焙烧温度对TiO_2纳米纤维的组成及其载铂催化剂对甲醇电化学氧化活性的影响

采用静电纺丝技术及随后的高温焙烧制备了不同晶相组成的TiO_2纳米纤维(TiO_2NFs),再经浸渍还原将Pt纳米颗粒负载于其表面,得到Pt/TiO_2纳米纤维催化剂(PT-x,x为焙烧温度).通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线能量散射谱(EDS)等测试手段对样品的晶相、微结构和化学组成进行了表征.测试结果表明,随着焙烧温度的升高,TiO_2纳米纤维中金红石相含量相应增大,550℃下焙烧获得的TiO_2纳米纤维中金红石含量为2.67%.所制备的催化剂中,Pt负载量均大约为20%,Pt纳米颗粒均匀地分布于TiO_2纳米纤维表面,其中PT-550所负载的Pt纳米颗粒最小.电化学测试结果表明,PT-550催化剂具有较好的催化甲醇氧化活性、抗CO中毒能力和稳定性.     

绿色合成银修饰TiO_2中空球及其可见光催化性能

采用绿色非模板法一步溶剂热合成高结晶度的介尺度TiO_2中空球;将介孔结构、光利用和传质过程有机结合,以提高锐钛型TiO_2的光催化性能,并通过时间分辨研究其生长机理,以罗丹明-B等染料为探针分子研究催化剂的光催化性能,TiO_2表面负载Ag以改善TiO_2光吸收性能。结果表明:实验合成TiO_2中空球,形成过程遵循Ostwald机理;TiO_2表面负载Ag增强可见光吸收,提高光生电子和空穴的分离效率,Ag修饰TiO_2中空球可见光催化效率是未修饰样品的17倍。     

表面负载型g-C_3N_4/TiO_2复合催化剂的制备及可见光催化还原Cr(Ⅵ)的性能研究

采用热聚合-溶剂热法得到表面负载型g-C_3N_4/TiO_2复合材料,其结构组成、形貌和光电性质通过XRD、TEM、HRTEM、FT-IR、BET和UV-vis测试分析.结果表明TiO_2纳米小颗粒负载于微米级片状g-C_3N_4表面,形成稳定的g-C_3N_4/TiO_2固-固异质结构,扩大了光响应范围、显著提高光生载流子的分离效率.在可见光催化还原水中Cr(Ⅵ)的过程中,g-C_3N_4的质量百分含量是影响光催化活性的重要因素,g-C_3N_4/TiO_2-C具有最高的光催化活性和良好的稳定性.依据实验结果和光电流响应实验给出光催化反应机理.     

TiO_2形貌对染料敏化太阳能电池光电性能的影响

在阐述染料敏化TiO_2纳米晶太阳能电池的工作原理的基础上,对采用水热法制备出的TiO_2纳米颗粒、TiO_2微球以及TiO_2纳米杆,用扫描电子显微镜(SEM)对样品表面形貌进行表征,分析其优缺点。制备不同形貌的TiO_2光阳极,利用太阳能模拟器对的四种不同光阳极的染料敏化太阳能电池进行光电性能测试。结果表明:在同等光照条件下,采用复合三层结构的光阳极制成染料敏化纳米晶太阳能电池光电性能最优。     

多孔钛负载TiO_2纳米管复合材料的制备及其光催化性能研究

针对TiO_2纳米粉末在废液处理过程中回收难的问题,采用阳极氧化的方法在孔隙度为30%的多孔钛上制备TiO_2纳米管,主要研究了HF浓度、氧化时间和氧化电压对TiO_2纳米管显微形貌的影响,并选用罗丹明B(RhB)溶液作为处理对象,研究多孔钛负载TiO_2纳米管复合材料的光催化性能.结果表明:当电解液中HF质量分数为0.6%、氧化时间为2 h、氧化电压为30 V时,可在多孔钛上生长结合牢固、均匀分布的TiO_2纳米管;经紫外光照射5 h,多孔钛负载TiO_2纳米管复合材料对RhB溶液的光催化效率可达77.2%,而相同条件下,钛片负载TiO_2纳米管的光催化效率仅71.2%.     

