锐钛矿型二氧化钛/碳复合材料的水热法制备及性能研究进展

锐钛矿型二氧化钛是二氧化钛的低温相,作为一种n型半导体在400 ℃以下稳定存在。将其与碳材料进行复合形成复合材料,利用碳的高导电性可有效改进二氧化钛的导电能力,使其比容量与能量密度显著提升,从而使二氧化钛/碳复合材料在锂电池、超级电容器、光催化等领域具有较大的发展潜力。本文综述了锐钛矿型二氧化钛/碳复合材料的水热法制备现状,以及锐钛矿型二氧化钛/碳复合材料的电化学性能和光催化性能研究进展。     

纳米二氧化钛的水热法制备及在染料敏化太阳能电池中的应用

分别在盐酸和冰醋酸溶液中水解钛酸四正丁酯,得到前驱体,通过水热法制备锐钛矿型二氧化钛纳米晶体.以纳米二氧化钛为电子传输体组装染料敏化电池,通过XRDI、CP、DRS、TEM、SEM和电池的光电性能测试,研究制备的二氧化钛对电池光电性能的影响.结果表明,水热反应温度对染料敏化太阳能电池光电性能有较大影响,在有机酸介质中制备的二氧化钛具有较高的光电转换效率.     

镧掺杂二氧化钛纳米管光催化性能

以多孔有序阳极氧化铝为模板,利用溶胶-凝胶法制备掺杂La的二氧化钛纳米管,用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪和比表面分析仪对其进行表征,以甲基橙为目标降解物,对比未掺杂的二氧化钛纳米粉、纳米管以及掺杂的二氧化钛纳米粉研究其光催化性能,并对降解机制进行分析。结果表明：适量的掺杂有利于提高二氧化钛纳米管的光催化性能,掺杂存在一个最佳量,本试验条件下为1%（质量分数）。掺杂的二氧化钛纳米管光催化性能优于掺杂的纳米粉。     

商品二氧化钛的光催化性能比较

以甲醛的光催化氧化反应为指标反应 ,对商品二氧化钛的光催化性能进行了对比研究 ,发现不同的商品二氧化钛 ,其光催化活性呈现较大的差异 .利用XPS ,XRD等手段研究了各种二氧化钛的表面物种和晶体结构 .探讨了影响二氧化钛光催化性能的各种因素     

二氧化钛形貌和结构的可控合成及应用研究综述

本文对薄膜结构、仙人球状、花形结构、管状、海胆状、糖葫芦状、十面体和块状立方体八种不同形貌和结构的二氧化钛进行综述,不同形貌和结构二氧化钛的可控合成对其应用性能至关重要,本文综述为二氧化钛的合成及性能开发提供理论依据.     

甲苯-2,4-二氨基甲酸甲酯的光降解考察金红石TiO2颜料紫外屏蔽特性

以甲苯-2,4-二氨基甲酸甲酯(2,4-TDC)为分子探针模型,构建了一种新的评价金红石二氧化钛颜料紫外屏蔽性能的反应体系,系统地考察了反应条件对分子探针光降解的影响,并对一系列二氧化钛颜料紫外屏蔽性能进行了对比研究。结果表明,金红石二氧化钛作用下,2,4-TDC光降解过程符合一级反应动力学;随着二氧化钛颜料用量的增加,2,4-TDC光降解速率常数呈现指数次下降趋势;紫外光照下表面包覆的金红石二氧化钛颜料不能完全抑制·OH和h⁺活性物种的产生。根据2,4-TDC的光降解速率常数,能体现一系列工业金红石二氧化钛颜料紫外屏蔽性能差异。该方法具有条件温和、操作简便、实验周期短、结果重现性好等优点,将在二氧化钛颜料的紫外屏蔽性能测试中具有潜在的应用价值。     

不同形态二氧化钛-石墨烯复合材料的表征及光催化性能研究

研究了二氧化钛的形态对二氧化钛-石墨烯(GN)复合材料光催化性能的影响。采用水热法制备了3种不用形态的二氧化钛,即钛纳米管(TNT)、钛纳米片(TNS)与二氧化钛纳米粒子(TNP)。采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见分光光度法等对所得的复合材料进行表征。通过在紫外灯照射下降解活性黑染料与诺氟沙星药物的混合废水测试了复合材料的光催化性能。结果表明:不同形态二氧化钛-石墨烯复合材料的光催化性能均优于纯商业用二氧化钛,所制备材料在形态上的差异对复合材料催化性能也有较大的影响。     

