一维纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极的制备及光电性能

采用静电纺丝的方法,通过调节前驱体液中SnCl₂·2H₂O的质量分数,制备了直径为90~180nm的SnO₂纳米线,经TiCl₄溶液水解处理制备得到了SnO₂/TiO₂薄膜电极。使用SEM和EDS对薄膜电极进行表征,通过线性扫描伏安法和光电催化测试,分析研究了SnO₂/TiO₂ 纳米复合薄膜电极的光电化学性质。结果表明,当SnCl₂·2H₂O质量分数为3%时,SnO₂/TiO₂ 复合薄膜电极的光电流密度达到最大;随后将其与TiO₂、SnO₂薄膜电极相比,SnO₂/TiO₂ 复合薄膜电极产生的光电流明显增大;复合薄膜电极对罗丹明B（RhB）的光电催化降解率在90min后可达到95%,而TiO₂仅为56%、SnO₂为58%。     

TiO2多孔性薄膜的制备及其环境净化性能研究

采用溶胶-凝胶工艺，以聚乙二醇（PEG）为造孔剂，不锈钢丝网为金属基底，制备了TiO₂多孔性薄膜。通过IR，SEM，BET，Raman光谱等测试方法对TiO₂多孔性薄膜进行了表征。实验结果表明,通过控制制备条件得到的TiO₂薄膜具有锐钛矿晶型和多孔性结构。TiO₂多孔性薄膜的光催化性能与煅烧温度和镀膜次数密切相关。450℃热处理、镀膜4次的TiO₂多孔性薄膜具有较高的活性和稳定性，其对气相甲醛的降解率比普通TiO₂薄膜高28.8%，在TiO₂多孔性薄膜连续使用4次后，甲醛的降解率仍维持在80%以上。     

锶掺杂TiO2薄膜电极的制备及其光电性能

采用水热法制备了不同Sr²⁺掺杂量的TiO₂胶体溶液,并以FTO玻璃为基底制备了Sr²⁺掺杂TiO₂薄膜电极。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对Sr²⁺掺杂TiO₂进行表征与分析。结果表明Sr²⁺掺杂抑制了部分锐钛矿型TiO₂ 向金红石型的转变及促进晶粒尺寸的减小,薄膜表面为三维多孔结构,Sr²⁺有效地掺杂到了TiO₂晶格中。薄膜电极的电流密度-电压测试表明,Sr²⁺掺杂有效提高了TiO₂薄膜电子的光电转换效率,其中1% Sr²⁺掺杂量薄膜的转换效率相对于未掺杂的TiO₂薄膜提高了11.5%。     

消毒方法对钛种植体表面TiO2纳米管的蛋白质吸附能力的影响

研究了紫外线照射、高压蒸汽灭菌处理对钛表面TiO₂纳米管亲水性及蛋白质吸附的影响。纯钛试件经过打磨形成光滑钛，光滑钛在20V电压下进行阳极氧化形成80~100nm的TiO₂纳米管。对TiO₂纳米管及光滑钛进行紫外线照射、高压蒸汽灭菌处理后测量表面接触角，然后在37℃下进行牛血清白蛋白（BSA）的吸附及释放。结果表明：紫外线照射组的TiO₂纳米管接触角较小，亲水性较好；紫外组蛋白质吸附多于高压组，而高压组的蛋白质释放快于紫外组。两种消毒方法综合比较，TiO₂纳米管紫外线照射优于高压蒸汽灭菌。     

纳米SnO2/TiO2半导体薄膜电极的制备及其光电响应性能

采用化学沉积和电镀的方法在ITO导电玻璃表面制备SnO₂/TiO₂纳米半导体薄膜电极,用SEM,XRD进行了物性表征,并用光电流时间曲线、循环伏安法研究了薄膜电极光电流响应随时间、电压的变化情况。研究结果表明,SnO₂的掺杂有助于TiO₂薄膜表面产生的气孔孔径增大,数量变多。此法可制备具有多孔、粒径小于100nm的纳米SnO₂/TiO₂半导体薄膜电极。与纯纳米TiO₂薄膜电极相比,在光照条件下SnO₂的掺杂使得复合薄膜电极在阳极峰电位下的阳极峰电流的响应程度明显大于纯纳米TiO₂薄膜电极响应程度,有利于提高光生载流子的运输和分离效率,并从机理上阐述了光电流响应的提高归因于不同能级半导体之间的耦合效应。     

