锐钛矿相TiO2纳米棒状晶体的水热合成

以TiCl3为前驱物,在前驱物中添加一定的钛酸钠纳米管,在水热条件下,合成了锐钛矿相TiO2纳米晶体.其工艺参数为:1.0 mol/L KF为矿化剂,填充度为68;,150 ℃恒温保持24 h.生成的晶体形貌为块状.当添加经400 ℃烧结过的钛酸纳米管时,合成了棒状锐钛矿晶体,晶体直径约为10 nm,长度约为30～100 nm,最大长径比约为5:1.研究了在前驱物中添加不同的纳米管时对生成物的影响.     

Ni2+/TiO2纳米管的光催化活性

以Ni2+/TiO2粉体和NaOH为原料,采用水热法制备了Ni2 +/TiO2纳米管,通过XRD、UV-Vis、SEM等技术对Ni2+-TiO2纳米管的结构、形貌等进行表征,并以罗丹明B为目标降解物,对样品光催化活性进行评价.结果表明:煅烧前,样品主要以钛酸盐的形式存在,有很好的管状结构,管壁较薄,管径为50 ～ 100 nm,管长约为12μm,长径比较大.UV-Vis谱显示约为在284 nm处有一个较弱的吸收峰;500℃煅烧后,钛酸盐的衍射峰强度明显降低,TiO2衍射峰强度增强,纳米管出现坍塌、断裂,锐钛矿相显著,对光的吸收范围也拓展到可见光区,且煅烧后样品的光催化活性显著提高,60 min降解率可达95;.     

Electrical properties of TiO2 thin films

The electrical properties of n-type titanium dioxide thin films deposited by magnetron-sputtering method have been investigated by temperature-dependent conductivity. We observed that the temperature dependence of the electrical conductivity of titanium dioxide films exhibits a crossover from T^?1/4 to T^?1/2 dependence in the temperature range between 80 and 110 K. Characteristic parameters describing conductivity, such as the characteristic temperature (T₀), hopping distance (R_hop), average hopping energy (Δ_hop), Coulomb gap (Δ_C), localization length (ξ) and density of states (N(E_F)), were determined, and their values were discussed within the models describing conductivity in TiO₂ thin films.     

高纯TiO2超微粉体的制备

以廉价的TiCl4为原料,液体石蜡为纯化剂,氨水作形核剂,制备出高纯TiO2超微粉体。用XRF分析了样品的物相组成;XRD和SEM等手段表征了粉体合成过程的物相变化和形貌特征。结果表明,TiCl4经过矿物油(液体石蜡)除钒和精馏除铁等杂质后进行水解,当TiCl4溶液浓度0.65 mol/L,水解温度60℃、反应时间2 h、pH值=7、在800℃煅烧2 h条件下,制备出TiO2的纯度达到99.9952%,晶型为金红石相,晶粒尺寸约0.65μm,形貌近球形。     

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.     

磁控溅射（TiO2-ZnO）/TiO2梯度复合薄膜的制备及光致亲水性研究

采用磁控溅射离子镀设备制备了(TiO2-ZnO)/TiO2梯度复合薄膜,通过TEM、AFM、Raman、XPS分析了复合薄膜的结构、形貌和表面羟基含量,以甲基橙作为有机降解物,研究了(TiO2-ZnO)/TiO2梯度复合薄膜与普通TiO2-ZnO复合薄膜和TiO2薄膜在光催化性能和光致亲水性能上的差异。结果表明:(TiO2-ZnO)/TiO2梯度复合薄膜具有以主体为TiO2-ZnO层、顶层为TiO2的梯度结构,且薄膜表面致密、粒径均匀(10～14 nm),光催化性和亲水性均优于普通TiO2-ZnO复合薄膜和TiO2薄膜,且其光波响应范围红移至450 nm、表面羟基含量高达12.53%,同时梯度复合薄膜的抗光腐蚀性能良好,4 h以后其润湿角仍保持不变。     

钛精矿湿化学法合成Fe2TiO5/TiO2复合纳米粉体

以攀枝花钛精矿作为初始原料,采用湿化学法制备铁钛氧化物纳米粉体.利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM/EDS)、BET氮气吸附法、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对合成的粉体进行表征,测试结果表明:合成了相组成为85.72 ;质量分数 Fe2TiO5和14.28 ;质量分数 TiO2(金红石)复合纳米晶粉体,平均晶粒尺寸为38 nm;近似球形的粉体颗粒及其聚集体,比表面积为16.80 m2/g;粉体在波长250～600 nm范围内均有较强的光吸收,由Fe2TiO5电子跃迁形成的起始吸收边为593 nm,相应的能带宽度为2.09 eV.     

