SO_4~(2-)/TiO_2固体酸的红外和拉曼光谱研究

用IR、Raman光谱研究了SO2 -4 /TiO2 固体酸在不同烧结温度下的结构、晶相转变和表面酸中心。结果表明 ,SO2 -4 与TiO2 表面的结合为螯合式双配结构。当烧结温度小于 5 0 0℃时 ,SO2 -4 /TiO2 样品具有较高的结构稳定性 ,晶相结构以锐钛矿为主 ,表面B酸位数目约是L酸位数目的 2倍。当烧结温度大于5 0 0℃时 ,随着烧结温度的升高 ,表面结合的SO2 4 逐渐流失 ,晶相从锐钛矿转变为金红石 ,表面B酸位减少并消失。     

二氧化钛薄膜的制备及退火对其形貌、结构的影响

利用磁控溅射技术,在石英基片上沉积Ti膜,分别在400、600、700、900℃的大气中退火获得TiO2薄膜。采用这种制备方式获得的TiO2薄膜呈现不同的颜色,退火温度为400℃的样品为暗紫红色,600℃时为黑色,而在700℃和900℃时均为黄色。采用X射线衍射、扫描电子显微镜（SEM）以及Raman光谱等手段研究了退火温度对TiO2薄膜的结构和形貌的影响。结果表明：退火温度为400℃时,TiO2薄膜为锐钛矿相,温度升高至600℃时,几乎转变为金红石晶相,但仍存在微量锐钛矿相,温度升高至700℃以上,则完全转变为金红石晶相。由XRD衍射图可知退火温度为700℃和900℃时,薄膜的金红石相沿（101）晶面择优取向。     

电场热处理条件下TiO2薄膜的晶化行为研究

利用溶胶-凝胶法和电场热处理工艺在玻璃表面制备出一层TiO2薄膜,采用DTA,Raman光谱,XRD和AFM等测试手段分析了TiO2薄膜在电场热处理过程中的晶化行为.然后在理论上分析了外电场对TiO2薄膜热处理过程的影响,提出了通过引入外电场促进TiO2薄膜从无定形到锐钛矿的相转变的方法.通过甲基橙水溶液的光催化降解实验表明:在520℃电场热处理条件下的TiO2薄膜的光催化效率高于未引入电场热处理的TiO2薄膜.     

Sb掺杂纳米TiO2光催化剂的晶体结构与光催化性能

用溶胶-凝胶法将纳米TiO2:Sb薄膜沉积在玻璃基板上．通过XRD、Raman光谱研究了Sb掺杂量对薄膜的晶体结构和晶相转变的影响．结果表明:纯TiO2薄膜中,TiO2不仅以无定型态存在,而且还以板钛矿和锐钛矿的形式存在．掺入适量的Sb后,由于Sb替代了TiO2的部分Ti形成Sb-O-Ti结构,改变了TiO2的晶格结构,改善了薄膜的结晶效率,使锐钛矿结构的TiO2:Sb含量明显提高．掺杂0．2％Sb时,薄膜的结晶效率最高．254 nm光源照射时,掺杂0．2％Sb的电极的阳极光电流密度可达42．49μA／cm2,是用同种方法制备的纯TiO2薄膜电极的近11倍;对亚甲基蓝具有最高分解性能,其一级反应速率常数为0．171 h／cm2,是未掺杂的纯TiO2薄膜的近2倍．     

纳米TiO_2薄膜的结构与光电特性

用射频磁控溅射方法制备出厚度大约15-225nm的TiO2薄膜。Raman光谱测量显示,TiO2薄膜主要是金红石结构(含少量板钛矿相)。紫外可见光吸收光谱表明,在纳米厚度(100nm)范围内,TiO2薄膜的带隙宽度随着薄膜厚度的变化而变化。室温下测量TiO2薄膜的电阻率发现,随着厚度的增加TiO2薄膜的电阻率先后在导体、半导体和绝缘体范围变化。     

