高温氮掺杂制备二氧化钛导电粉

以廉价的偏钛酸为原料,在高温下进行N掺杂,制备了具有良好导电性能的TiO2粉,950℃焙烧3h后,体积电阻率低达6.5×10-3Ω.cm。高浓度N的受主掺杂在TiO2禁带中形成连续的能级,在紫外可见范围内都有很强的光吸收性能,电阻率随N含量的增加而下降。采用XRD、XPS、元素分析、紫外-可见漫反射、扫描电镜分析了粉体的晶相组成、元素价态、N含量、表面形态和粒径大小。     

二氧化钛涂覆多壁碳纳米管的制备及可见光催化活性

以多壁碳纳米管(MWCNTs)为反应性模板, 金属钛粉为钛源, 采用熔盐法制备碳化钛涂覆的MWCNTs中间体, 然后通过控制氧化制备二氧化钛涂覆的MWCNTs复合光催化剂. 考察了熔盐反应温度、MWCNTs和钛粉的摩尔比及氧化温度等对产物的结构和形貌的影响. 采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对其进行了系统的表征; 以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应, 考察了催化剂的可见光(λ>420 nm)催化活性. 结果表明: 所制备的催化剂基本保持了原始MWCNTs的纤维状形貌, 二氧化钛涂层在MWCNTs表面分布均匀, 并与MWCNTs之间结合紧密, 形成了Ti－O－C键. MWCNTs增强了污染物亚甲基蓝在催化剂表面的吸附, Ti－O－C键的形成使得在二氧化钛价带附近形成了杂质能级, 提高了对可见光的吸收和利用, 因此所制备的TiO₂/MWCNTs复合光催化剂表现出较高的可见光催化活性.     

镧掺杂二氧化钛光催化性能的研究

通过在TiO2晶格中掺杂La2O3,考察不同的La2O3掺杂量对光催化活性的影响,找出了La2O3的最佳掺杂量.实验结果表明由于进入TiO2晶格中的La2O3使TiO2晶格发生畸变,减少了光生电子-空穴对的复合率,提高了催化剂的光催化效率.     

纳米级掺锑SnO2导电粉体的水热合成及性能研究

高纯二氧化锡是一禁带宽度达3·8eV的绝缘体,当产生氧空位或掺杂氟、铟、锑等元素后形成N型半导体,具有导电性能。常用于这些领域的N型半导体有掺铟氧化锡(ITO)、掺锑氧化锡(ATO)、掺铝或掺镓氧化锌(AZO、GZO)。由于ATO的机械性能和热稳定性比ITO高,作为抗静电材料广泛应用于涂     

导电聚苯胺的合成、结构、性能和应用

概述了中国科学院长春应用化学研究所对导电聚苯胺合成、结构、性能和应用的研究.从合成可溶性的聚苯胺入手,阐明了聚苯胺的若干基本化学和结构问题,提出并证明了掺杂态聚苯胺的结构模型和掺杂机理;除了质子酸掺杂外,发现了聚苯胺的碘氧化掺杂、光助氧化掺杂和K+注入还原掺杂;开发了分别以环氧树脂和聚氨酯为载体的聚苯胺防腐涂料;运用掺杂剂诱导的溶解性,通过合成带聚乙二醇链的膦酸掺杂剂,实现了导电态聚苯胺的水体系加工.其中的聚苯胺树脂及防腐涂料的生产技术,已经完成中试,正在走向产业化.     

导电聚吡咯的研究

介绍了1995年获国家自然科学二等奖项目“导电聚吡咯的研究”（主要完成人：钱人元、李永舫、毕先同、裴启兵、鄢宝珍）的主要研究成果以及获奖后的研究新进展,涉及的研究内容包括导电聚吡咯的电化学聚合过程和机理、导电聚吡咯的结构、稳定性、电化学性质以及导电聚吡咯复合材料的制备等。     

含苯胺低聚物侧链的导电共聚物的合成与性能研究

通过高分子反应合成了含有不同长度苯胺链段的聚甲基丙烯酸类接枝聚合物 ,研究结果发现 ,当苯胺链段达到一定长度时 ,经质子酸掺杂后的聚合物具有一定的电导性 ,其中 ,接枝苯胺八聚体的共聚物经质子酸掺杂后其电导率可以达到 10 - 5S cm .     

掺杂聚苯胺能带结构和导电机理的研究

用EHMO-CO方法对质子掺杂聚苯胺进行了模型化理论计算,得到与吸收光谱实验数据一致的能带结构,研究表明,掺杂苯胺中的载流子是极化子,能满意地解释掺杂聚苯胺的导电机制。     

不同碳源掺杂的二氧化钛光催化活性研究

采用树脂、葡萄糖作为碳源,掺杂在钛酸四丁酯中,水解后经过独特的煅烧过程,成功合成碳掺杂的TiO2纳米粒子。通过X射线衍射、扫描电镜、氮气吸附等技术对其进行表征。在可见光与紫外光下降解罗丹明B的实验表明,合成的碳掺杂的TiO2在可见光以及紫外光下均显示了较高的催化活性。     

反应磁控溅射法制备的氮掺杂TiO2光催化膜的氮化学态和光催化活性

 采用中频交流磁控溅射法,以O2/N2混和气为反应气体,在铝片上沉积了氮掺杂TiO2膜. 利用原子力显微镜、紫外-可见光谱、X射线衍射和X射线光电子能谱等手段研究了掺杂膜的表面形貌、光吸收性能、物相组成以及膜样品中氮的化学态,并通过苯甲酰胺的光催化降解实验对光催化剂活性进行了评价. 结果表明,所得掺杂膜仅能够被紫外光所激发,反应气的配比对膜的形貌和TiO2的锐钛矿/金红石相比率均有影响,而氮在膜中以掺杂N3-、表面吸附N2和固溶N2的形式存在. 随着N3-掺入量的增加,掺杂膜的光催化活性显著提高,在反应气体组成为N2/(O2+N2)=80%(体积分数)时,掺杂N3-量为0.594%,苯甲酰胺光催化降解效果最好,其活性约为纯TiO2膜的1.5倍.     

