Preparation of porous nanoparticle TiO2 films for flexible dye-sensitized solar cells

A TiO2 paste was prepared by mixing commercial TiO2 (P25), ethanol, distilled water and a small amount of Ti (IV) tetrai-sopropoxide (TTIP), following by a hydrothermal treatment. Before hydrothermal treatment, a stirring for 48 h can prevent cracking TiO2 films. TTIP significantly promote the chemical connection between TiO2 particles and its adherence to the substrate, the TTIP amount of 6 mol% is suitable. UV irradiation can remove some impurities and water from the TiO2 film with an optimal time of 2 h. Transmission electron microscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and photovoltaic tests are charac- terized and measured. Shortcircuit current density, open-circuit voltage, fill factor and photoelectric conversion efficiencies for the fabricated flexible dye-sensitized solar cell are 7.20 mA cm-2, 0.769 V, 0.686 and 3.84%, respectively, under irradiation with a simulated solar light of 100 mW cm-2.     

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。     

纳米TiO2的离子-水混合热法合成及其光催化性能

以离子液体[C2OHMIM]+Cl-为介质,采用离子热法合成了球形纳米TiO2光催化剂,借助X射线衍射、扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和紫外-可见光谱仪对产物进行了表征.以合成的样品为光催化剂,罗丹明B为降解物,研究离子液体浓度、反应时间和反应温度等对TiO2光催化活性的影响.研究结果表明,由此法得到的TiO2均为金红石相,形貌是由纳米晶小颗粒堆积起来的球形颗粒.当离子液体质量分数为66.6%,反应温度150℃,反应时间24 h时,合成样品的光催化活性最强,此时对罗丹明B的降解率最高,并且高于P25.     

TiO2纳米线的制备及在柔性染料敏化太阳能电池中的应用

采用水热法制备锐钛矿TiO2纳米线(TNWs),用X射线衍射和扫描电子显微镜对TNWs的形貌及其成分进行表征.将制备好的TNWs与TiO2混合,以乙醇、水作为分散剂制备稳定均一的TiO2胶体.采用刮涂法在ITO/PEN衬底上低温制备了柔性光阳极和染料敏化太阳能电池(DSSC),对其进行形貌及光电性能等表征和测试,分析TNWs的量对电池性能的影响.结果表明,加入TNWs可达到增加电子传导从而提高电池效率的目的.经优化发现,掺入质量分数为5.0%的TNWs时,电池的性能最好,所组装的柔性DSSC在100mW/cm2模拟太阳光照下,光电转换效率达2.59%.     

TiO2薄膜的光催化特性

低压利用四异丙醇钛水解法制备了TiO2薄膜，将TiO2固定化并尽可能保留其尺寸效应，联系制膜条件和膜的表性，研究了TiO2薄膜的光催化活性，利用Raman,XRD，AFM和UVvis等手段探讨了不同膜厚，晶型，衬底对膜催化活性的影响，结果表明，随着衬底温度的升高，TiO2由非晶型转变为锐钛矿，光催化活性提高，随着TiO2薄膜厚度的增加，催化活性降低，在玻片，Si,SnO2，Al为基片所制TiO2薄膜中，以Al为基片的TiO2薄膜的光催化活性最好。     

Preparation of photoanode and its application to flexible dye-sensitized solar cells

A TiO2 slurry was prepared by hydrothermal treating mixture of commercial TiO2 (P25),ethanol and distilled water in an autoclave.A flexible photoanode and dye-sensitized solar cell (DSSC) was fabricated on an ITO-coated poly (ethylene naphthalate) sheet (ITO/PEN) substrate by a doctor-blade technique.The sample was characterized with SEM,UV-vis,FTIR,and the photoelectric properties of the DSSC were measured.The influence of preparation conditions on the properties of the flexible DSSC was investigated.It is...     

TiO2/P3HT复合太阳能电池的制备和性能研究

用简单易行的一步水热法在透明导电玻璃FTO上制备了直径、密度及取向可控的TiO2纳米阵列,FTO同时作为底电极,用旋涂法将有机P型聚合物P3HT复合到阵列表面,磁控溅射制备Pt电极,组装TiO2/P3HT有机无机复合太阳能电池.通过XRD、SEM、紫外-可见光谱仪、I-V/J-V特性曲线等表征TiO2阵列薄膜及器件的结构、形貌和光电特性.研究制备TiO2纳米阵列的水热时间及无水乙醇的量对薄膜质量及复合太阳能电池光电性能的影响.通过优化各项参数,FTO/TiO2/P3HT/Pt简单双层结构的光器件在AM1.5,光强100mW/cm2下开,路电压Voc达到0.50V,光电转换效率IPCE达到0.11%.     

