UV-辐照TiO_2纳米管阵列脱色甲基橙废水研究

在近中性的电解液中,采用恒电压阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列膜催化剂,研究了阳极氧化电压、氧化时间、电解液中氟离子浓度等对二氧化钛纳米管阵列表观形貌的影响,并分析了其晶型.以甲基橙模拟废水为目标物,测试了催化剂的光催化脱色效率.结果表明:催化剂的制备条件影响其表观形貌和晶型,进而影响其光催化效率;本实验制备的TiO2纳米管阵列的孔内径约为30~50 nm,壁厚约20~25 nm;热处理前催化剂为无定形型,550℃下热处理后的催化剂晶型以锐钛矿为主;同直接光解相比,光催化脱色甲基橙废水的效率提高了40%.     

TiO2纳米管薄膜的制备与光学性能研究

用阳极氧化法以NH4F和含水丙三醇作电解液在室温条件下制备TiO2纳米管薄膜。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射分析（XRD）和紫外可见光谱分析（UV-Vis）对纳米管薄膜的结构与性能进行表征,研究阳极氧化电压、退火处理对TiO2纳米管薄膜形貌的影响。研究结果表明：随着阳极氧化电压的增高纳米管直径增大,当阳极氧化电压为70V,80V,90V,100V时制备的纳米管直径为143nm,167nm,191nm,215nm;在阳极氧化电压为100V、退火温度为380℃时制备出的TiO2纳米管薄膜的吸收性能最好,其吸收率在紫外光区达到92%。     

在AAO模板上用溶胶—凝胶法制备TiO_2纳米管阵列

用二次阳极氧化法在草酸电解液中制备出有序多孔阳极氧化铝(AAO)模板,采用溶胶-凝胶法在负压辅助条件下用钛酸四丁脂Ti(OC_4H_9)_4为TiO_2前驱体溶胶浸渍AAO模板,450℃下热处理制备长度和孔径可控的TiO_2纳米管的阵列结构.剥离去除模板后,用FE-SEM、XRD对产物形貌、晶型进行表征和分析.结果表明,制备的TiO_2纳米管长约3μm,外径130 nm,内径100 nm,与AAO模板的孔径相当,且单根TiO_2纳米管分散性较好,管与管之间无团聚,说明负压辅助可提高TiO_2纳米管的连续性.XRD分析显示,TiO_2纳米管呈锐钛矿相晶型.     

阳极氧化TiO_2纳米管阵列的制备与表征

采用阳极氧化法,分别选用HF和NH4F两种电解质,对纯钛进行阳极氧化处理制备TiO_2纳米管阵列。选用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱及X-射线衍射对纳米管的形貌、化学成分和物相结构进行表征和分析。结果表明:在HF体系中,随着氧化时间的增加,纳米管整齐度增加,同时管径也增大,当氧化时间为20 min时,管内径约60 nm,壁厚约10 nm;而纯钛片厚度的变化对纳米管的形貌没有明显的影响。在NH_4F体系中,加热使纳米管的内径增加,壁厚变薄,内径达到130 nm,壁厚约7 nm,这是由于加热使氧化反应速率增加,加快了纳米管的形成速率。EDS检测的Ti和O的原子数的比例接近1∶2。XRD图谱表明,在450℃热处理后的纳米管的物相结构为锐钛矿,由此可见,阳极氧化制备的纳米管阵列为二氧化钛纳米管。     

TiO2纳米管阵列电极的制备及电输运性能

利用电化学阳极氧化方法制备了二氧化钛(TiO_2)纳米管阵列样品,并对其结构、形貌和电输运性能进行了研究.扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)揭示了其具有规则和完整的纳米管结构,X射线衍射(XRD)研究说明退火后的样品具有锐钛矿的结构.电输运性能研究表明,相对于纳米颗粒,纳米管阵列结构具有更低的内部传输阻抗和更高的界面复合电阻.     

二氧化钛纳米管的制备及其特性研究

以金属钛板作为阳极材料,采用阳极氧化方法制备了二氧化钛(Ti O2)纳米管,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜等测试,研究了制备工艺条件和超声波源对样品性能的影响.结果表明:纳米管的形貎和结晶性能与工艺参数和超声波源密切相关,退火处理能使样品由不定形相转成由锐钛矿相和金红石相组成的混合相,其生长速度、管径和管壁厚度明显受到阳极氧化时平均电流密度的影响.氧化电压为60 V时所制备Ti O2纳米管样品的管径为90 nm、管壁厚度为21 nm、长度为8μm.     