聚丙烯酸固载纳米TiO2复合材料的制备及其光催化性能

采用改进的溶胶-凝胶法制备了水溶性TiO₂干凝胶,利用交联聚丙烯酸（PAA）强吸水性和三维网状结构特点,将TiO₂溶胶粒子固载到聚丙烯酸高分子链上,经过水热处理原位生长制备PAA/TiO₂纳米复合材料。通过拉曼光谱（Raman）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等测试手段研究PAA/TiO₂纳米复合材料的结构特征,以甲基橙为模型污染物研究了PAA/TiO₂纳米复合材料的光催化性能。结果表明,纳米TiO2粒子被固载到PAA高分子链上,PAA吸水膨胀后扩展至整个反应空间,有效地增加了纳米TiO₂与有机污染物的接触面积,大大提高了光催化降解的效率。     

PMMA/TiO2纳米复合粒子的制备及初步应用研究

采用原位乳液聚合法，用经硅烷偶联剂处理过的纳米TiO₂，与MMA单体混合，合成PMMA/TiO₂纳米复合粒子。探讨了TiO₂表面改性机理， 并用TG、IR、DSC等对产物进行了表征，表明纳米TiO₂被包覆在聚合物PMMA中。将复合粒子加入紫外光固化涂料，制得复合涂膜。由原子力显微镜照片分析，制备的PMMA/ TiO₂复合粒子平均粒径约为75nm。分别在涂膜中添加等量的纳米TiO₂和PMMA/ TiO₂纳米复合粒子，制成两张复合涂膜，比较发现PMMA/ TiO₂纳米复合粒子在涂膜中的分散情况优于纳米TiO₂，呈现良好的纳米级分散，明显改善了TiO₂与涂膜的相容性，从而提高了涂膜的硬度及涂膜与基材的附着力。     

前处理对CdS敏化TiO2纳晶复合半导体电极光电化学性能的影响

将TiO₂纳晶薄膜在尿素及聚乙二醇（PEG）的混合水溶液中进行前处理，并采用连续离子吸附反应技术制备了具有多孔结构的纳米复合CdS/TiO₂薄膜电极。利用表面分析及光电化学方法研究了前处理对复合电极材料的结构、光学及光电化学性能的影响。结果表明，前处理能有效地提高CdS在TiO₂表面的沉积量，在400～500nm处提高了复合电极材料的光吸收效率。光电化学性能结果表明，前处理对复合电极的光电流及光电压没有产生明显的影响，但有效地提高了太阳能电池填充因子，因此有利于提高太阳能电池的光电转换效率。     

自由基抑制剂对不同晶型TiO2光催化反应的影响

以荧光光谱法研究了不同晶型 TiO₂ 的光催化反应体系中羟基自由基(·OH)的产生情况,表明在H₂O₂存在条件下,金红石型 TiO₂ 经可见光激发可持续稳定产生·OH,而以锐钛矿型 TiO₂ 作光催化剂时,则检测不到·OH的生成。光催化结果表明,在H₂O₂存在条件下,苯酚可被 TiO₂ 可见光催化降解;往反应体系加入自由基抑制剂(叔丁醇或甲醇)时,明显降低了金红石型 TiO₂ 的降解效率,但对锐钛矿型 TiO₂ 的影响较弱。以金红石型 TiO₂ 作光催化剂时,苯酚的降解反应主要发生在溶液中;而以锐钛矿型 TiO₂ 作光催化剂时,则苯酚的降解反应主要发生在催化剂的表面。     

苯甲酸在纳米TiO2表面结合态的研究

文中通过浸渍法制备载有苯甲酸的纳米TiO₂分散体系样品,并尝试采用光电子能谱法 (XPS)对苯甲酸在纳米TiO₂ 表面键合方式进行研究,辅以红外光谱进行证明。结果表明XPS法可以很好的表征苯甲酸在TiO₂ 表面的键合方式,苯甲酸通过羧基与TiO₂ 表面形成螯合键。     

TiO2颗粒表面包覆SiO2纳米膜及其表征

TiO₂作为一种重要的催化剂,在石油化工方面有重要的应用,特别是煤基合成油和超深度脱硫中的优越性受到注目。同时TiO₂还是重要的白色颜料,为了提高TiO₂的应用性能,对TiO₂颗粒进行了SiO₂纳米膜的表面包覆改性。采用精确控制pH值的连续法在TiO₂颗粒表面包覆了SiO₂的纳米层,并进行了TEM、HRTEM、EDS、XPS、ICP和光学性质表征。证明了SiO₂在TiO₂颗粒表面形成了一层连续的纳米膜,厚度大约为3.5～4.0nm,SiO₂凝胶纳米膜比较致密,没有未包膜上的絮状物,而且TiO₂是单颗粒分散,没有发生多个颗粒被包膜在一起的现象。XPS证明SiO₂凝胶在包膜后的TiO₂颗粒的表面为物理包覆。用SiO₂包膜后,样品的光学性质有了明显的提高,同时改变了样品在不同介质中的分散性质,在水性介质中分散性能提高到93.0％。这种表面处理后的TiO₂可以作为一种催化剂用于煤基合成油和超深度脱硫中。     