Electrochromic properties of sputtered TiO2 thin films

TiO₂ thin films were deposited on ITO/Glass substrates by the rf magnetron sputtering in this study. The electrochromic properties of TiO₂ films were investigated using cyclic voltammograms (CV), which were carried out on TiO₂ films immersed in an electrolyte of 1 M LiClO₄ in propylene carbonate (PC). As- deposited TiO₂ thin film was amorphous, while the films post-annealed at 300~600°C contained crystallized anatase and rutile. With the increase of the annealing temperature, the surface roughness of film increased from 1.232 nm to 1.950 nm. Experimental results reveal that the processing parameters of TiO₂ thin films will influence the electrochromic properties such as transmittance, ion-storage capacity, inserted charge, optical density change, coloration efficiency and insertion coefficient.     

聚苯胺自支撑导电膜的电化学合成及性能

采用电化学方法，以高氯酸为掺杂剂，合成了具有较好导电性能和机械性能的聚苯胺自支撑膜。探讨了电化学聚合反应条件对其性能的影响，并借助ＳＥＭ、ＩＲ、ＥＳＲ等手段表征了所得聚合物。     

过渡金属掺杂二氧化钛光催化性能的研究

采用浸渍法制备了过渡金属掺杂的光催化剂MOx/TiO2(M=Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu).以乙酸的光催化氧化降解反应为探针,研究了催化剂的光催化性能.研究结果表明,经过渡金属掺杂改性的二氧化钛,光催化性能都有所提高.掺杂量有一个最佳值,在最佳掺杂量时,催化剂光催化性能的提高程度与对应金属氧化物的生成焓有很好的一致性,还发现光催化性能与过渡金属离子稳定氧化态的电子亲和势与离子半径的比值间呈现火山型关系曲线.     

玻璃和石英基体上沉积的TiO2薄膜的光催化性能

采用直流磁控反应溅射法,在玻璃和石英基体上制备了TiO2薄膜.在氧气流速超过阈值的条件下溅射,能够得到均匀透明的TiO2薄膜.在玻璃和石英基体上制备的薄膜都由均匀的锐钛矿型氧化钛晶粒组成,在晶粒中间分布着微小的孔隙.尽管在整个光谱区域内石英基体的透射率都比玻璃基体高,但在两种基体上制备的TiO2薄膜的光谱吸收边沿基本相同.薄膜中的Ti都以Ti4 形式存在.两种TiO2薄膜光催化降解甲基橙的能力相差不大.     

溅射参数对ZnO薄膜物性的影响

采用磁控溅射方法分别在ITO玻璃和硅片上成功制备了具有良好C轴取向的ZnO薄膜.并研究了溅射气压,基底温度,以及氧偏压对ZnO薄膜物性的影响,从而确定了制备ZnO薄膜的最佳溅射条件.     

直流反应磁控溅射方法制备碳掺杂TiO2薄膜及其可见光活性

室温下通过直流反应磁控溅射的方法, 利用碳钛镶嵌靶在Ar/O2气氛中制备了碳掺杂纳米TiO2薄膜, 并通过X射线衍射(XRD)、UV-Vis透射光谱以及光电化学的方法对薄膜进行了表征. XRD测试结果表明, 靶中碳和钛的面积比小于0.10时, 碳掺杂的引入有利于TiO2薄膜的晶格生长, 并随靶中碳面积的增加, 薄膜的结晶度也相应提高. 由透射光谱计算得到的禁带宽度表明, 靶中碳和钛的面积比为0.05时, 薄膜的禁带宽度由纯TiO2薄膜的3.4 eV减小到3.1 eV. 光电测试结果表明, 靶中碳和钛的面积比小于0.10时, 碳的引入可以提高薄膜的光电响应, 面积比为0.10时, 可见光下0 V时薄膜的光电流密度为0.069 μA·cm-2; 但碳和钛的面积比增加到0.16时, 测得的薄膜光电响应异常.     

Co掺杂对TiO2光催化剂结构与性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Co掺杂的TiO2粉末, 利用透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见光谱和X射线衍射技术对粉末进行了表征, 并利用环形光催化反应器对其光催化活性进行了测试. 结果表明, 随焙烧温度的增加, Co/TiO2粉末的晶粒尺寸逐渐增大, 升至873 K时, 钴元素以CoTiO3形式从TiO2中析出, 同时TiO2由锐钛矿型向金红石型发生转变, 相转变过程中晶格常数a和c以及晶胞体积发生收缩. 掺杂钴以后, 粉末的光谱吸收范围被拓展至可见光, 但是其光催化活性却明显降低.     

掺铜二氧化钛光催化剂的XPS研究

利用浸渍法制备了铜掺杂的二氧化钛，以乙酸为模型物研究了催化剂的光催化活性，利用XPS结果对改性后的催化剂进行了分析.结果表明，改性后的催化剂表面吸附氧的提高和Cu＋/Cu2＋的共存有利于光生载流子的分离和界面电子转移，因而改善了催化剂的光催化性能.