掺铁TiO2纳米薄膜的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶提拉法制备了掺铁改性TiO2纳米材料镀膜玻璃,研究了掺铁、PEG用量、镀膜层数等因素对TiO2纳米膜透光率和光催化降解性的影响,并对相关机理进行了探讨。研究发现,掺铁能提升TiO2纳米膜的光催化活性,催化降解速率为不掺铁时的1．38倍;溶胶前驱体中PEG用量为0．1g（0．13wt％）时制取的薄膜具有最佳的光催化活性和较好的透光率,低于或超过这个值,催化降解效果都不理想;镀膜层数为2～5层时,均有较高的透光率,光催化活性依次递增,其中综合效果最佳的为2层镀膜。纳米TiO2镀膜玻璃是一种性能优异的新型自净节能环保材料,在高楼建筑、灯具制造、城市照明系统等领域具有潜在的广泛用途。     

二氧化钛多孔膜的UV-Vis光谱与光催化性能研究

以钛酸四丁酯(Ti(OBu)4)、乙醇胺(MEA)、聚乙二醇(PEG)和无水乙醇为反应体系,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2溶胶并通过浸渍提拉法制得了TiO2多孔膜,用UV-Vis,XRD和AFM对制得的多孔膜进行了表征,讨论了薄膜的紫外-可见透过光谱随着薄膜层数的变化规律以及其与膜厚的关系,结果表明在本实验条件下薄膜转移得很均匀,每层膜厚度约为60nm。多孔膜的光催化测试结果表明,随着薄膜层数的增加,光催化活性也逐渐增强,10层多孔膜的光催化活性最高。     

溶胶-凝胶法制备TiO_2纳米薄膜及其光催化性能的研究

本文通过溶胶－凝胶工艺在玻璃表面制得了均匀透明的ＴｉＯ２纳米薄膜，其纳米颗粒的大小在５０～１５０ｎｍ范围内。该镀膜玻璃的透光性较好，在可见光范围内它相对于普通玻璃来说透光率在７２％以上。敌敌畏水溶液的光催化降解实验表明：起光催化作用的ＴｉＯ２晶型主要是锐钛矿型，因此热处理温度控制在５５０℃较好。随着镀膜次数的增加，光催化效率提高，当镀膜达到１０次时，光解率达到最高，再增加镀膜次数，光解率几乎没有提高。随着光催化效率的进一步提高，该类材料可望在环境保护、污水处理、空气净化等方面具有广阔的应用前景。     

基于平面硅的晶硅异质结太阳电池表面减反膜的优化

目前晶硅异质结太阳电池大多采用刻蚀绒面来减小光学损耗,但该方法工艺繁琐,且重复性和后期镀膜均匀性不佳;同时,绒面增加了载流子的传输路径和复合概率,限制了电池性能的提高。本文利用太阳电池模拟软件OPAL和光学膜系设计软件TFCalc,以平面硅为衬底,设计了一种双层TiO_2/SiN_x减反膜。考虑到太阳光谱分布和异质结太阳电池的光谱响应,本文以加权平均光学损耗作为评价函数,将TiO_2/SiN_x双层减反膜与玻璃、衬底作为一体进行了优化,并将本文设计的减反膜与绒面硅上单层ITO减反膜的加权平均光学损耗进行了对比。结果表明,与绒面硅上单层ITO减反膜相比,所设计的双层减反膜的加权平均光学损耗更小,为4.69%,较单层ITO减反膜减小了1.97个百分点,且吸收损耗显著降低。本文研究为平面硅替代绒面硅提供了理论支持。     

FTIR-ATR技术考察TiO2膜对油酸的光催化氧化性能

采用Sol-Gel和PVD法在玻璃、陶瓷、铝片表面制备出TiO2膜,直接将食用油中的主成分油酸用溶剂稀释后均匀涂在膜表面,采用FTIR-ATR技术实现了对膜样品光催化自清洁性能的快速准确评价,并通过测量水的接触角评价了膜的亲水性。结果表明,Sol-Gel法和PVD法制备的TiO2/玻璃膜都具有较好的光致亲水性和光催化降解油酸性能,两者的亲水性没有明显差别,但前者的光催化活性稍优于后者。比较Sol-Gel法制备的TiO2/玻璃、TiO2/陶瓷和TiO2/铝片膜对油酸的光催化降解性能发现,光照3·5h后3个样品的降解率分别为92%,85%和46%,表明基底材料性质对TiO2膜的光催化活性有明显影响,镀在非导电性玻璃和陶瓷表面的TiO2膜比镀在导电性金属铝表面的TiO2膜对油酸有更高的光催化降解能力。     

溶胶-凝胶法制备汽车后视镜

采用溶胶-凝胶法镀膜技术在玻璃基板上用高折射率TiO2和低折射率SiO2材料交替镀1／4波长膜层，形成高反射膜系，制备了汽车亲水性后视镜．利用F-P腔理论，计算了两面镀膜样品在可见光区的透射率，得到的结果与实验结果相吻合．     

