TiO_2粉末制备方法的研究及表征分析

本文用非极性条件下溶胶—凝胶法、极性溶剂条件下溶胶—凝胶法、钛盐水解法、沉淀法四种不同的方法制备出TiO2无定型粉末．经400℃热处理2小时TiO2微细粉末全部为锐钛矿结构，经550℃热处理2小时，TiO2粉末为锐钛矿和金江石混合结构．以X—射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、比表面积测定仪等手段对不同方法制备的微细粉末进行微观结构、粒径、比表面积等进行测定，并对四种制备方法的优劣性加以分析．     

Ni、Cu、Pt掺杂改性锐钛矿相TiO2原理的全势线性缀加平面波法分析

利用基于密度泛函理论(DFT)的全势线性缀加平面波(FP-LAPW)法,计算并比较Ni、Cu、Pt掺杂前后锐钛矿相TiO2晶体的能隙和电子态密度.计算结果表明,Ni、Cu、Pt掺杂后TiO2 的带隙分别为1 33、1 87和1 17 eV,相对于未掺杂的锐钛矿相TiO2(带隙为2 30 eV)都有明显的变窄,因而使吸收光谱红移.对于相同剂量的掺杂,同周期的Ni比Cu的掺杂效果更明显,同副族的Pt比Ni的掺杂效果更明显.     

Comparison between P25 and anatase-based TiO<Subscript>2</Subscript> quasi-solid state dye sensitized solar cells

Pure anatase TiO2 films have been made via hydration of titanium isopropoxide using a sol-gel tech-nique, while mixed TiO2 films which contained both anatase and rutile TiO2 were made from commercial P25 powder. Quasi-solid state dye-sensitized solar cells were fabricated with these two kinds of mesoporous films and a comparison study was carried out. The result showed that the open-circuit photovoltages （Voc） for both kinds of cells were essentially the same, whereas the short-circuit photo-currents （1sc） of the anatase-based cells were about 33% higher than that of the P25-based cells. The highest photocurrent intensity of the anatase-based cell was 6.12 mA/cm^2 and that of the P25-based cell was 4.60 mA/cm^2. Under an illumination with the light intensity of 30 mW/cm^2, the corresponding energy conversion efficiency was measured to be 7.07% and 6.89% for anatase-based cells and P25-based cells, respectively.     

纯锐钛矿相氧化钛纳米球的简易制备

用氨水作为辅助剂,成功地用钛酸四丁酯直接水解的方法制备出了氧化钛纳米球。球的直径100-200 nm。从SEM图中可以看出,制备出的材料球状结构明显。XRD和Raman光谱表明,所制备出来的氧化钛纳米球为纯的锐钛矿相,结晶度较高。机理分析表明,氨水水解后产生的铵根离子和氢氧根离子是产生最终球状结构的关键因素,铵根的吸附受表面能的影响。这种简易、快速制备出的纯锐钛矿相氧化钛纳米球将会在光催化、太阳能电池、自清洁等领域得到广泛的应用。     

CO在（N，Fe）共掺杂锐钛矿TiO2（100）表面吸附的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法PBE＋U,研究了三类（N,Fe）共掺杂锐钛矿相TiO2（100）表面的稳定性及CO在最优掺杂表面的吸附,计算了最优表面不同掺杂位的结合能、吸附能、成键和电子结构．结果表明：CO在清洁TiO2（100）面及（N,Fe）非近邻掺杂表面的吸附较弱,（N,Fe）近邻共掺杂表面的吸附较强．通过吸附能的比较可知,N位吸附的吸附能最低,吸附最稳定,Fe位次之．由态密度可以看出,吸附方式的变化主要源于（N,Fe）表面近邻共掺杂改变了TiO2（100）面电子结构,使吸附位原子与C原子形成新的化学键．     

TiO_2薄膜光催化性能研究进展

TiO2能有效催化降解空气和水中的有机和无机污染物,又不产生二次污染并可重复使用,在废水处理、空气净化、杀菌除臭等领域有巨大的应用前景.该文论述了纳米TiO2薄膜的光催化原理、添加剂以及制备工艺等方面的研究现状,列举了TiO2薄膜研究中尚待解决的一些问题,并对其进行了展望.     

第一性原理计算锐钛矿型TiO2电子结构及力学性能分析

基于第一性原理中的密度泛函理论,采用CASTEP程序包,计算分析了锐钛矿型TiO2的能带结构、电子态密度和弹性常数等性能参数．结果表明,锐钛矿型TiO2属间接带隙半导,最小能隙为2．2eV．Ti和O之间存在明显的电子转移现象,电子分布具有强烈的定域性,但由于存在杂化现象,Ti-O键还表现出部分共价键特征．在四方晶系中,这种离子键和共价键混合的网络状复合键结构使材料表现出大的体积弹性模量204．44 GPa,由于在TiO2晶体结构中,滑移系统较少,材料断裂时突凸显脆性,韧性差,剪切模量相对较小为64．71 GPa．     

具有高活性能量{001}晶面锐钛矿TiO2的进展研究

概述了近年来国内外众多有关高活性能量{001}晶面锐钛矿TiO2的研究进展。简述了其在光催化分解水制氢、降解有机物、染料敏化太阳能电池、光催化选择性及锂电池等方面的应用,以及展望了其今后的研究方向。     

热处理温度对TiO2光催化膜性能的影响

用溶胶凝胶法在玻璃纤维网上制备TiO2膜,采用热重仪/差式扫描量热仪(TG/DSC)、负载量测定、X射线仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段,较为系统地描述了不同热处理温度条件下膜的形貌特点和结构特征;以光催化降解水中苯酚作为探针反应,考察了热处理温度对催化剂降解活性的影响.结果表明,在所采用的焙烧温度范围(350,400,450,500 ℃),500 ℃时锐钛矿TiO2的含量达到最高,晶粒达到最大.随热处理温度的升高,膜催化剂的单层负载量逐渐增大,膜催化剂降解水中苯酚的能力逐渐提高.当苯酚初始质量浓度为2 mg·L-1,反应2 h,4个焙烧温度条件下制得的TiO2膜催化剂对苯酚的去除率都可达90%以上.