CdSe纳米颗粒敏化的TiO_2纳米棒阵列的制备及其光电和光催化性能

CdSe是一种具有可见光响应的半导体材料,利用CdSe对TiO_2进行敏化有望使复合材料具有可见光吸收,有效促进光生电荷的分离.采用水热法在掺杂F的SnO2(FTO)导电玻璃表面制备金红石TiO_2纳米棒阵列,再采用连续离子层吸附反应法在TiO_2纳米棒阵列表面复合CdSe纳米颗粒,制得CdSe纳米颗粒敏化的TiO_2纳米棒阵列,并对其进行了表征.实验结果表明,CdSe纳米颗粒敏化的TiO_2纳米棒阵列在可见光区有较强的光吸收,其光电流密度是TiO_2纳米棒阵列的10倍,对亚甲基蓝的可见光催化降解速率较亚甲基蓝的自降解和TiO_2纳米棒阵列分别提高了85%和75%.     

Zn掺杂TiO2的制备与形貌研究

采用凝胶溶胶法制备了纯TiO_2和Zn掺杂TiO_2粉体,利用扫描电子显微镜对样品的形貌及元素成分进行了表征.结果表明:未经超声分散的TiO_2粉体团聚现象较为严重,超声分散后团聚减轻;纯TiO_2与Zn掺杂TiO_2颗粒均呈类球型,颗粒大小达到纳米级别,Zn掺杂TiO_2颗粒尺寸小于纯TiO_2.     

太阳光响应的CdS/TiO_2-NTAs复合材料的构筑及其光电性能

采用阳极氧化法在纯钛片上制备出TiO_2-纳米管阵列(NTAs),用乙二醇溶剂热沉积法在TiO_2-NTAs上负载CdS纳米颗粒.利用XRD、SEM、TEM和UV-Vis漫反射光谱对样品的晶体结构、微观形貌和光学性质进行表征.在不同波长条件下,研究了焙烧温度和CdS负载量对样品的光电流密度影响.结果表明,CdS纳米颗粒已沉积到TiO_2-NTAs内外,所制备的CdS/TiO_2-NTAs样品光吸收带边扩展到了可见光区.在全光谱和可见光谱条件下,CdS的修饰大幅度提高了TiO_2-NTAs光电流密度.当Cd2+浓度为0.005mol/L时,在全光谱照射条件下获得的CdS/TiO_2-NTAs样品光电流密度最大为1.41m A/cm2.     

具有三维异质结构的CdSe/TiO_2纳米管阵列薄膜制备及性能测试

首先采用阳极氧化法制备TiO_2纳米管阵列,结合不同的电化学方法制备具有三维异质结构的CdSe/TiO_2纳米管阵列复合薄膜。结果表明:电解液中加入酒石酸钾钠,采用循环伏安法和恒压沉积法都得到了分散性好,尺寸小而均匀分布的CdSe纳米颗粒。特别是采用循环伏安法制备CdSe/TiO_2纳米管阵列薄膜时,得到直径为15～20nm的立方相CdSe颗粒,且均匀地分布在TiO_2纳米管管内和管口,能够充分地利用TiO_2纳米管阵列的三维结构,形成具有三维异质结构的CdSe/TiO_2纳米管阵列复合薄膜。光电性能结果表明测试,这种具有三维异质结构的CdSe/TiO_2纳米管阵列复合薄膜能够充分利用太阳光,并有效地促进光生载流子的分离和传输,呈现出最佳的光电化学性能。     