TiO_2纳米阵列管的制备及其光电转换性能研究

以阳极氧化法制备了高度有序的 TiO_2纳米阵列管.通过XRD、UV-Vis DRS、SEM等对样品结构、组成、形貌和光吸收性能进行了表征,表明制备的样品主要为锐钛矿型 TiO_2纳米管,管长约10mm、管径为90nm.在模拟太阳光下,通过测试样品光电流响应评价光电转换性能.考察阳极氧化电压、氧化时间、焙烧温度和时间等对样品光电流密度的影响.当氧化电压为40V,氧化时间为12 h时获得的前驱体通过焙烧温度为400℃,维持4 h后再升温到600℃并保温1h所得样品的光电流密度最大,为2.09m A/cm~2.     

TiO2纳米管阵列的制备与表征

研究了阳极氧化备TiO_2纳米管阵列过程中电解液中水的含量、阳极氧化时间、阳极氧化电压、退火处理对TiO_2纳米管阵列形貌以及晶型的影响。结果表明:当电解液中水的含量为2%(V/V)时,制得的TiO_2纳米管阵列形貌清晰可见,管口完好无损;450℃退火使纳米管由无定形态转变为锐钛矿相。     

CdS/TiO2复合纳米管制备和光催化性能的研究

采用阳极氧化法在纯钛箔上制备TiO2纳米管,再通过连续离子层沉积法在TiO2纳米管上沉积CdS粒子,沉积3层CdS后,进行退火处理,退火后再沉积3层CdS.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱对纳米管的形貌、物相结构和元素价态等特性进行分析.结果表明:经阳极氧化法制备的TiO2纳米管为锐钛矿结构,随后沉积的CdS同时出现了立方相与六方相晶格结构,400℃退火可以显著增加立方相CdS的结晶程度;纳米管中CdS粒子的直径均小于5 nm,CdS粒子由一大一小2个纳米粒子组成,大粒子由退火过程形成.光催化实验表明:经过退火处理的CdS/TiO2复合纳米管的可见光光催化能力约是未退火样品的3倍,说明退火处理可以有效提高TiO2可见光光催化能力.     

二氧化钛纳米管阵列的制备及光催化效果的研究

用阳极氧化法制备出高度致密、有序的TiO2纳米管阵列.利用SEM和XRD表征分析纳米管阵列的形貌和结构.分析结果表明:经过450℃退火后的TiO2晶相结构为夹杂少量金红石相的锐钛矿相.以甲基橙在水溶液中的光催化降解为实例,分别研究了TiO2纳米管阵列在可见光和紫外光激发下的光催化性能.实验结果表明:该阵列在紫外光激发下有较高的光催化效率,但在可见光照射下产生降解效果不太明显.     

溶胶-凝胶法制备不同晶相组成TiO_2及其可见光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了不同晶型的TiO2纳米粒子,以X-射线衍射、扫描电镜、红外光谱和紫外-可见固体漫反射吸收光谱对其进行了表征及光吸收特性研究,以可见光下TiO2对罗丹明B的降解率评价其光催化活性.结果表明TiO2纳米粒子的晶相分别为锐钛矿纯相、锐钛矿/金红石混晶和金红石纯相,粒子的平均粒径为10 nm左右,许多纳米粒子聚集形成较大的颗粒,且表面含有活性羟基.制备的三种晶相组成的TiO2对罗丹明B均具有较高的可见光催化活性,活性均高于商品TiO2（P25）,且活性按锐钛矿纯相、混晶和金红石纯相的顺序依次降低,可见TiO2的可见光催化活性与其晶相组成密切相关.     

纳米TiO2壳聚糖模板法制备及其光催化性能

以壳聚糖为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了平均粒径为15nm,具有较高分散性、热稳定性和光催化活性的纳米TiO2粒子.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)以及紫外-可见光谱(UV-vis)等手段对产物进行了分析和表征.条件实验结果表明,在500℃下灼烧1h所得TiO2产物由锐钛矿相及少量金红石相构成.光催化实验结果表明,所得产物在日光下对有机染料亚甲基蓝有很好的催化降解作用.     

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.     

溶胶-凝胶法制备不同晶相组成TiO2及其可见光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了不同晶型的TiO2纳米粒子,以X-射线衍射、扫描电镜、红外光谱和紫外-可见固体漫反射吸收光谱对其进行了表征及光吸收特性研究,以可见光下TiO2对罗丹明B的降解率评价其光催化活性.结果表明TiO2纳米粒子的晶相分别为锐钛矿纯相、锐钛矿/金红石混晶和金红石纯相,粒子的平均粒径为10 nm左右,许多纳米粒子聚集形成较大的颗粒,且表面含有活性羟基.制备的三种晶相组成的TiO2对罗丹明B均具有较高的可见光催化活性,活性均高于商品TiO2(P25),且活性按锐钛矿纯相、混晶和金红石纯相的顺序依次降低,可见TiO2的可见光催化活性与其晶相组成密切相关.     