Ti(SO4)2水热法制纳米SO2-4/TiO2光催化剂的光谱研究

以Ti(SO4) 2 水溶液为前驱物 ,尿素为沉淀剂 ,采用水热沉淀 加热分解 浸渍烧结法制备纳米SO2 -4/TiO2 固体超强酸光催化剂 ,并用XRD ,BET ,FTIR ,DRS和FS等对中间态粒子和产物进行表征 ,以光催化降解罗丹明B为模型反应 ,筛选制备SO2 -4/TiO2 光催化剂的优化条件。结果表明 ,用Ti(SO4) 2 为前驱物 ,水热法能在较低的温度、弱碱性介质中 ,得到纳米锐钛矿型TiO2 晶体 ;在 30 0℃下控制焙烧 4h ,基本能使水热反应副产物 (NH4) 2 SO4等分解 ,又避免H2 SO4大量的流失 ;SO2 -4负载量和烧结时间是影响SO2 -4/TiO2 光催化活性的主要因素 ,当SO2 -4负载量 11%、烧结温度 4 5 0℃时 ,制备的SO2 -4/TiO2 光催化剂活性较高 ,达P 2 5光催化剂的水平     

锐钛矿型二氧化钛纳米粉体的IR光谱与光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2光催化剂,研究了不同温度下焙烧TiO2粉体的XRD和FT-IR光谱。400℃焙烧后,相应有机物的红外吸收峰消失,随着焙烧温度的升高,粉体粒径变大,800-420cm-1之间的吸收峰逐渐锐化,700℃焙烧的FT-IR谱的423cm-1为金红石型TiO2的特征Ti-O键振动。500℃焙烧的锐钛矿型TiO2粉体对水杨酸具有较好的光催化活性。     

紫外光下纳米TiO2薄膜亲水性机理的电化学研究

利用溶胶 凝胶方法在透明导电玻璃ITO (SnO2 ∶In)表面制备纳米TiO2 薄膜 ,XRD谱图表明TiO2 是锐钛矿晶型 ,AFM (Atomic Force Microscope)测得薄膜表面粒子约为 10 0nm .研究了ITO表面纳米TiO2 薄膜的光致亲水性变化 .通过循环伏安技术测定TiO2 薄膜电极在 2 5 3.7nm的紫外光照射后的电化学行为推测光致亲水性机理 .发现在紫外光照射一定时间后 ,TiO2 薄膜电极的循环伏安图在 +0 .0 35V处出现新的氧化峰 ;且随光照时间的增加 ,氧化峰的峰电流增大 ,溶液中的溶解氧对峰电流的大小有明显影响 .实验表明 ,在紫外光照下电极表面有Ti3 + 产生 ,证实了TiO2 薄膜的光致亲水性转变过程与Ti3 + 的生成导致的表面结构变化有关     

磁控溅射制备纳米TiO2半导体薄膜的工艺研究与光谱分析

通过射频反应磁控溅射在玻璃基片上制备TiO2薄膜。采用X射线衍射仪和Raman光谱仪研究退火温度对薄膜晶体结构的影响;还探讨了磁控溅射氧分压对薄膜性能的影响。结果表明：磁控溅射制备的薄膜在不同温度下退火。300℃退火时薄膜没有结晶;400℃退火出现锐钛矿结构;500℃退火后薄膜锐钛矿结构更完善,（101）方向开始优先生长,是因为锐钛矿结构更完整。随着退火温度的升高晶粒长大拉曼光谱出现红移,拉曼光谱所反应的锐钛矿信息增强,500℃退火时197cm-1出现了Eg振动模式。和标准的单晶TiO2体材料相比,拉曼峰位置都略有红移是纳米量子尺寸效应造成的。氩氧比分别为9∶1、7∶3和6∶4溅射制备的薄膜通过400℃退火后的XRD衍射谱没有明显的区别,但拉曼光谱显示氩氧比为7∶3时结晶要完善些。     

