锐钛矿TiO2膜的仿生制备及表征

根据仿生制备原理,以涂渍PVA的有机玻璃为基底,异丙醇钛-乙二醇-水为沉积液,通过控制沉积液浓度、pH值和温度,在温度小于100°C的温度下合成了TiO2膜.对TiO2膜的晶相、形貌和亲水性表征,结果表明,TiO2膜的微晶晶相结构为锐钛矿相,膜对波长大于400nm的可见光透过率为75%-85%,自然风干的膜表面均匀致密,在紫外光照10min后可达到超亲水状态.     

TiO_2锐钛矿晶化度对其光生电荷性质及光催化活性的影响

采用溶胶-水热法合成掺杂La、Zn以及La和Zn共掺杂的纳米TiO2。重点调控纳米TiO2的热稳定性及改善锐钛矿相的晶化度,在维持与P25型TiO2具有相似晶相组成条件下,考察锐钛矿相晶化度对光生电荷分离及光催化活性的影响。结果表明,La或Zn离子的引入能抑制晶相转变过程,且前者的抑制作用明显大于后者,相转变温度从500℃升高至750℃。表面光电压谱证实,锐钛矿相的晶化度越高,光生电荷越易分离。虽然La或Zn的引入可以提高纳米TiO2单位面积上的光催化活性,但却不能超过P25的活性。此结果表明锐钛矿晶化度强烈影响光生电荷的性质和光催化活性。     

锐钛矿相TiO2纳米棒阵列的制备及其应用

为系统研究锐钛矿相的TiO₂纳米棒阵列的转化时间对其微结构与相应Sb₂S₃太阳电池光伏性能的影响,通过使用水热法在FTO导电玻璃/TiO₂致密层衬底上沉积了长度、直径、面密度分别为510nm、45nm、250μm^-1的ZnO纳米棒阵列,以FTO导电玻璃/TiO₂致密层/ZnO纳米棒阵列为模板,利用(NH₄)₂TiF₆和H₃BO₃,将ZnO纳米棒阵列成功地转化为锐钛矿相TiO₂纳米棒阵列。使用SbCl₃与Tu配合物的DMF溶液作为前驱体溶液,通过旋涂热解法在所得锐钛矿相TiO₂纳米棒阵列上沉积了Sb₂S₃薄膜,以spiro-OMeTAD作为空穴传输层,组装了Sb₂S₃敏化TiO₂     

锐钛矿型TiO2空位缺陷性质的第一性原理研究

近年来运用减小TiO2禁带宽度的方法来提高TiO2的活性在实验上被广泛研究。本文运用基于局域密度泛函和赝势的第一性原理方法研究了锐钛矿相TiO2点空位缺陷性质和在具有点空位缺陷情况下的晶体结构、能带结构与态密度状况。分析发现缺陷使晶体结构发生畸变;近邻缺陷氧原子有靠近氧空位而远离钛空位的趋势,而近邻缺陷钛原子有靠近钛空位而远离氧空位的趋势;氧空位缺陷使费迷能级升高大约2．6eV而钛空位缺陷使费米能级降低,并在价带顶部产生一个与价带顶能量相差约0．25eV的杂质能级。结果表明,氧空位使导带变宽是n型杂质而钛空位使导带变窄是P型杂质,氧空位附近多余电子的主要贡献在价带,引起电荷布居数变化并改变了晶体中电子局域化运动的性质。     

TiO2-SiO2复合材料的制备及光催化性能

利用溶胶 凝胶技术,控制钛酸四丁酯(TBOT)与硅酸乙酯(TEOS)的水解速度,使其共同水解成溶胶、凝胶,以乙醇为溶剂进行超临界干燥,经过一定温度热处理后,得到暗黄色透明的块体材料·进行了透射电镜观察和X衍射分析,表明锐钛矿结构的纳米TiO2均匀地分散于无定形SiO2基质中·FT IR光谱分析发现纳米TiO2与SiO2基质之间存在着Ti O Si键·在对罗丹明B水溶液的光催化降解中,此块体材料显示较好的光催化活性,在1h内催化降解86%的罗丹明B·此材料克服了粉状TiO2在实际水污染治理应用中的局限性,有着广泛的应用前景·     

分子动力学模拟锐钛矿的压缩行为

作者利用壳层模型分子动力学对锐钛矿在室温下的压缩行为进行了研究.基于常压下的状态方程作者得到了锐钛矿的晶格常数、弹性常量和体变模量.与此同时作者还研究了晶格常数a和c,以及原胞体积和压强的关系.其计算结果和已有的实验结果符合得较好.     

反应时间和温度氟掺杂TiO2结构及光催化性能的影响

以TiCl_4为钛源,以NaF为氟源,采用水热法在不同条件制备了F掺杂TiO_2粉体.结果表明,F元素的掺杂使锐钛矿型含量增多.随着反应温度升高、反应时间的延长,产物中锐钛矿型含量增多.F掺杂促进产物晶粒的生长,并且F进入TiO_2晶格中改变了晶胞结构.F掺杂减小了TiO_2带隙宽度,提高了光利用率.延长反应时间制备的F掺杂TiO_2比纯TiO_2具有更好的光催化性能.     

具有不同{001}晶面暴露分数的纳米TiO_2制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯(TBOT)为钛源、氢氟酸(HF)为形貌控制剂,采用水热法分别制备了具有40%、73%和85%{001}晶面暴露分数的纳米锐钛矿相TiO_2单晶.所制备TiO_2样品采用X-射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收(UV-Vis DRS)和扫描电子显微镜(SEM)等测试方法进行结构和形貌表征,在此基础上评价紫外光照射下的降解甲基橙(MO)性能.结果表明:所制备TiO_2样品2 h之内对MO的降解率分别为:100%(TiO_2-9)93%(TiO_2-3)80%(TiO_2-6),Ti O_2的光催化性能是晶面效应、尺寸效应以及载流子的分离及迁移效率等协同作用的结果.     

具有介孔结构的锐钛矿型C,Co-MTiO2抗菌性能研究

为了开发不需要人造光源激发,只需要微弱室内光线且改性离子不易泄漏的新型无机抗菌材料,以钛酸异丙酯为钛源,表面活性剂十二胺为模板剂,通过水热合成和超声波联用技术,合成了非金属元素C和金属元素Co共掺杂的具有介孔结构的锐钛矿型二氧化钛(C,Co-MTiO2).用N2等温吸附-解吸附、X-射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和X-射线光电子能谱(XPS)对材料进行了表征,结果表明,该材料为热稳定性好,比表面积高,具有较大介孔孔径的锐钛矿型TiO2.在无人造光源激发的室内环境中,进行了材料的抗菌性能以及细菌吸附研究,结果表明这种材料在该环境中对大肠杆菌(E.colli)有很好的抑制作用和吸附作用,比Co-MTiO2的抑菌活性提高了20%,具有很好的应用前景.