搅拌方法对阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列的影响

将Ti箔在电压为40 V、温度为60℃,超声搅拌或磁力搅拌下质量分数0.25%的NH4F+体积分数2.5%的蒸馏水+乙二醇电解液中进行阳极氧化,以制备TiO2纳米管阵列;所制备的样品在空气中经450℃退火3 h。用场发射扫描电镜、透射电镜对所制得的样品表面形貌和晶体结构进行表征。结果发现:磁力搅拌制得的样品表面被严重腐蚀;而超声搅拌下可制备出完整的TiO2纳米管,无腐蚀现象;阳极氧化后的TiO2纳米管为非晶态结构,经退火处理后转变为锐态矿结构。对不同搅拌方式影响TiO2纳米管阵列的形成机制进行了分析讨论。     

退火温度对磁控溅射Ti02薄膜结构及性能的影响

采用对向靶磁控溅射法在FTO导电玻璃基底上制备了Ti02薄膜,分别在450℃、500℃和550℃条件下对Ti02薄膜进行退火处理;利用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）测试手段分析了不同退火温度对TiO,薄膜晶体结构与表面形貌的影响以异丙醇（iso—propanol,IPA）为目标物,研究了所制备Ti02薄膜的光催化性能,并分析了该气相光催化反应机理．同时在氙灯照射下,测试了Ti02薄膜的光电流以分析其光电性能．结果表明：当退火温度由450℃升至550℃时,Ti02薄膜由纯锐钛矿结构转变为金红石与锐钛矿型混晶结构,其表面形貌则变化不大;Ti02薄膜光催化性能与光电性能均随退火温度的升高而提高,经550℃退火的Ti02薄膜可将IPA高效降解为丙酮和C02,其光电流可达0．7mA并保持稳定．     

Optical parameters induced by phase transformation in RF magnetron sputtered TiO2nanostructured thin films

Pure TiO2 thin films were deposited onto quartz substrates using a ceramic TiO2 target at an elevated substrate temperature of 573 K by RF magnetron sputtering, and an analysis of structural, optical and photoluminescence characteristics of the films upon phase transformation is reported in this paper. Structural investigations using X-ray diffraction revealed that the as-deposited film was amorphous in nature. Thermal annealing for 2 h at 873 K in air resulted in the formation of anatase phase, and a phase transformation to rutile was observed at 1073 K.An increase in grain size and an improvement in crystallinity were also observed on annealing. Rod- like rutile crystallites were observed in the SEM images of the film annealed at 1273 K. As-deposited films and films annealed up to 1073 K were highly transparent in the visible region with a transparency 480%. Optical band gap of the films decreased upon thermal annealing which is attributed to phase transformation from amorphous to anatase and then to rutile. Optical parameters such as refractive index, optical conductivity and optical dielectric constant increased with increase in annealing temperature. Since rutile is the optically active phase, the superior refractive index of the film annealed at 1073 K along with its high transparency in visible region suggests the application of this film in antireflective coatings. Photoluminescence emission of maximum intensity was observed for the film annealed at 873 K, which exhibits anatase phase. Intense blue emission observed in this film makes it suitable for use in optoelectronic display devices.     

沸腾回流均相沉淀法合成超细粉体TiO2

采用沸腾回流均相沉淀法，以不同浓度的TiCl4和尿素为原料，制备出超细粉体TiO2，并利用STM及XRD对其进行表征．结果显示TiO2颗粒呈球状，一次粒径为29-34nm，TiCl4浓度较大时TiO2以金红石型为主，TiCl4浓度较小时TiO2为锐钛型、金红石型的混晶．     

Zn掺杂TiO2对罗丹明B的降解研究

采用溶胶—凝胶法制备了不同浓度Zn掺杂以及纯TiO_2纳米材料,对其进行了450℃保温1 h的热处理.采用X射线衍射与荧光光谱对样品进行晶体结构以及光生电子空穴复合分析.结果表明:随着Zn掺杂浓度的增加,TiO2晶粒尺寸变小,平均晶粒尺寸在10~15 nm之间;少量浓度Zn掺杂会促进锐钛矿相向金红石相的转变.以罗丹明B的降解为目标反应物来分析Zn掺杂TiO2的光催化性能.结果表明:Zn掺杂后光催化性能低于纯TiO2,反应120 min后,纯TiO2对罗丹明B的降解率达到了98.0%,其反应速率常数k为0.030 min^-1.