TiO2介孔材料的制备及其结构表征

以三嵌段高分子表面活性剂EO20PO70EO20(P123)为模板剂,异丙醇钛(TTIP)为无机母体源,采用溶胶-凝胶法制得稳定透明的TiO2凝胶,经煅烧后得到了TiO2介孔材料.分别用X射线衍射(XRD)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、N2吸附-脱附和紫外-可见分光光度计对TiO2介孔材料的结构、形貌、比表面积、孔径以及光催化活性进行了表征.所得结果表明:通过调整P123与TTIP的配比,在400℃下煅烧可得到局部结晶有序、比表面积大、催化活性高的TiO2介孔材料.     

TiO2含量对铁铝尖晶石晶体结构影响的研究

以分析纯氧化铁、氧化铝和二氧化钛为原料,按FeO∶Al2O3质量比为40.8∶59.2配料,并于合成体系中分别引入质量分数为0、1;、3;和5;的二氧化钛.在保护气氛(CO2/CO)下于1550℃煅烧4h合成铁铝尖晶石.用X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱对烧后试样进行分析.结果表明:在铁铝尖晶石合成过程中,引入的TiO2参与了铁铝尖晶石的结晶、长大;添加TiO2的铁铝尖晶石衍射峰向小角度偏移,晶格常数增大.TiO2加入量小于1;时,各试样的微观结构都比较均匀,引入的TiO2进入了铁铝尖晶石的晶格,且以复合尖晶石的形式存在;TiO2添加量大于3;时,烧后试样的结晶形貌发生明显变化,铁铝尖晶石发生分解.     

花状TiO2的制备及光催化性能研究

采用溶剂热法合成了花状TiO2,运用SEM、XRD和N2物理吸附-脱附等对其形貌、结构、比表面积和孔径进行了表征,并以甲基橙为模拟污染物研究了它们的光催化性能.结果表明,花状TiO2结构为锐钛矿相,是由纳米晶定向聚集形成纳米棒组成的3D花状结构,花状结构的直径在0.7～1.5 μm,平均直径在1.1μm,细小纳米晶聚集形成的纳米棒的直径在20～25 nm,长度100～ 150 nm.该样品具有较高的比表面积,表现出良好的光催化活性.     

TiO2 thin films as sensing gas materials

TiO₂ thin films were prepared by DC reactive magnetron sputtering on heated Si, quartz and glass substrates using O₂ and water vapor as reactive gases. The percentage of anatase and rutile as well as the grain size strongly depend on the deposition conditions, as revealed by X-ray diffraction patterns. The films deposited on Si substrates are pure rutile, while a mixed anatase/rutile structure occurs in the films deposited on glass and quartz substrates. Smaller grain rutile and anatase films were prepared in a water vapor atmosphere, in contrast to the films grown in oxygen. The former choice considerably increases the sensing properties of titanium dioxide films. The gas sensitivity was investigated for some reducing gases (methane, acetone, ethanol and liquefied petroleum gas) and the optimum operating temperatures were found.     

氟改性TiO2的制备及光催化性能研究

以钛酸丁酯为钛源,氟化铵为氟源,采用溶胶凝胶法制备氟改性二氧化钛光催化剂,并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见光分度计(UV-Vis)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光荧光光谱仪(PL)、氮气吸附-脱附等方法对样品进行表征.以甲基橙(MO)为模拟污水,研究其光催化活性.结果 表明:F改性TiO2为纳米锐钛矿相,比表面积为141 m2/g.F以化学吸附态存在于TiO2的表面,形成(=)Ti-F基团,F的加入使得TiO2的吸收带边发生了红移,在甲基橙浓度为20 mg/L,紫外光照射时间为80 min时,F改性TiO2的脱色率最大达到了97;,具有较高的光催化活性.     

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.     

CeO2/TiO2异质结纳米花的制备及光催化性能研究

异质结催化剂以其优异的光电性能、光催化性能及在降解有机污染物上的实用性,吸引了广大研究者的注意.采用水热法,制备了CeO2/TiO2异质结纳米花,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、和紫外-可见光吸收(UV-vis)等分析手段对制备的样品形貌和结构进行表征,并以甲基橙为目标污染物,考察了样品的光催化性能,并且对光催化降解的机理进行了分析.我们发现,这种异质结构将其紫外-可见光吸收边由紫外光区域拓宽到可见光区域,从而提高光响应范围.研究表明CeO2/TiO2异质结纳米花表现了优异的催化活性,在60 min内降解了98;的甲基橙,这主要是源于其特殊的异质结构,能增强光催化活性.     