Sr掺杂纳米TiO2光催化性能的工艺

为揭示Sr掺杂纳米TiO2光催化性能的工艺条件,采用水热合成法制备Sr掺杂纳米TiO2粉体。以日光作为催化光源,水中罗丹明B作为降解对象,讨论了水热反应时间、水热反应温度、pH和Sr掺杂量对样品光催化性能的影响。研究结果表明:样品对水中罗丹明B的降解反应符合零级反应动力学规律,最佳制备工艺条件为水热反应时间达4 h、温度150℃、pH=8.5、Sr掺杂量1.20%时,样品的光催化性能最优。     

TiO_2纳米管对Cu(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)的吸附和光催化还原作用研究

以纳米TiO2为原料,采用水热合成法制备TiO2纳米管.FT-IR表征表明含有较为丰富的羟基;XRD表征表明TiO2纳米管主要为锐钛矿相,有少量的金红石相;BET比表面积为96.5m2.g-1.TiO2纳米管吸附Cu(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)的结果表明,吸附符合朗格缪尔吸附等温线模型,Cu(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)的qmon分别为2.41×10-5、13.3×10-5 mol.g-1,K分别为3.95×103、6.35×103 L.mol-1.在300W的紫外灯照射下进行光催化实验,结果表明反应近似符合一级模型,反应级数与金属离子在TiO2纳米管表面的吸附平衡常数相关;TiO2纳米管对Cu(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)具有较高的光催化活性.     

CoFe2O4,CoFe2,CoFe2/CoFe2O4磁性粒子合成与光催化应用

用水热法结合溶胶凝胶法制备4种磁催化剂材料,并用X射线衍射、透射电子显微镜、超导量子干涉仪和紫外-可见谱仪研究它们的结构、形貌、磁性及对污染物亚甲基蓝的催化降解性能,目的是获得具有强磁性的催化剂材料,便于水处理后的回收利用.4种磁载催化剂材料中,催化性能最好的样品在150 min内能去除水中84%的亚甲基蓝污染物;CoFe_2/TiO_2有较高的降解效率(72%),且有很好的磁分离能力.分析认为,催化性能与粒子大小、界面成分、结晶性、TiO_2与磁性粒子的比例有关,是多种因素的协同效应.     

琼脂含量对Li2TiO3陶瓷微球制备工艺的影响

Li2TiO3陶瓷具有Li原子密度较高、化学稳定性好、氚滞留量低、与结构材料的相容性好、低温下氚的释放性能优异等优点,已经成为聚变反应堆包层用氚增殖剂候选材料之一。以琼脂为凝胶剂、Li2CO3和TiO2粉体为原料,探讨了直接湿法制备Li2TiO3陶瓷微球的成球机理,研究了琼脂和水的含量对陶瓷微球球形度和显微结构的影响。结果表明,琼脂质量分数为Li2TiO3粉体质量的3%、水浴温度为85℃时所制备的陶瓷微球具有较高的球形度。1 300℃烧结的Li2TiO3陶瓷微球具有较高的烧结密度,可达理论密度的84.9%。陶瓷微球富含微孔结构,孔径尺寸主要分布在0.03～0.20μm。     

水热法可控合成的高径向比金红石型纳米TiO_2颗粒

以异丙醇钛为原料,采用水热法在浓酸条件下低温合成高径向比金红石型TiO2纳米颗粒.研究了酸浓度、聚乙二醇4000(PEG4000)、十六烷基溴化铵(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)对产物形貌和大小的影响.首次采用Zeta电位仪测试了金红石型和锐钛矿型纳米TiO2颗粒对H+的吸附能力,从而揭示了金红石型纳米TiO2颗粒呈针状的原因.经透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)分析,得到的样品为金红石型,其颗粒为棒状,通过控制条件可以制得不同粒径分散均匀的纳米TiO2颗粒.     

水热法制备Ag/TiO_2纳米复合材料及其抗菌性能

采用水热晶化法制备Ag掺杂量不同的Ag/TiO2纳米复合抗菌材料.用XRD、SEM等手段表征Ag/TiO2复合材料的晶相和形貌.研究光源、Ag掺杂量、紫外光照时间、不同实验菌种等因素对Ag/TiO2纳米复合材料抗菌性能的影响.结果表明,通过不同水热温度制备出来的纳米Ag/TiO2复合材料中的TiO2都以锐钛矿晶型存在;在无光照的情况下,纳米Ag/TiO2复合材料有较强的抗菌性能,当n(Ti)∶n(Ag)=1∶0.2时,有最佳抗菌效果;长波紫外灯照射12 h后,由于Ag+被还原,复合材料总的抗菌性能有所下降.     