藕粉在制备TiO_2及其染料敏化太阳能电池的应用

文章采用溶胶凝胶(sol-gel)法,以藕粉和聚乙二醇作为造孔物,在不同烧结温度下制备尺寸为10nm的多孔TiO_2颗粒,并且将经过520℃热处理后得到的锐钛矿晶型TiO_2颗粒应用于染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs),并研究了藕粉对TiO_2光阳极组装的DSSCs光电性能的影响。结果表明,当加入1g藕粉,TiO_2的比表面积和孔隙率增大;膜厚为5μm的TiO_2光阳极DSSCs的光电转换效率达到了4.05%。     

2种萘氧基MPc/TiO_2复合材料的制备及其表征

合成了萘氧基酞菁的前体化合物3-(2-萘氧基)邻苯二腈,通过1H NMR和熔点测定对其结构进行了表征,采用原位合成法合成了3-(2-萘氧基)CoPc/TiO_2和3-(2-萘氧基)CuPc/TiO_2复合材料,并利用IR、UV-Vis、XRD对产物进行表征,讨论了中心金属离子和负载TiO_2后对酞菁Q带最大吸收波长的影响,以及负载酞菁后对TiO_2晶型的影响.结果表明:复合材料Q带吸收发生一定程度红移,酞菁的负载使TiO_2的晶粒变小,但晶型没有改变.     

TiO_2/Ag表面吸附分子的表面增强喇曼散射(SERS)光谱

本文报道了TiO_2/Ag修饰基底材料上吸附分子的表面增强喇曼散射(SERS)光谱研究,通过扫描电镜观察了TiO_2/Ag的表面形貌,研究了Cl~-和激光照射对其SERS光谱的影响.     

化学气相淀积反应器中超细粒子的形态控制 Ⅰ.TiO_2超细粒子的制备

利用Ti(OC)4H_9)4高温气相裂解反应合成了TiO_2超细粒子粉末,确立了无定形、锐钛、金红石三种形式的TiO_2粒子合成工艺条件。对淀积物进行了XRD、BET、TEM和激光光散射分析,系统地研究了反应温度、反应物初始浓度和停留时间对产物形态、晶体组成的影响。     

TiO_2纳米管内限域纳米Ru及其光催化降解罗丹明B的性能研究

采用丙基三甲氧基硅烷(KH570)偶联剂对TiO_2纳米管外表面进行疏水改性,通过浸渍法再经氢气热还原法将Ru纳米颗粒原位选择性沉积在TiO_2纳米管内。采用TEM、HREM、EDS、HAADF-STEM和紫外可见吸收光谱仪分别对形貌和结构进行表征。结果表明,内嵌于TiO_2纳米管的Ru纳米颗粒粒径约为2~3 nm,TiO_2纳米管内负载w=2%Ru的光催化性能最好,其光降解罗丹明B的效率大约是单一TiO_2纳米管的1.8倍。     

平行光全反射迅衰场中光辐射力及其规律

利用Mie散射理论和电偶极子近似理论,计算了球形颗粒在全反射迅衰场中受到的光辐射力,得到了光辐射力随颗粒与分界面之间距离、入射角、颗粒半径和颗粒折射率的变化曲线.分析了光辐射力随相应参数的变化规律并且给予物理解释.     

高温稳定TiO_2 -SiO_2 复合粉体的两步水热法制备

以钛酸丁酯和硅酸乙酯为原料,通过两步水热法制备了具有高光催化活性的高温稳定TiO_2-SiO_2复合粉体. 采用动态光散射粒度分析仪、差示扫描量热仪、傅里叶变换红外光谱仪、透射电子显微镜和X射线衍射仪等对TiO_2-SiO_2复合粉体进行了表征. 粒度分析表明,复合粉体分散良好, 颗粒大小为10～30nm,颗粒分布较窄. 热分析表明,SiO_2的加入能显著提高TiO_2的热稳定性.物相分析表明:复合粉体中SiO_2含量越高,锐钛矿型TiO_2的高温稳定性越好;TiO_2/SiO_2摩尔比为1: 1的复合粉体在1200℃处理2h后仍保持锐钛矿晶型. 红外分析表明,800℃处理2h前后的复合粉体中均无 Ti-O-Si 键. TiO_2-SiO_2复合粉体在紫外光作用下使甲基橙水溶液降解的实验表明:未经热处理的复合粉体的光催化性能和商品P25 TiO_2粉体相似;800℃和1000℃热处理2h后的复合粉体的光催化性能保持良好, 远高于相同条件处理过的P25;1200℃处理2h后的复合粉体只有微弱的光催化活性.     