SnO2负载TiO2纳米管的制备与光催化活性

结合阳极氧化法和脉冲沉积法合成SnO2/TiO2纳米管光催化剂,实现了SnO2纳米颗粒在TiO2纳米管表面的均匀负载.利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)以及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对样品进行表征,以甲基橙为模拟污染物,评价了纳米管的光催化活性.结果表明,SnO2/TiO2纳米管经750℃煅烧后主晶相为锐钛矿相TiO2,含少量金红石相TiO2和SnO2,三者两两之间形成三元异质结,促进光生电子-空穴对的分离,此时SnO2/TiO2纳米管表现出最佳的光催化活性,紫外光下对甲基橙1 h分解比例由32.4;提升至96.5;.     

钛硅复合氧化物晶体结构及光催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了TiO2和钛硅复合氧化物,对样品进行了X射线衍射(XRD)、比表面积测试(BET)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)分析,并以甲基橙为模拟污染物,考察了其光催化性能.结果发现,添加硅能有效的阻碍TiO2晶型转变,抑制TiO2晶粒生长,细化晶粒,增大粒子的比表面积,加入硅还能使TiO2带隙能增加,使其具有更强的氧化还原能力;钛硅复合氧化物具有较高的光催化活性,当煅烧温度为900℃,添加硅的摩尔分数为20;时,光催化活性最佳.     

TiO2/SiO2双层减反射膜的制备及其性能研究

采用真空电子束蒸发法制备TiO2/SiO2双层减反射膜,实现宽波段范围内的低反射率,以满足砷化镓三结太阳电池对入射光的需求.主要研究了基片温度、电子束流和充氧量对TiO2、SiO2单层膜性能(膜层厚度、折射率)的影响.研究过程中,按照三因素两水平的正交实验进行,用分光光度计对TiO2、SiO2薄膜样品的折射率进行测试.实验结果显示,两种氧化物介质膜的折射率均随基片温度和束流的升高而增加,随氧压的升高而降低,工艺参数对TiO2膜性能影响较大.     

Investigation of TiO2SiO2 glasses by X-ray absorption spectroscopy

The coordination and nearest-neighbor bond distances of Ti in a series of TiO₂SiO₂ glasses have been quantitatively determined using a combination of XANES and EXAFS measurements about the Ti K-edge at 4966 eV. The glasses covering the range 0.012 to 14.7 wt% TiO₂ were prepared by flame hydrolysis of predetermined mixtures of SiCl₄ and TiCl₄ vapors. At TiO₂ concentrations below ～0.05 wt%, Ti is found in a rutile-like octahedral coordination. With increased TiO₂ content in the glass, a two-site model applies, in which Ti is found predominately in a fourfold site. About ～9 wt% TiO₂, t6he sixfold/fourfold ratio increases appreciably and eventually at ～15 wt% TiO₂, crystalline TiO₂ segregates out as a second phase. The average TiOSi bond angle in these glasses was estimated to be ～159 ° which is slightly larger than the most probable value of 152 degrees for SiOSi in vitreous SiO₂. Within the accuracy of the edge shift measurements all Ti in the glass is in 4+ valence. Finally, various physical properties such as density, optical transparency and thermal expansion are correlated in light of the new structural data for this interesting binary silicate glass system.     

Ag/TiO2的制备及光催化性能研究

以钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了Ag掺杂纳米TiO2,结合XRD、TEM、Uv-vis等测试手段,对样品的结构和性能进行了表征.以甲基橙溶液为目标降解物,探讨了Ag掺杂纳米TiO2的光催化活性,分析了Ag掺杂纳米TiO2提高光催化性能的机理.结果表明,Ag掺杂使TiO2晶粒减小,拓展了TiO2的光谱响应范围,降低了光生电子和空穴的复合几率;Ag掺杂后,TiO2光催化剂的吸收光谱向可见光区发生红移.Ag掺杂量为n(Ag)∶n(TiO2)=0.08;,紫外光下240 min,Ag掺杂纳米TiO2前后材料对甲基橙溶液去除率由60.3;提高到83.1;.