TiO2-CeO2对电极材料的制备及其应用

本文采用溶胶-凝胶法制备TiO2-CeO2复合薄膜以期用于电致变色器件作对电极.通过调节Ti与Ce的原子摩尔配比对成膜的质量进行了研究.运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光吸收光谱(UV)、循环伏安法对制得的复合薄膜的晶体结构、表面形貌及循环特性进行了表征.结果表明,当Ti与Ce的原子摩尔比为1:1时,制得的复合薄膜表面平整、致密,呈非晶态结构;在离子注入-抽出过程中,薄膜具有较快的电化学响应和较高的电荷容量.将该复合薄膜用于全固态电致变色器件中作对电极,当负载电压为3.4 V时,器件在632.8 nm波长处的色调范围达到56.8;,获得了良好的变色性能.     

纳米结构WO3/TiO2复合薄膜的制备及应用进展

WO3/TiO2复合薄膜具有许多特性,是一种优良的光电功能薄膜材料.利用先进的制膜技术获得性能优异的纳米结构WO3/TiO2复合薄膜,对提高光电器件的性能及应用具有重要意义.本文着重介绍了溶胶-凝胶法、水热法、电沉积法和磁控溅射法制备纳米结构WO3/TiO2复合薄膜.总结了纳米结构WO3/TiO2复合薄膜在电致变色智能窗、光催化技术、湿度传感器上的应用.最后,针对纳米结构WO3/TiO2复合薄膜现状提出了未来发展趋势.     

WO3基电致变色器件的制备及性能研究

本文采用真空热蒸发法,在ITO基底上制备WO3薄膜,之后在空气气氛中对其进行了400℃,1 h的退火处理.SEM测试结果表明,退火后的WO3薄膜变得更为致密平整.将退火后的WO3薄膜,及通过溶胶凝胶法制得的TiO2-CeO2对电极薄膜和PC-PEO-LiClO4凝胶态电解质封装得到电致变色器件,以探索该退火处理对WO3薄膜电致变色性能的影响.结果表明,该WO3基电致变色器件在632.8 nm处的光学调制幅度达56.8;,记忆时间超过24 h,且具有良好的循环稳定性.本研究表明WO3薄膜的后期退火处理对制备高性能WO3基电致变色器件具有重要的意义.     

Ce掺杂TiO2纳米复合薄膜的制备及光催化活性

采用溶胶-凝胶技术,以CTAB作为模板剂,提拉法镀膜制备了Ce掺杂TiO2纳米复合薄膜,利用XRD、N2吸附-脱附、UV-Vis、SEM及XPS对样品进行了表征.结果表明,铈离子以Ce4+和Ce3+两种形式存在于体系中,而CTAB有效抑制了TiO2晶粒的长大和二氧化钛晶相的转变,加入CTAB的Ce掺杂TiO2纳米复合薄膜的吸收带边较纯的TiO2发生了红移.光催化活性表明,这种处理方式明显提高了TiO2光催化活性.在紫外光照120 min下,CRAB(1.0;)/Ce(1.0;)-TiO2纳米复合薄膜的光催化活性最佳,对甲基橙降解率达到95.3;.     

铈掺杂二氧化钛的化学态分析

采用溶胶-凝胶法制备纯TiO2粉末和5mol; Ce掺杂TiO2粉末,利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)表征样品的相变过程和化学态变化,主要探讨了Ce掺杂对TiO2相变温度、物相组成、化学态及吸收光谱范围的影响.结果表明:掺杂Ce抑制了TiO2的相转变和晶粒长大.随着热处理温度升高,Ce掺杂TiO2的晶格氧峰增强而吸附氧峰降低,而且Ti2p3/2结合能减小,Ce3+逐渐被氧化为Ce4+.掺杂Ce拓宽了TiO2的可见光谱吸收范围.     