新型溶胶-凝胶二氧化硅微孔增透膜的制备及性能研究

以正硅酸乙酯为前驱体,二甲基二乙氧基硅烷为造孔剂,采用溶胶凝胶技术在酸催化条件下制备了二氧化硅溶胶;采用提拉法在K9玻璃基片上双面镀膜,经500 ℃热处理,制备得到一种新型单层微孔二氧化硅增透膜。通过改变造孔剂加入量,膜层峰值透过率可达到99.7％,而硬度仍保持在2H以上,同时具有良好的耐摩擦性及粘附性。加速腐蚀实验表明,膜层的环境稳定性是常规膜层的10倍以上。由于该新型增透膜兼具高透过率、良好的机械性能以及很强的环境稳定性,因而在改善太阳能玻璃增透性能方面有极大的应用价值。     

硫化锌——氟化镁多层膜的牢固度理论和制备技术

<正> 一、引言近十年来,我们在研制和生产ZnS/MgF_2多层膜的过程中体会到,潮湿、油污染、基底清洗、蒸发速率、蒸汽入射角、基底加温和膜料预熔等工艺,都会影响膜层的牢固度。实践表明,在常规的真空蒸发镀膜工艺条件下,增加ZnS/MgF_2膜层对玻璃基底的吸附力,是提高膜层牢固度的关键。在常规的镀膜工艺条件下,主要由于ZnS/MgF_2膜系和玻璃基底之间附着了水分子或油分子,致使膜系对玻璃基底的吸附力减弱,实践证明,只要采取增加薄膜吸附力的工艺措施,如固膜热处理、镀膜过程中的防水、防油等工艺措施,则所制备的ZnS/MgF_2多层膜,其牢固度就有显著改善,并符合使用要求。二、决定薄膜牢固度的主要因素     

掺Ge锐钛矿相TiO_2光学性质的计算

合理的掺杂是改善TiO_2活性,使其光催化性能在可见光照射下发挥作用的最有效途径之一,本文利用基于密度泛函理论的第一原理全电势线性缀加平面波方法计算掺Ge锐钛矿相TiO_2介电函数的实部、虚部和光学吸收系数.计算结果显示掺Ge锐钛矿相TiO_2介电函数虚部谱发生蓝移,与实验趋势相符;通过不用剪刀算符和固定晶格常数两方案研究掺Ge前后光谱的平移,得到蓝移是由于Ge原子替代Ti原子后晶胞体积减小造成.     

单层低折射率宽带增透膜

目前国内外在光学零件上,普遍采用镀单层氟化镁增透膜,对K_9玻璃其残余反射率只能降低到1.65%左右。随着光学仪器工业的不断发展,对增透膜提出愈来愈高的要求。为了进一步增加光学零件的透光性能,采用了双层、三层以及更多层的增透膜。但是随着薄膜层数的增多,带来不可避免的后果是使薄膜的吸收和散射损失增大;另外由于操作工艺复杂,致使三层以上的增透膜用于大量生产受到一定限制。现在试验的是一种用化学镀膜的方法,在     

C自掺杂TiO2纳米棒的制备与光催化性能研究

本文以TiC为前驱体和掺杂源,采用一步水热法合成了具有可见光吸收的C自掺杂金红石相TiO2纳米棒．样品的结构、形貌、化学态和光学性质等可通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、X射线光电子能谱仪（XPS）以及紫外可见分光光度计（UV-vis）来表征．所合成的样品具有较强的光催化活性,可通过在可见光照射下降解有机染料罗丹明B（RhB）来验证．C自掺杂TiO2所呈现的较强光催化活性是由于其具有小的能带间隙（2.74 eV）、大的比表面积和高的电子-空穴对分离率．     

C自掺杂TiO2纳米棒的制备与光催化性能研究

本文以TiC为前驱体和掺杂源,采用一步水热法合成了具有可见光吸收的C自掺杂金红石相TiO2纳米棒．样品的结构、形貌、化学态和光学性质等可通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、X射线光电子能谱仪（XPS）以及紫外可见分光光度计（UV-vis）来表征．所合成的样品具有较强的光催化活性,可通过在可见光照射下降解有机染料罗丹明B（RhB）来验证．C自掺杂TiO2所呈现的较强光催化活性是由于其具有小的能带间隙（2.74 eV）、大的比表面积和高的电子-空穴对分离率．     

C自掺杂TiO2纳米棒的制备与光催化性能研究

本文以TiC为前驱体和掺杂源,采用一步水热法合成了具有可见光吸收的C自掺杂金红石相TiO_2纳米棒.样品的结构、形貌、化学态和光学性质等可通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)以及紫外可见分光光度计(UV-vis)来表征.所合成的样品具有较强的光催化活性,可通过在可见光照射下降解有机染料罗丹明B(RhB)来验证.C自掺杂TiO_2所呈现的较强光催化活性是由于其具有小的能带间隙(2.74 eV)、大的比表面积和高的电子-空穴对分离率.     