混晶TiO_2纳米纤维负载Ag及其光催化性能

以聚乙烯吡咯烷酮和钛酸四正丁酯为前驱体,对静电纺丝法制备的TiO_2纳米纤维进行不同温度的热处理,得到混晶TiO_2纳米纤维,并进一步在不同浓度的AgNO3溶液中通过光还原法制备了Ag-TiO_2复合纳米纤维.利用X射线衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射光谱、荧光光谱等分析测试手段对产物进行表征,研究了热处理温度与不同Ag负载量的TiO_2纳米纤维对罗丹明B降解性能的影响.实验结果表明,当热处理条件为600℃反应1h时,TiO_2纳米纤维具有最佳光催化活性,此时纤维中锐钛矿与金红石的质量比为93∶7;负载适量的Ag可显著提高TiO_2纳米纤维的光催化活性,其对罗丹明B光催化降解反应的表观速率常数k值为商用TiO_2(P-25)的3.81倍.     

TiCl_4气相氧化制备TiO_2颗粒的粒径控制研究

在氧化反应器中,利用TiCl_4氧化反应制备TiO_2颗粒,研究了甲苯流量、反应温度、反应停留时间、KCl的加入等对TiO_2颗粒粒径和粒径分布的影响.结果表明,TiO_2粒径随甲苯流量增大、反应温度升高和停留时间延长而增大,KCl的加入有利于控制TiO_2粒径.     

负载纳米TiO_2-ACF口罩的设计与应用

将负载纳米TiO_2的ACF成功地应用于口罩中,使其在具备普通口罩基本功能的基础上,增加了吸附、降解苯等有毒有害气体的性能,所以负载纳米TiO_2-ACF的口罩适于在有毒害气体的场所佩戴。对四种不同类型口罩进行了检测,结果表明:它们的空气阻力都没有超过50Pa,但负载纳米TiO_2-ACF的口罩过滤效率却提高了11.8%~14.5%,同时,纳米TiO_2-ACF层能够进行拆换,可以根据环境污染程度佩戴不同过滤层的口罩,从而提高了口罩的使用效率,降低了口罩的使用成本。     

水热法制备TiO2-ZnO纳米棒分级结构及其光电性能研究

为了增加光电极光生电子传输通道并提高其光敏剂的负载能力,采用两步水热法制备了一种新颖的TiO_2-ZnO纳米棒分级结构。采用水热法在FTO导电玻璃基底上生长TiO_2纳米棒有序阵列膜,通过浸泡提拉在TiO_2纳米棒上包覆一层ZnO溶胶,经烧结形成ZnO种子层;再次采用水热法于TiO_2纳米棒上生长ZnO纳米棒,形成TiO_2-ZnO纳米棒分级结构,通过旋涂辅助连续离子反应分别在TiO_2纳米棒阵列和TiO_2-ZnO纳米棒分级结构中沉积光敏剂CdS纳米晶,形成CdS/TiO_2纳米棒复合膜和CdS/TiO_2-ZnO纳米分级结构复合膜。利用SEM,TEM,XRD、紫外-可见吸收光谱、瞬态光电流图谱等表征和测试手段,对样品的形貌、结构、光吸收和光电性能进行了表征和测试。结果表明,与单纯的TiO_2纳米棒阵列相比,TiO_2-ZnO分级结构可以沉积更多的CdS光敏剂,CdS/TiO_2-ZnO纳米分级结构复合膜的光吸收性能和瞬态光电流均明显优于CdS/TiO_2纳米复合薄膜。凭借优异的光电性能,TiO_2-ZnO分级结构在太阳电池光阳极材料中具有很好的应用前景。