good as that of multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) synthesized by catalysis. CNTs synthesized using acetylene as reactant gas show much less graphitization than those prepared using ethanol by comparing the results of HRTEM and Raman spectroscopy. The etchingeffects of decomposed OH radicals on the amorphous carbon and the roughness of AAO nano-channel arrays on the CNTs growth were employed to explain the graphitization and growth of the CNTs.     

热电厂烟道气中CO2分离无机膜的制备

利用溶胶凝胶法制备氧化物粉体前驱体,然后高温焙烧得到具有钙钛矿结构的粉体,利用相转化-烧结技术制备中空纤维膜。将碳酸盐按照一定比例混合制得低共熔体,在高温熔融条件浸渍制备双相膜。该膜具有氧化物相和碳酸盐相,在高温下碳酸盐相可以通过碳酸根离子进行传导,而阳离子则通过钙钛矿相进行传递,从而完成对CO2的分离。把双相膜安装在自制反应器中,在膜内外分别通入氦气作为吹扫气和烟道气,并将尾气通过气相色谱在线监测气体中的组成,然后通过计算得出CO2的高温透过量,实验结果表明在850℃的透量最高为1.221 mL/( cm².min),为热电厂烟道气的处理提供了一种新的思路。     

CNT-SnO2复合材料的制备及甲醛气敏性的研究

甲醛作为室内装潢最主要的污染物之一,会对人们的健康造成危害。采用旁热式气敏元件的制备工艺,利用功能化后的碳纳米管对二氧化锡进行不同比例的掺杂,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对气敏材料进行表征;并在甲醛气氛中与二氧化锡气体传感器进行对比。分析了掺杂浓度,工作温度及气体浓度对传感器灵敏度和响应恢复时间的影响,对其气敏机理进行分析。结果表明碳纳米管的引入提高了二氧化锡传感器对甲醛气体的灵敏度缩短了其响应恢复时间;并且对低浓度的甲醛气体也有较好的响应。