Ag负载WO3/TiO2光催化剂的合成及其催化性能

以钛酸丁酯、无水乙醇、钨酸铵为原料,采用溶胶-凝胶法合成了WO3/TiO2复合光催化剂;采用光还原技术制备了Ag负载WO3/TiO2光催化剂,借助X射线粉末衍射(XRD)和UV-Vis光谱等技术对样品的组成和光吸收性能进行了表征,并以罗丹明B为模型污染物考察样品的光催化活性。XRD分析表明,所得粉体均为锐钛矿型纳米TiO2,且与WO3复合后,纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低;UV-Vis光谱分析表明,载银使得催化剂在400—700nm的可见光区域对光响应,且在紫外光区吸收显著增强,对光具有更高的利用率;以罗丹明B为降解物的光催化实验表明,WO3复合对纳米TiO2光催化活性有显著的影响,而载Ag后其光催化活性进一步提高,将该光催化剂用于炼油厂废水的处理,效果较好。     

二氧化钛薄膜的结构和光催化活性关系

用化学气相沉积法合成了具有不同晶体结构的二氧化钛薄膜，研究了二氧化钛薄膜的结构和光催化活性的关系．用XRD、AFM研究了薄膜的晶体组成和形貌，用亚硝酸根研究了薄膜的光催化活性．结果表明在制备温度低于573 K或高于773 K时，薄膜的结构分别为锐钛矿型或金红石型．而在上述温度之间生成的薄膜具有混合的晶型结构，特别是在623 K附近，制备的薄膜具有最高的光催化活性．进一步研究表明，当金红石与锐钛矿微晶体的比例在0.5?0.7时，催化剂薄膜具有高活性．     

Intricate photocatalytic decomposition behavior of gaseous methanol with nanocrystalline tungsten trioxide films in high vacuum

Gas phase photocatalytic decomposition of methanol with nanocrystalline tungsten trioxide (WO₃) thin films in high vacuum was investigated. WO₃ thin films were prepared from a novel precursor prepared using peroxo-tungstic acid and polyethylene glycol (PEG300) in water. Uniform thin films of WO₃ with different morphologies such as micro-sheets, platelets, nanorods and nanoparticles were fabricated by varying the concentration of PEG300 in the precursor solution and by optimizing other preparative parameters. Nanocrystalline thin films were obtained with 20% of PEG300 in the precursor solution and at a calcination temperature of 350 °C, followed by post annealing in air at 500 °C. Photocatalytic decomposition of gaseous methanol in high vacuum was examined with nanocrystalline WO₃ thin films using a quadrupole mass spectrometer at a real-time scale under visible (400-700 nm) and UVA (300-400 nm) illumination. Methanol was first decomposed to formaldehyde via direct hole transfer mechanism. Subsequently formaldehyde was decomposed to CO and finally to CO₂. As a result, the partial pressures of CH₂O, CO and CO₂ showed a switching phenomenon according to the ON/OFF of light illumination. A rapid decrease in the photocatalytic activity was observed due to photo-induced desorption of methanol during the initial light pulse and gradual decrease at longer times was observed because of formation of tungsten bronze. Thus, the overall process of methanol decomposition over WO₃ films is complex convolution of elementary steps that involve several intermediates.     

金属离子对纳米TiO2悬浊液的光催化性能影响的光谱研究

以钛氧有机物为前驱体,利用微乳液法制备了纳米TiO2微晶。用X射线衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)等测试技术对产物进行了表征,并就纳米TiO2悬浊液中加入金属离子后光催化降解甲基橙溶液进行了初步的研究。光谱分析表明,纳米TiO2悬浊液中加入Bi3 离子后对甲基橙溶液的光催化降解有很大的促进作用,Bi3 与TiO2质量比为1∶8及TiO2的浓度为1.6g·L-1时光催化活性最佳。     

Effect of surface fluorination on the photocatalytic and photo-induced hydrophilic properties of porous TiO2 films

Porous surface-fluorinated TiO₂ (F-TiO₂) films were prepared through PEG modified sol-gel method and surface fluorination. The as-prepared films were characterized with XRD, FTIR, AFM, XPS and UV-vis DRS. The effects of surface fluorination on the photocatalytic activity and hydrophilicity of porous TiO₂ film were studied by photocatalytic degradation of rhodamine B (RhB) as well as water contact angle (CA) on porous TiO₂ film. The results showed that the surface fluorination increased the adsorption of RhB on the porous TiO₂ film and enhanced the photocatalytic degradation of RhB. The concentration and pH of NaF solutions affected much the photocatalytic activity of porous TiO₂ film. Porous F-TiO₂ film prepared in 40 mM NaF solution at pH 4.0 showed the highest photocatalytic activity. Because of its porous structure, the porous F-TiO₂ film had original water CA of 22.7°, which is much smaller than that of normal F-TiO₂ film. Under UV light irradiation, the water CA of porous F-TiO₂ film decreased to 5.1° in 90 min.