可见光响应的镍硅共掺杂二氧化钛及其光催化性能

为了更好地利用太阳光和提高二氧化钛的光催化性能,以钛酸四正丁酯、正硅酸乙酯、六水合硝酸镍为原料,在高压釜中140℃非水溶剂热反应,所得材料经400℃焙烧制得镍硅共掺杂的二氧化钛光催化剂.所得材料用X射线衍射、氮吸附、透射电镜、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、紫外漫反射等测试手段分析,结果显示所有样品均为锐钛矿型二氧化钛,Si和Ni均掺杂到TiO2体相中,样品具有较大的比表面积,其最大达303.3m2·g-1.在可见光照射下,以降解罗丹明-B为探针反应研究其可见光催化性能,与未掺杂和镍掺杂的二氧化钛相比较,共掺杂的二氧化钛具有更高的可见光催化性能,当Ni/Ti和Si/Ti的物质的量的比分别为0.01和0.20时,可见光催化性能最好.可见光催化性能的提高归因于镍和硅的协同作用.     

二氧化钛-石墨烯复合物的制备及其光催化性质

以氧化石墨和商业用二氧化钛为前驱物,在150℃水热条件下制备了二氧化钛-石墨烯复合物,利用XRD、Raman、SEM、TEM和低温N2吸附-脱附测试对复合物的结构和形貌进行了表征。以亚甲基蓝溶液模拟染料废水,研究了二氧化钛-石墨烯复合物在紫外光及可见光下的光催化效果,结果表明,该复合物的光催化性能较之商业用二氧化钛有较大提高。对光催化机理的研究表明,二氧化钛-石墨烯复合物光催化性能提高的原因是其对于染料分子的吸附能力提高、吸光能力增强,并且复合物中电荷分离效率也有很大提高。     

氮掺杂改性二氧化钛光催化剂的研究进展

综述了近年来国内外利用氮掺杂改性二氧化钛的光催化剂性能、提高可见光的利用效率的最新研究进展;分析和讨论了氮掺杂二氧化钛的制备方法、理论计算和结构模型、掺杂机理等;总结了氮掺杂改性二氧化钛存在的问题,同时讨论了今后的研究方向.     

绿色合成法制备聚氨酯/纳米二氧化钛杂化复合材料及其荧光性能初探

采用无毒、无害的绿色方法合成聚氨酯,通过原位复合法制备出一种新型的聚氨酯/纳米二氧化钛杂化复合材料。利用傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)、差示扫描量热分析方法(DSC)分别对聚氨酯/纳米二氧化钛杂化前后的结构进行表征。通过循环伏安法检测表明此杂化复合材料有良好的电化学稳定性及可逆性。采用荧光技术对聚氨酯/纳米二氧化钛杂化复合材料的性能进行研究。试验结果表明:当纳米二氧化钛与聚氨酯的质量比为100:7,超声时间为5 min时,得到的聚氨酯/纳米二氧化钛杂化复合材料的性能最好。     

氧化锌包覆超细二氧化钛的制备及其紫外屏蔽性能

采用分步-均一沉淀法,以尿素为沉淀剂制备粒径为40nm的锐钛矿型二氧化钛超细粒子,并在其表面包覆晶体粒径为10.2nm的氧化锌,研究了不同含量的氧化锌对包覆效果及紫外吸收性能的影响.结果表明,合成的氧化锌包覆超细锐钛矿型TiO₂的紫外吸收性能明显高于锐钛矿型超细二氧化钛、金红石型二氧化钛及市售氧化锌.     

硅烷偶联剂改性的二氧化钛光催化降解气相苯

 用硅烷偶联剂KH-570对二氧化钛光催化剂进行了改性,制备了一种新型光催化剂. 以苯作为 模拟气体,在静态反应装置中考察了该催化剂的光催化性能. 结果表明,KH-570能显著提高 二氧化钛对气相苯的光催化降解性能,其转化率是纯二氧化钛的2.5倍. 采用红外光谱和X射线光电子能谱对催化剂进行了表征.     

