介孔TiO2材料的改性及其应用的研究进展

介孔TiO2材料由于具有特殊的性能展示了广阔的潜在应用前景,近年来备受关注。对纯介孔TiO2的合成现状和介孔TiO2的改性方法进行了综述,着重介绍了通过引入金属杂质的改性方法及其应用。     

N 掺杂介孔 TiO2 的合成

通过简单的溶胶-凝胶方法合成了N掺杂的介孔TiO2.用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见(UV-vis)漫反射吸收光谱等手段进行了表征.X-射线粉末衍射表明,焙烧前的产物为无定形TiO2,焙烧后的产物为TiO2的锐钛矿.N2吸附-脱附等温线表明,N-20的BET表面积为76 m2/g,孔尺寸大约为10 nm,X射线光电子能谱(XPS)辅助证明有N掺入了TiO2中.紫外可见漫反射光谱(UV-vis)表明,N掺杂的介孔TiO2的吸收带边位置发生红移,吸光范围向可见光区拓宽.     

介孔TiO2的结构分析

研究了热处理过程中介孔TiO2的结构及晶粒尺寸、比表面积间的相互关系,为纳米结构材料的定量研究奠定了基础借助G W Shere的圆柱通孔模型,将有孔氧化物视为立方结构体,通过比表面积、孔径、密度等参数的计算,对介孔TiO2的微结构进行了分析,结果说明其高比表面积主要来自于纳米晶和孔结构两者共同作用并在晶粒尺寸、比表面积、孔容之间建立了定量关系模型,不仅解释了其比表面积的变化规律,也使得预测孔结构数据成为了可能。     

常压等离子体增强化学气相沉积纳米晶TiO2多孔薄膜的研究

采用等离子体增强化学气相沉积(PE-cvD)的方法及TICl4/O2混合气体在常温常压下可制备纳米晶TIO2多孔薄膜.利用偏光显微镜分析(PM)、扫描电子显微镜分析(SEM)、高分辩透射电镜分析(HRTEM)、X光衍射分析(XRD)等检测手段.系统地对纳米晶TIO2多孔膜表面形貌以及成分进行表征.研究结果表明:使用等离子体化学气相沉积方法,可以在常温常压下快速沉积纳米晶TiO2多孔薄膜,并且PE-CvD与传统的化学方法相比具有低能耗、低污染、方法简便、成本低等优点,是具有良好发展前景的纳米晶多孔薄膜制备新方法.     

介孔TiO2的水热法合成及其光催化活性研究

以非离子型表面活性剂Triton X-100为模板剂,用水热法制备了介孔TiO2,探究了不同反应条件对样品光催化活性的影响,对制得的样品进行了XRD、SEM、N2吸附-解吸及差热-热重等表征.结果表明,所得样品为窄孔道分布,最可几孔径为3.4 nm,当水热温度为120℃,焙烧温度为400℃,Ti(SO4)2∶OP∶C2H5OH为4∶1∶40(摩尔比)时,所制得样品的可见光催化活性最好.     

纳米TiO2介孔材料研究进展

纳米TiO2介孔材料特殊的结构及性能使其在光催化、太阳能电池等领域展现出广阔的应用前景.介绍了介孔材料的合成机理,综述了纳米TiO2介孔材料的各种合成方法,包括溶胶凝胶法、水热合成法、常压液相法等.最后介绍了在制备介孔TiO2过程中模板剂的脱除方法,同时就掺杂对纳米TiO2介孔材料性能的影响及其发展前景进行了讨论.     

介孔TiO2在乙腈介质中的合成及其表征

介孔TiO2的合成一般以乙醇为溶剂,采用溶剂蒸发诱导自组装法(EISA)进行.本文以乙腈为溶剂,以三嵌段高聚物表面活性剂EO20 PO70 EO20(P123)为模板剂,四氯化钛和钛酸丁酯为混合钛源,合成了介孔TiO2材料.比较了乙醇和乙腈溶剂中所得样品的结构,发现乙腈作溶剂,样品的介孔结构与乙醇作溶剂时相似,但晶化程...     

介孔TiO2的孔结构调控及其蛋白质固定化性能

以水合二钛酸(H2Ti2O5 ·xH2O)为前驱体,通过改变热处理条件制备不同孔径尺寸的介孔TiO2.采用X线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、N2吸附-脱附方法对TiO2的结构进行表征,同时以牛血清蛋白(BSA)为模型蛋白,考察介孔TiO2的孔结构对BSA固定化性能的影响.结果表明:介孔TiO2的孔径可实现9～30 nm范围内可调,其中650 ℃焙烧得到的介孔TiO2孔径为21.6 nm,对BSA的吸附量达69.6 mg/g,优于其他孔径尺寸的介孔TiO2,且与纳米TiO2(P25)的吸附量相当.吸附的BSA分子进入TiO2的孔道内,介孔TiO2比P25具有较好的吸附稳定性,经过6次循环后吸附的BSA残余量仍有65％,而P25上BSA的残余量仅为17％.介孔TiO2为微米级颗粒,有利于从反应体系中分离回收,是一种极有潜力的生物分子固定化载体.     

