有序Ti02纳米管阵列结构的可控生长及其物相研究

分别在HF水溶液、含NH4F和H2O的乙二醇有机溶液中对Ti箔进行阳极氧化,得到TiO2纳米管阵列结构.该结构高度有序、分布均匀、垂直取向,且通过阳极氧化工艺条件(如阳极氧化电压、电解液的选择与配比以及氧化时间等)可实现对其结构参数(如管径、管壁厚度、管密度、管长等)的有效控制.利用XRD研究了TiO2纳米管阵列的物相结构.结果表明:退火前的TiO2纳米管阵列为无定形结构;分别在真空和氧气氛中5I)0℃退火后,HF水溶液中制备的样品出现单一锐钛矿相,页在含NH4F和H2O的乙二醇有机溶液中氧化得到的样品则出现锐钛矿和金红石的混合相.前者在氧气氛中退火后锐钛矿晶化程度较高;后者在真空中退火后混合相的品化程度也较高.初步分析了TiO2纳米管阵列的形成机理.这些结果对基于TiO2,纳米管阵列的传感器及有机一无机异质结太阳电池的应用研究是非常有益的.     

热处理对爆轰合成的纳米TiO_2混晶的结构相变的影响

采用爆轰法制备了纳米TiO2混晶体,初步研究了不同煅烧温度(600℃和720℃)和不同煅烧时间(1 h,2 h,3.5 h和5 h)对其微结构和结构相变行为的影响,并应用热动力学理论讨论了从锐钛矿相到金红石相的结构相变过程和相变机理.研究表明:随着煅烧温度的升高和煅烧时间的增加,纳米TiO2的粒径逐渐增大,混晶中金红石相的含量逐渐提高.与常规方法制备的纳米TiO2不同的是,在相同煅烧温度和煅烧时间下金红石相的平均生长速率明显低于锐钛矿相.锐钛矿相完全相变为金红石的温度也明显低于常规方法报道的相变温度.该研究会对控制纳米TiO2晶体尺寸和批量合成提供一定的理论和实验指导.     

醇体系中合成CuGaS2纳米晶及其形貌演变

以CuCl2·2H2O,自制的GaCl3和(NH2)2CS为原料,在乙二醇体系中合成了花状结构的CuGaS2纳米晶．产物分别用X射线粉末衍射仪、透射电子显微镜、场发射扫描电子显微镜、高分辩透射电子显微镜和X射线光电子能谱仪进行了表征．实验结果表明,220℃反应24 h得到均匀的花状纳米结构CuGaS2,它是由厚度80-100 nm的片晶组成．同时,通过反应时间的控制,可以清楚的看到由纳米颗粒到纳米球以及花状纳米结构的演变过程．另外,研究了反应温度、反应时间、溶剂等对产物和形貌的影响．此外,对花状结构纳米晶的生长机理进行了初步的探讨．室温荧光光谱表明,随粒径的降低,发光位发生了部分蓝移．     

超声喷雾热解法制备氮掺杂纳米TiO_2薄膜及其光催化特性研究

利用超声喷雾热解法在玻璃衬底上制备了不同沉积温度下的氮掺杂纳米TiO2薄膜,并525℃的退火处理.通过SEM,XRD和UV-Vis透过光谱等表征手段研究了TiO2薄膜表面形貌、结构特性和光催化特性,并探讨了掺杂作用机理.SEM结果表明,在400℃温度下掺N(原子数分数4%)的TiO2薄膜表面比较均匀,致密性好;XRD分析得出,该薄膜是多晶锐钛矿结构;UV-Vis透过光谱分析得出,该薄膜在可见光区的平均透过率为82%,吸收边红移77 nm,计算得知其禁带宽度变小.在紫外光的照射下,氮掺TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液具有良好的光催化降解作用,降解率可达46.6%.     

Ti(SO4)2水热法制纳米SO2-4/TiO2光催化剂的光谱研究

以Ti(SO4) 2 水溶液为前驱物 ,尿素为沉淀剂 ,采用水热沉淀 加热分解 浸渍烧结法制备纳米SO2 -4/TiO2 固体超强酸光催化剂 ,并用XRD ,BET ,FTIR ,DRS和FS等对中间态粒子和产物进行表征 ,以光催化降解罗丹明B为模型反应 ,筛选制备SO2 -4/TiO2 光催化剂的优化条件。结果表明 ,用Ti(SO4) 2 为前驱物 ,水热法能在较低的温度、弱碱性介质中 ,得到纳米锐钛矿型TiO2 晶体 ;在 30 0℃下控制焙烧 4h ,基本能使水热反应副产物 (NH4) 2 SO4等分解 ,又避免H2 SO4大量的流失 ;SO2 -4负载量和烧结时间是影响SO2 -4/TiO2 光催化活性的主要因素 ,当SO2 -4负载量 11%、烧结温度 4 5 0℃时 ,制备的SO2 -4/TiO2 光催化剂活性较高 ,达P 2 5光催化剂的水平     