TiO2光催化剂的改性研究进展

 TiO₂光催化剂具有禁带宽度较大、光生电子-空穴易复合等缺点,因而国内外关于TiO₂光催化剂的改性研究很多。本文综述了贵金属沉积、元素掺杂(金属离子掺杂、非金属掺杂、共掺杂)、复合半导体、表面光敏化、表面酸化等TiO₂光催化剂改性方法及原理。其中,非金属掺杂和共掺杂改性可使TiO₂光响应波长红移,同时保留TiO₂对紫外光的响应,从而实现良好的处理效果叠加。最后展望了TiO₂光催化剂改性研究的未来研究方向,即兼顾生产成本,保持TiO₂在复杂环境下的稳定性,并提高其回收利用率。     

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.     

以硫酸钛为前驱体的简单溶胶-凝胶法合成纳米多孔二氧化钛粉末

 以无机硫酸钛溶液为前驱体,甲酰胺为pH值调节剂,本文采用简单溶胶-凝胶法合成纳米多孔的TiO₂粉末。运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和氮吸附脱附(N₂ Adsorption/Desorption)等方法对合成的TiO₂粉末进行了表征。结果表明,合成的TiO₂粉末具有高的热稳定性,450—750℃的温度范围内焙烧后为单一的锐钛矿相结构,且850℃焙烧后主要相为锐钛矿相。随着焙烧温度的升高,TiO₂粉末的晶粒长大,比表面积减少。550℃焙烧后的TiO₂粉末是由平均晶粒尺寸约为10nm的颗粒聚集而成,其比表面积约为219.70m²·g^-1,并且具有独特的双孔结构。     

TiO2的有机改性及其电泳性能

以改性的TiO₂粒子为显色粒子，四氯乙烯为分散介质，油溶红为染料，加入分散剂制备了电泳显示液。选用不同类型的有机表面活性剂和硅烷偶联剂对纳米TiO₂粒子进行表面改性。用红外光谱（FT-IR）表征了改性粒子的表面组成和结构，并通过透射电镜（TEM）观察了粒子的形态、粒径及分散情况。采用静态沉降法考察了改性后的粒子在四氯乙烯中的分散稳定性，并利用自行设计的电泳仪对粒子的电场响应特性进行了测试。结果表明，用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)改性的粒子其分散稳定性和带电性最好。随后探讨了SDBS用量和反应时间对粒子分散性和带电性的影响，得到改性的最佳工艺条件为：改性剂用量为TiO₂含量的15%，反应时间为1h。改性后的粒子分散性和带电性有明显的提高，粒子对电场有可逆响应且具备一定的双稳性。     

过渡金属掺杂的多孔二氧化钛薄膜电极光催化氧化技术

研究了铂和镍掺杂的锐钛矿结构的二氧化钛多孔薄膜电极的制备与光催化氧化技术用于染料废水的净化处理.电极由在钛片上通过电化学阳极三步氧化法制备, 产生稳定的过渡金属掺杂的二氧化钛多孔薄膜电极.对生物难降解的偶氮染料废水（酸性红G）用所制备的电极进行了紫外光照射下的光催化降解实验,结果表明掺Pt电极大大提高了光催化活性,掺Ni反而降低了其光催化活性.根据所掺金属的电子功函和电子亲和力解释了这一作用.被处理水溶液的酸值增加有利于光催化降解.     

锡掺杂金红石TiO2纳米棒的低温快速合成及其光电性能研究

采用水热合成法,在较低温度下通过仅引入Sn⁴⁺合成了金红石型棒状TiO₂纳米晶。X射线衍射仪（XRD）及透射电子显微电镜（TEM）对不同Sn4+掺杂比例粉体的晶型及形貌的分析表明,Sn⁴⁺能促进TiO₂由颗粒状的锐钛矿相向棒状的金红石型的转变,棒状纳米晶的形成是纳米颗粒沿着（110）晶面发生定向生长的结果,且形貌转变与晶相转变伴随发生。掺杂样品的光电转换性能研究结果表明,薄膜电极的光电转换效率与材料的晶相组分及其形貌之间有一定的关系,掺杂比例达到0.75%以后,样品的晶相组分及形貌不再随掺杂比例的增大而发生变化,进而光电转换效率不再变化。     

TiO2微粒子的制备

实验以Ti(SO₄)₂为原料,在水和正丙醇混合溶剂中制备TiO₂粒子,较为系统地研究了制备条件(反应物浓度、溶剂、空间分散剂、反应时间、温度等)对产物粒子颗粒大小的影响,采用TEM、X-射线衍射等技术对所得产品性能进行了表征。实验结果表明,制得的TiO₂水合粒子为均匀的球形粒子,经热处理后的粉体为锐钛矿型。