光电变色器件用纳米晶氧化钛薄膜的微结构与特性

纳米晶TiO2薄膜在光电变色器件中具有很重要的作用。它的微结构直接影响染料的吸附、光的散射以及电荷输运的特性。因此，探索TiO2薄膜的微结构(如粒径、表面形貌和厚度等)及光电性能是非常有意义的。采用电子束蒸发工艺制备了光电变色器件用纳晶TiO2薄膜，利用原子力显微镜、X射线衍射、俄歇电子能谱等手段对纳米晶TiO2薄膜的表面形貌、结晶状态及组分进行了分析。从理论上研究和讨论了纳米晶TiO2薄膜晶粒尺寸对光电性能的影响，并用量子限制效应解释了吸收光谱峰值波长随粒径减小而发生蓝移的现象。     

采用拉曼光谱技术研究纳米锐钛矿到金红石的相转变

采用化学沉淀法制备出40nm的锐钛矿，并用拉曼光谱对纳米和块体锐钛矿到金红石的相转变过程进行了研究。实验结果表明：对于块体锐钛矿，在950℃保温1h，金红石的特征峰446cm^-1开始出现，随着温度的升高，金红石的特征峰446，610和231cm^-1继续增强，锐钛矿的特征峰639，515和397cm^-1逐渐减弱。在1100℃保温1h，锐钛矿转变为金红石；对于纳米锐钛矿，在900℃保温1h后几乎全部转变为金红石，比块体（微米级）锐钛矿到金红石的相转变温度降低了200℃。     

工业纯钛微弧氧化膜的结构及拉曼光谱分析

采用微弧氧化技术,用处理电压为300, 350, 400, 450, 500 V在工业纯钛表面制备了5块氧化膜试样,利用扫描电镜和拉曼光谱研究了处理电压对氧化膜结构的影响。结果表明：氧化膜表面布满了微孔,其尺寸随处理电压的升高而增加,而微孔密度则呈相反的变化趋势。氧化膜主要由锐钛矿和金红石相组成,其相含量与处理电压的大小密切相关。当处理电压较低时,氧化膜主要由锐钛矿相组成; 随着处理电压的升高,氧化膜中金红石相的相对含量增加; 当处理电压在400～450 V时,金红石相含量增加迅速,并成为主晶相。     

Annealing effect on ion-beam-sputtered titanium dioxide film

We found that the extinction coefficient of ion-beam-sputtered titanium dioxide films first decreased with increasing annealing temperature then increased drastically when annealing temperature was increased above ~200 degrees C for 24 h of annealing time. The decreasing extinction coefficient with annealing temperature was attributed to a reduction in absorption owing to oxidation of the film by annealing. The film structure remained amorphous to 200 degrees C annealing temperature. The drastic increase of extinction coefficients above ~200 degrees C was associated with the appearance of an anatase polycrystalline structure and was attributed to scattering by the polycrystalline structure. With shorter annealing time the transition temperature from amorphous to polycrystalline anatase was higher. Guidance for reducing the optical loss of laser mirrors is proposed.     

不同氧气流量对直流磁控溅射TiO2薄膜的影响

采用直流反应磁控溅射法,以高纯Ti为靶材,高纯O2为反应气体,制备了TiO2薄膜.研究了氧气流量对薄膜结晶取向、表面形貌和光学性能的影响.研究发现,TiO2薄膜主要呈锐钛矿TiO2(101)择优取向,当氧气流量较小时,薄膜中还含有金属Ti(100),氧气流量较大时,薄膜含TiO2(101)和TiO2(004),成多晶态;薄膜的粗糙度和颗粒大小都随氧气流量的增大而增大;薄膜在400～1 100nm可见-近红外波段有较高的透射率并且其吸收峰随着氧气流量的增大而红移,当氧气流量为5sccm时,平均透射率最高.     