纳米TiO2叶片状阵列电极的制备及其在染料敏化太阳电池中电子的输运性能

在低温条件下采用定向刻蚀技术, 对金属Ti片表面用H₂O₂溶液进行刻蚀氧化, 制备了垂直生长的纳米TiO₂叶片状阵列薄膜电极. 通过X射线衍射分析表明, 纳米TiO₂叶片状阵列薄膜经500 ℃下烧结1 h后, 从无定型转变为锐钛矿相. 场发射扫描电子显微镜观察表明: 在80 ℃下的H₂O₂溶液刻蚀氧化, 经1 d制备得到的是Ti片表面垂直生长的叶片状阵列, 其形貌均匀且完整地 关键词： 2')" href="#">纳米TiO₂ 叶片状阵列电极 染料敏化太阳电池 电子传输     

磁控溅射制备纳米TiO2半导体薄膜的工艺研究与光谱分析

通过射频反应磁控溅射在玻璃基片上制备TiO2薄膜。采用X射线衍射仪和Raman光谱仪研究退火温度对薄膜晶体结构的影响;还探讨了磁控溅射氧分压对薄膜性能的影响。结果表明：磁控溅射制备的薄膜在不同温度下退火。300℃退火时薄膜没有结晶;400℃退火出现锐钛矿结构;500℃退火后薄膜锐钛矿结构更完善,（101）方向开始优先生长,是因为锐钛矿结构更完整。随着退火温度的升高晶粒长大拉曼光谱出现红移,拉曼光谱所反应的锐钛矿信息增强,500℃退火时197cm-1出现了Eg振动模式。和标准的单晶TiO2体材料相比,拉曼峰位置都略有红移是纳米量子尺寸效应造成的。氩氧比分别为9∶1、7∶3和6∶4溅射制备的薄膜通过400℃退火后的XRD衍射谱没有明显的区别,但拉曼光谱显示氩氧比为7∶3时结晶要完善些。     

Pt/TiO_2复合纳米结构形貌控制及光催化动力学

制备了3种不同形貌的Ti O2结构:纳米杯、(001)纳米片、(100)纳米片,并进一步与Pt纳米粒子复合以去除污水中的有机染料。透射电镜结果证实了3种Ti O2纳米结构的形成,观察到了附着其上的Pt纳米粒子。使用XRD确定了3种Ti O2纳米结构均为锐钛矿相。以罗丹明B作为有机染料,检测了不同形貌Ti O2及其Pt复合物的光催化性能。结果表明:纳米杯状的Pt/Ti O2在罗丹明B溶液中表现出最高降解率,在1.5 h内降解率可达99.1%。同时讨论了Ti O2及其复合物的光降解机理。     

二氧化钛薄膜的制备及退火对其形貌、结构的影响

利用磁控溅射技术,在石英基片上沉积Ti膜,分别在400、600、700、900℃的大气中退火获得TiO2薄膜。采用这种制备方式获得的TiO2薄膜呈现不同的颜色,退火温度为400℃的样品为暗紫红色,600℃时为黑色,而在700℃和900℃时均为黄色。采用X射线衍射、扫描电子显微镜（SEM）以及Raman光谱等手段研究了退火温度对TiO2薄膜的结构和形貌的影响。结果表明：退火温度为400℃时,TiO2薄膜为锐钛矿相,温度升高至600℃时,几乎转变为金红石晶相,但仍存在微量锐钛矿相,温度升高至700℃以上,则完全转变为金红石晶相。由XRD衍射图可知退火温度为700℃和900℃时,薄膜的金红石相沿（101）晶面择优取向。     

退火温度对Ti0.95Fe0.05O2纳米颗粒结构和磁性的影响

采用溶胶-凝胶工艺制备了磁性Fe掺杂TiO2基稀磁半导体的纳米颗粒,在空气氛围中以不同温度对样品进行退火处理.通过差热/热重综合热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)分析了纳米颗粒的结构和相变温度.研究发现:退火温度450℃和500℃时样品为锐钛矿结构,在600℃时既有锐钛矿相,又有金...     

紫外光下纳米TiO2薄膜亲水性机理的电化学研究

利用溶胶 凝胶方法在透明导电玻璃ITO (SnO2 ∶In)表面制备纳米TiO2 薄膜 ,XRD谱图表明TiO2 是锐钛矿晶型 ,AFM (Atomic Force Microscope)测得薄膜表面粒子约为 10 0nm .研究了ITO表面纳米TiO2 薄膜的光致亲水性变化 .通过循环伏安技术测定TiO2 薄膜电极在 2 5 3.7nm的紫外光照射后的电化学行为推测光致亲水性机理 .发现在紫外光照射一定时间后 ,TiO2 薄膜电极的循环伏安图在 +0 .0 35V处出现新的氧化峰 ;且随光照时间的增加 ,氧化峰的峰电流增大 ,溶液中的溶解氧对峰电流的大小有明显影响 .实验表明 ,在紫外光照下电极表面有Ti3 + 产生 ,证实了TiO2 薄膜的光致亲水性转变过程与Ti3 + 的生成导致的表面结构变化有关     