铋铁共掺纳米TiO2复合薄膜的制备及光催化性能

本文以钛酸丁酯、硝酸铋、硝酸铁为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了铋铁共掺的纳米TiO2复合薄膜.用XRD、UV-VIS、SEM及降解率等方法对样品进行了表征.以甲基橙为降解物,考察Bi3+和Fe3+掺杂对TiO2复合薄膜催化剂的光催化活性影响及其机理研究.结果表明Bia+和F3+掺杂后,纳米TiO2复合薄膜光催化活性有了明显的提高.     

WO3薄膜的电致变色与响应时间机理研究

采用直流反应磁控溅射方法制备了纳米WO3薄膜,研究了溅射气压对WO3薄膜的表面形貌和微结构的影响.利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对WO3的微结构进行了表征.采用紫外-可见分光光度计和循环伏安测试系统对样品的电致变色及响应时间性能进行了研究.结果表明,纳米WO3薄膜的微孔结构特征具有较大的比表面积,有利于改善其电致变色性能.当溅射气压为4Pa时,WO3薄膜在可见光区的电致变色平均调色范围达到了71.6;,并且其着色响应时间为5 s,漂白响应时间为16 s.     

全薄膜电致变色元件的制备及其光学性能研究

采用磁控溅射法在单层玻璃基片上制备了由多层薄膜构成的电致变色元件,通过XRD、SEM等对薄膜及元件的晶体结构、表面形貌等进行了表征分析.采用可见光透射谱,研究了元件的电致变色性能.结果表明,较低的基片温度和较大的靶基距是采用磁控溅射制备电致变色元件的两个很重要的因素.所制备的全薄膜电致变色元件在处于漂白态和着色态时,对可见光的透过率分别达到了47.19;和15.67;,对光的透射率调节范围为31.52;.该全薄膜电致变色元件在电致变色智能窗领域具有较大的应用潜力.     

Nd~(3+)、Eu~(3+)、Tb~(3+)掺杂纳米TiO_2的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂1 mol%Nd3+、Eu3+、Tb3+的TiO2纳米光催化剂,通过X射线衍射、比表面积、紫外-可见吸收光谱等对制备的光催化剂进行了表征,并通过甲基橙的光催化降解研究了样品的光催化性能。结果表明,稀土离子的掺杂能有效抑制TiO2纳米粒子的生长,进而增大比表面积,并且掺杂纳米TiO2光催化剂紫外-可见吸收带边都有一定的红移;掺杂纳米TiO2光催化剂的活性优于未掺杂纳米TiO2光催化剂,其中Eu3+/TiO2的光催化活性为最强。     

Zn~(2+)掺杂二氧化钛复合薄膜的制备与性能研究

本文以钛酸丁酯、二乙醇胺、硝酸锌为主要原料,在乙醇-水体系中,通过溶胶-凝胶法获得TiO2-ZnTiO3、TiO2-Zn2TiO4溶胶,经600~800℃热处理后制备了TiO2-ZnTiO3、TiO2-Zn2TiO4复合薄膜。利用XRD、SEM、AFM和接触角测试等表征方法详细研究了复合薄膜的物相、微观结构、表面形貌以及亲水性和光催化性能。结果表明:与TiO2薄膜相比,TiO2-ZnTiO3、TiO2-Zn2TiO4复合薄膜具有优越的亲水性和光催化性能。在紫外光照60 min条件下,接触角从TiO2薄膜的15.4°,下降到TiO2-Zn2TiO4复合薄膜的7.3°、TiO2-ZnTiO3复合薄膜的5.2°。在紫外光照180min条件下,亚甲基蓝降解率从TiO2薄膜的60%,提高到TiO2-Zn2TiO4复合薄膜的80%、TiO2-ZnTiO3复合薄膜的90%。由于Zn2+的掺杂增加了薄膜表面的羟基,且ZnTiO3、Zn2TiO4晶型具有催化特性,从而提高了ZnTiO3、Zn2TiO4复合薄膜的自清洁性能。