水热法制备锐钛矿型TiO2及其紫外光催化研究

用水热法制备了锐钛矿型TiO2纳米材料,对其在紫外光（λ=254nm）照射下催化降解废水中甲醛进行了研究,结果表明：在37μg/L的甲醛浓度中,加入46.9mg自制锐钛矿TiO2后,于碱性条件下,36℃恒温反应1h甲醛降解率达51.10%。     

[111]-/{101}晶面共暴露的锐钛矿型TiO2纳米晶的制备及可提高的光催化性能

本文以层状钛酸H1.07Ti1.73O4为前驱体，以不同含量的HF溶液为形貌控制剂，在温和的水热条件下(120~180 ℃)采用一锅法合成了共暴露[111]-/{101}晶面的方块状为主的锐钛矿型TiO2纳米晶；对制备的xHF-T180 (x = 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0 mL)锐钛矿型TiO2纳米晶的晶体结构、形貌、微观结构、比表面积、元素电子态、光学性能和电荷迁移行为进行了表征；并对其光催化降解MB性能进行了评价. 研究结果表明，与CM-TiO2和其他xHF-T180锐钛矿型TiO2纳米晶相比，2.5HF-T180显示了最高的k值(0.0165 min-1)，分别是Blank (0.0009 min-1)、CM-TiO2 (0.0083 min-1)、0.5HF-T180 (0.0126 min-1)、1.0HF-T180 (0.0113 min-1)、1.5HF-T180 (0.0142 min-1)、2.0HF-T180 (0.0130 min-1)和3.0HF-T180 (0.0123 min-1)样品的18.33、1.99、1.31、1.46、1.16、1.27和1.34倍. 2.5HF-T180显示了最高的光催化活性可以归因于其最小的颗粒尺寸、最大的比表面积、最弱的荧光光谱强度和最小的电阻的协同效应. 本研究为合成具有较高光催化性能的锐钛矿型TiO2纳米晶以处理有机染料废水提供了新思路.     

氮硫掺杂纳米二氧化钛的光催化活性研究

用水热合成法成功的合成了氮掺杂以及氮硫共掺杂的二氧化钛,并对合成的样品进行了XRD以及XPS的测试.通过对比亚甲基蓝在污染物中的降解测试,发现氮硫共掺杂二氧化钛的光催化活性明显要高于氮掺杂二氧化钛.     

水热法制备TiO2纳米晶及其光催化性能研究

以层状钛酸盐K2Ti4O9/K2Ti6O13/K4TiO4复合物为钛源,通过质子交换、插层和剥离等化学反应,得到了含H2Ti4O9/H2Ti6O13/H4TiO4纳米片的胶态溶液.向上述胶态溶液分别加入NH4F、HCl、H2O2、NH3·H2O等形貌控制剂,通过水热反应,制备了不同晶型、不同形貌的TiO2纳米晶.研究表...     

构建TiO2柱状多层石墨烯纳米复合材料作为降解环丙沙星的高效光催化剂

We successfully constructed TiO₂-pillared multilayer graphene nanocomposites (T-MLGs) via a facile method as follows: dodecanediamine pre-pillaring, ion exchange (Ti4+ pillaring), and interlayer in-situ formation of TiO₂ by hydrothermal method. TiO₂ nanoparticles were distributed uniformly on the graphene interlayer. The special structure combined the advantages of graphene and TiO₂ nanoparticles. As a result, T-MLGs with 64.3wt% TiO₂ showed the optimum photodegradation rate and adsorption capabilities toward ciprofloxacin. The photodegradation rate of T-MLGs with 64.3wt% TiO₂ was 78% under light-emitting diode light irradiation for 150 min. Meanwhile, the pseudo-first-order rate constant of T-MLGs with 64.3wt% TiO₂ was 3.89 times than that of pristine TiO₂. The composites also exhibited high stability and reusability after five consecutive photocatalytic tests. This work provides a facile method to synthesize semiconductor-pillared graphene nanocomposites by replacing TiO₂ nanoparticles with other nanoparticles and a feasible means for sustainable utilization of photocatalysts in wastewater control.     

Ni_2O_3/TiO_2复合体系光催化氧化处理蓖酸甲酯裂解废水

通过 4种催化剂对废水中有机物降解活性的比较 ,得出Ni2 O3/TiO2 催化活性最好 ,考察了用该催化剂光催化氧化处理蓖酸甲酯裂解废水时 ,催化剂用量、pH值、通气量、H2 O2 加入量与加入方式及紫外光照射时间对废水中有机物去除的最佳条件 .经该方法处理后 ,废水的CODCr去除率达 98.5% .     

超纯水对溶剂合成纳米TiO_2粒径的调控及其表征

以钛酸四丁酯和甘氨酸为钛源和模板剂,研究超纯水的添加量对溶剂热法合成纳米TiO2粒径的影响,来调控纳米TiO2粒径.并通过SEM、EDS、XRD、FT-IR以及N2吸附-脱附实验对产物进行了形貌、结构及成分的表征.结果表明,SEM表征表明超纯水的添加量对TiO2纳米粒子粒径形成有较大影响,当超纯水的添加量为3.5mL时,制备的纳米TiO2最小粒径小于10nm;EDS表征表明其Ti∶O原子百分比为1∶1.89;XRD表征表明其为锐钛矿型单晶;FT-IR表征表明其含有典型的Ti-O键,且比表面积及孔径分析表明其比表面积和平均孔径分别为109.444m2/g和37.087nm.研究结果证明,通过调节超纯水的添加量可以有效控制TiO2纳米粒子的粒径.