TiO2/Sr2CeO4上苯气相光催化氧化

 以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛,用发光材料Sr2CeO4负载二氧化钛,经450 ℃焙烧得到不同负载量的光催化剂. 以苯为模拟气体,在静态反应装置中考察了该催化剂对苯氧化的催化性能. 结果表明,二氧化钛负载在Sr2CeO4上能显著提高对气相苯的光催化降解性能,二氧化钛负载量为1.0%时催化剂活性最高,在反应的6 h内未观察到催化剂有失活的现象.     

阳极氧化法制备光电化学防腐蚀二氧化钛薄膜

应用阳极氧化法制备二氧化钛薄膜.研究了阳极氧化电压、电解质的性质、浓度对二氧化钛薄膜光电化学防腐蚀性能的影响,并测定该薄膜在模拟海水中的极化曲线以及与45#碳钢的耦合电流曲线.     

水热法可控合成二氧化钛纳米晶及其在染料敏化太阳能电池中的应用

本文报道了水热法可控合成二氧化钛纳米晶及其在染料敏化太阳能电池中的应用.选择合适的有机碱胶化剂,能很好地控制二氧化钛纳米晶的生长,形成不同形貌和粒径的锐钛矿型二氧化钛纳米晶颗粒.染料敏化太阳能电池光电性能测试结果表明,以四乙基氢氧化铵为胶化剂合成的边长为8～13nm的正方形二氧化钛纳米晶构成的光阳极光电性能优于以四丁基氢氧化铵为胶化剂合成的边长为7～10nm的正方形二氧化钛纳米晶以及长18～35nm,宽10～18nm的长方形二氧化钛纳米晶构成的光阳极.用较高浓度的四甲基氢氧化铵胶化剂能合成球形或椭球形亚微米级二氧化钛颗粒,以其为散射中心在光阳极中构建散射层,染料敏化太阳能电池的光电转换效率能由6.77%提高到8.18%.     

纳米TiO_2材料对人类健康的环境风险分析

纳米二氧化钛具有卓越的物理化学性能,在环境、医学、电子信息等众多领域得到了广泛的应用.然而,随着纳米二氧化钛材料的广泛应用,它给环境及人类健康带来的潜在风险也开始引起人们的关注.相关研究表明,纳米二氧化钛颗粒或含纳米二氧化钛的材料对某些生物具有明显的毒性作用,且在特定条件下这种毒性作用会加强.本文对目前有关纳米二氧化钛应用中有关环境及健康风险的文献进行了综述,在介绍纳米二氧化钛材料在光催化作用等领域应用的基础上,分析了其对环境及人类健康可能带来的潜在风险,并提出了目前研究中存在的不足及进一步研究的建议.     

有机电解液在阳极氧化法制备TiO2纳米管中的应用

二氧化钛纳米管由于其特殊的结构和优异的性能,在很多领域都有着重要的应用前景。阳极氧化法是制备二氧化钛纳米管的一种主要方法。近来,在阳极氧化法中使用有机电解液来制备二氧化钛纳米管取得了非常显著的效果。与传统的水溶性电解液相比,其深宽比和光电转换效率有了很大的提高。本文主要介绍了二氧化钛纳米管的阳极氧化原理以及有机电解液在阳极氧化法中对二氧化钛纳米管生长过程的影响。     

有机电解液在阳极氧化法制备TiO2纳米管中的应用

二氧化钛纳米管由于其特殊的结构和优异的性能,在很多领域都有着重要的应用前景。阳极氧化法是制备二氧化钛纳米管的一种主要方法。近来,在阳极氧化法中使用有机电解液来制备二氧化钛纳米管取得了非常显著的效果。与传统的水溶性电解液相比,其深宽比和光电转换效率有了很大的提高。本文主要介绍了二氧化钛纳米管的阳极氧化原理以及有机电解液在阳极氧化法中对二氧化钛纳米管生长过程的影响。     

电沉积二氧化钛纳米微粒膜的光电化学性能和表面形貌研究

采用光电流谱、透射光谱和扫描微探针显微镜技术对电沉积法制备的二氧化钛纳米微粒膜的光电化学性能和表面形貌进行了研究.结果表明,不同制备条件下的二氧化钛纳米微粒膜具有与紧密的半导体电极不同的光电化学性质,并探讨了其光电化学性能与表面形貌的关系.