Synthesis and characterization of nanostructured titania film for photocatalysis

Nanostructured titania film was synthesized using nonionic triblock copolymer P123 as surfactant template removed by ethanol extraction followed by calcination at different temperatures. The results of SAXRD indicate that the mesostructures of the films are not damaged until the calcination temperature as high to 450 °C. The results of TG/DSC, UV–visible and Raman spectra analyses provide the evidences for anatase phase to occur at 400 °C and above. The results of TEM and N₂ adsorption and desorption measures indicate that, with temperature increasing from 350 to 500 °C, anatase nanocrystal sizes and pore diameter increase, while the calculated BET surface area decreases. The photocatalytic activity of the films was characterized by the degradation test of methylene blue, and the results show that it depends on both the specific surface area and the crystallinity of nanostructured titania film.     

Low-temperature liquid phase deposited TiO2 films on stainless steel for photogenerated cathodic protection applications

The low-temperature synthesis of anatase TiO₂ films was an imperative requirement for their application to corrosion prevention of metals. In this paper, a liquid phase deposition (LPD) technique was developed to prepare TiO₂ films on SUS304 stainless steel (304SS) at a relatively low temperature (80 °C). The as-prepared films were characterized using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy and X-ray photon spectroscopy (XPS). It was observed that a dense and crack-free anatase TiO₂ film with a thickness about 300 nm was obtained. The film contained some fluorine and nitrogen elements, and the amounts of these impurities were greatly decreased upon calcination. Under the white light illumination, the electrode potential of TiO₂ coated 304SS rapidly shifted to a more negative direction. Moreover, the photopotential of TiO₂/304SS electrode showed more negative values with increased film thickness. In conclusion, the photogenerated cathodic protection of 304SS was achieved by the low-temperature LPD-derived TiO₂ film.     

纳米锐钛矿的拉曼光谱特征

本文是采用化学沉淀法合成出２～４０ｎｍ的纳米锐钛矿,测定并研究了不同粒径的纳米锐钛矿样品及μｍ级和天然锐钛矿的拉曼光谱,结果表明：随着晶粒尺寸的减小,谱带强度大幅度降低,谱带蓝移。其中,１４３ｃｍ＾－１处谱带蓝移程度最大,达到１０ｃｍ＾－１（２ｎｍ锐钛矿和天然锐钛矿比较）;随着晶粒尺寸的减小,５１５和６３７ｃｍ＾－１处谱带蓝移达到一个最大值后,当粒度继续减小时,却产生红移;３９６ｃｍ＾－１谱带随着     

不同氧气流量对直流磁控溅射TiO2薄膜的影响

采用直流反应磁控溅射法,以高纯Ti为靶材,高纯O₂为反应气体,制备了TiO₂薄膜.研究了氧气流量对薄膜结晶取向、表面形貌和光学性能的影响.研究发现,TiO₂薄膜主要呈锐钛矿TiO₂(101)择优取向,当氧气流量较小时,薄膜中还含有金属Ti(100),氧气流量较大时,薄膜含TiO₂(101)和TiO₂(004),成多晶态;薄膜的粗糙度和颗粒大小都随氧气流量的增大而增大;薄膜在400~1100nm可见-近红外波段有较高的透射率并且其吸收峰随着氧气流量的增大而红移,当氧气流量为5sccm时,平均透射率最高.     

Surface-enhanced Raman scattering effect of gold nanoparticle arrays: The influence of annealing temperature,excitation power and array thickness

Gold nanoparticle arrays are fabricated for surface-enhanced Raman scattering (SERS) and the effect of the annealing temperature, the thickness of nanoparticle array and the exciting power on the SERS signals are investigated. The particle distribution and particle size are dense and uniform on the glass substrate when the 10 nm gold film was annealed at 250 °C and strong SERS signals for Rhodamine 6G were achieved via a 532 nm excitation with a 10 mW power. The SERS signal at 1650 cm⁻¹ is enhanced more than 10 times as compared to that of the gold film without annealing. The strong SERS behavior of gold nanoparticle arrays may broaden the SERS applications in biomedical and analytical chemistry.