介孔TiO2的合成与表征

采用模板导向自组装法,以P123为模板剂合成了介孔TiO2材料,考察了使用混合钛源和单一钛源、以及混合钛源中原料配比和单一钛源中体系酸度的不同对介孔产物结构的影响.用N2吸-脱附等温线、TEM、XRD等对样品的结构进行了表征.结果表明,混和钛源中原料配比的改变,对其结构、形貌影响不大;而用单一钛源时,体系酸度的改变,对其结构、形貌影响较大.     

介孔TiO2及Fex/TiO2纤维光催化降解酸性橙Ⅱ的性能研究

以胶原纤维为模板分别负载钛(Ti4+)或钛(Ti4+)和铁(Fe3+),在高温下煅烧制得介孔TiO2和Fex/TiO2纤维.以酸性橙Ⅱ为模型分子,研究了介孔TiO2和Fex/TiO2纤维在可见光照射下对酸性橙Ⅱ的降解特性.研究表明,通过掺杂Fe3+能有效地提高介孔TiO2纤维的光催化活性,在本实验条件下,最佳的Fe/Ti摩尔比为0.01,最佳的煅烧温度为600℃.在酸性橙Ⅱ初始pH值为3～6,初始浓度为0.1 mmol.L-1,介孔Fe0.01/TiO2纤维用量为1 g.L-1,可见光照射下反应4 h后,酸性橙Ⅱ的脱色率和矿化率达到99%和46%以上.光催化活性的稳定性研究表明,介孔Fe0.01/TiO2纤维具有良好的光催化活性的稳定性,能多次重复使用.     

TiO_2纳米晶薄膜电极的瞬态光电流特性

采用 Ti Cl4 水解法制备 Ti O2 纳米微粒 ,并研究这种微粒形成的纳米晶薄膜电极的瞬态光电流特性 .利用能带模型和循环伏安特性讨论 Ti O2 纳米晶薄膜电极光生电荷的产生及转移动力学规律 .     

TiO2薄膜结构特征初探

主要研究了半导体材料TiO2的部分特征,光谱吸收率与TiO2膜厚度成正比,TiO2膜在烧结前呈水合物团块状结构,表面粗糙度大, 空气中烧结后呈等粒或椭圆粒状镶嵌结构, 表面粗糙度比未烧的小,在抽真空加氮气烧结后成等粒状结构,表面较光滑,在空气中烧结的TiO2膜放至光敏染料中泡1 h后呈等粒状结构,表面较光滑.从TiO2光电池器件输出电功率来看,TiO2膜在空气中烧至450 ℃时的电输出的功率比在氮气中烧至530 ℃的高,印刷TiO2膜的丝网目数为500目时,电输出功率较佳.     

用MOCVD法制备TiO2薄膜

用低压MOCVD法，以四异丙纯钛为源物质，高纯氮气作为载气，氧气为反应气体，制备出了TiO2薄膜，考察出了沉积温度，基片距离均对沉积速率有影响，发现在不同反应条件下TiO2薄膜生长行为受动力学控制或受扩散控制。     

减压法制备TiO2薄膜及影响因素的研究

主要研究了用化学气相沉积法在减压状态下制备ＴｉＯ２薄膜，不温度和压力改变时，会影响薄膜的沉积率，晶型及表面形貌。并且根据阿龙尼乌斯公式算是在玻璃片镀膜基表反应的平均活化能为５７．０８６ｋＪ／ｍｏｌ。     

基于TiO2异质结在光电化学传感领域的应用

TiO2是一种常见的n型半导体材料,将TiO2与其他材料复合构成异质结能够拓宽TiO2光响应范围,减小光生空穴与光生电子重新结合的几率,提高整个体系的光电转换效率。主要对异质结作用于光催化的基本原理以及基于TiO2异质结在光电化学传感领域的应用做了相关综述。     

半导体光催化效应降解苯酚的研究

研究了应用半导体ＴｉＯ２薄膜光催化剂对苯酚废水进行转化,转化过程中气体的流量、膜底面的形状,溶液的ｐＨ值均对苯酚的降解率有影响。实验证明,在稀的苯酚溶液中经过光催化氧化可使其降解为完全无害的ＣＯ２和Ｈ２Ｏ。     

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%。     

TiO2薄膜在光催化下处理含铬废水

主要研究了ＴｉＯ２薄膜在光催化下处理合铬废水。实验证明：基片种类不同,镀膜源物质不同,光照时间不同均对铬离子转化有影响。该结果为实际处理含废水提供了理论依据。     

交流脉冲制备TiO2薄膜的性能研究

利用150kHz交流脉冲放电进行等离子体化学气相沉积（PCVD），使用Ti（OC3H7）4为源物质，在普通钠钙载玻片上制备了TiO2膜．主要考查了交流脉冲电压、反应室工作气压、气体流量、薄膜沉积温度等工艺参数对薄膜光学特性的影响,通过薄膜透过率和吸光度分析，探讨了各工艺参数对成膜品质的影响．结果表明：在载玻片上．根据不同沉积条件可制成性能不同的TiO2薄膜，均有光催化特性且附着力好．     

酸度对偏钛酸水热法合成纳米TiO2的影响

考察了酸度对偏钛酸作前驱体水热合成TiO2纳米粒子的影响,结果表明,该法合成的TiO2纳米粒子为锐钛矿型,增加酸度有利于提高合成的TiO2纳米粒子的粒径并获得较高的光电转换效率.