The investigation of sonocatalytic activity of Er3+:YAlO3/TiO2-ZnO composite in azo dyes degradation

In this work, the emphasis was mainly placed on investigating the sonocatalytic activity of TiO(2)-ZnO mixed with Er(3+):YAlO(3), namely, Er(3+):YAlO(3)/TiO(2)-ZnO composite. It is able to utilize the sonoluminescence light to improve the sonocatalytic degradation of organic dyes. The Er(3+):YAlO(3) as up-conversion luminescence agent was synthesized by sol-gel and auto-combustion method, and then Er(3+):YAlO(3)/TiO(2)-ZnO composite as sonocatalyst were prepared by ultrasonic dispersion and liquids boil method. The prepared up-conversion luminescence agent and composites were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). Acid Red B dye was selected to examine the sonocatalytic activity of Er(3+):YAlO(3)/TiO(2)-ZnO composite. The degradation reaction processes were monitored by UV-vis spectrophotometer and ion chromatogram. The influences on the activity of the Er(3+):YAlO(3)/TiO(2)-ZnO such as Ti/Zn molar ratio, heat-treated temperature and heat-treated time were studied. The results showed that the Er(3+):YAlO(3)/TiO(2)-ZnO composite exhibited a significantly high sonocatalytic activity compared with other catalysts in the degradation of Acid Red B. And the sonocatalyst with 1:1 Ti/Zn molar ratio heat-treated at 550°C for 60min showed the highest sonocatalytic activity. At last, the experiment also indicated that it has a good sonocatalytic activity to degrade other organic dyes.     

Reactive dye degradation by combined Fe(III)/TiO2 catalyst and ultrasonic irradiation: Effect of Fe(III) loading and calcination temperature

The development of Fe(III)/TiO(2) catalysts for sonocatalytic degradation of Reactive Blue 4 (RB4) dye in water was carried out using sol-gel method. Their surface morphology, phase transformation and surface characteristics were studied using SEM, XRD and surface analyzer, respectively. Phase transformation from amorphous to anatase occurred at 500°C and transformation of anatase to rutile phase occurred at 700°C. Complete rutile phase was formed at 900°C with corresponding increase in the particle size. Increasing in Fe(III) loading led to a reduction in the anatase phase and with the formation of weaker and broader of diffraction peaks. Surface morphology of the prepared catalyst was clearly observed with increasing calcination temperature. Surface area of the prepared catalyst decreased with increasing calcination temperature or increasing Fe(III) loading. The combination of 0.4 mol% of Fe(III)/TiO(2) with ultrasonic irradiation gave the highest sonocatalytic activity in the removal of RB4 from the aqueous solution. On the other hand, the presence of even small amount of rutile inhibited the catalytic activity of catalyst. 1.5 g/L was the optimum amount of catalyst that led to the highest sonocatalytic degradation of RB4 with an efficiency of 90%. Aeration significantly accelerated the reaction rate. Higher removal at 96% could be achieved with the combination of 0.4Fe(III)/TiO(2) and aeration under ultrasonic irradiation.     

可见光响应SO2－4／Ce-TiO2的光谱特征及催化性能

采用溶胶‐凝胶法制备了Ce掺杂 T iO2,经 H2 SO4处理得到酸化Ce掺杂 T iO2。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、吡啶吸附红外光谱（Py‐FTIR）、紫外‐可见光漫反射光谱（UV‐Vis）及X射线光电子能谱（XPS）技术对样品的性质进行了表征,以罗丹明B（RhB）在样品上的可见光催化降解为模型反应,评价了所制备样品的光催化性能。XRD测试结果表明,铈掺杂使 TiO2产生晶格缺陷、粒径减小,有利于光生电荷的转移,继而提高催化剂的活性;FTIR谱图说明SO2－4以桥式双齿配位吸附形式存在;Py‐FTIR谱图显示,酸化铈掺杂TiO2样品表面同时存在Br?nsted和Lewis酸位,但以Lewis酸为主。Lewis酸中心的缺电子性质有利于样品表面的光生电子与光生空穴分离,从而改善催化剂的活性;UV‐Vis结果表明,Ce掺杂减小了TiO2的带隙能,引入的杂能级能够捕获导带上的光生电子和价带上的光生空穴,降低光生电子‐空穴对的复合几率;同时还可以使能量较小的光子激发杂能级上捕获的电子,拓宽光响应范围;XPS分析表明SO2－4／Ce‐TiO2样品上同时存在Ce3＋／Ce4＋的混合价态,Ce3＋／Ce4＋氧化‐还原转换有助于TiO2受光激发后产生的光生电子和空穴的分离,从而提高光量子效率。酸化Ce掺杂TiO2对RhB的可见光催化降解反应有很好的活性,实验结果证明,H2 SO4酸化和Ce掺杂的协同作用改善了样品的可见光响应,促进了其可见光催化反应活性。     

Hydrodynamic cavitation degradation of Rhodamine B assisted by Fe3+-doped TiO2: Mechanisms,geometric and operation parameters

In this paper, a novel method, hydrodynamic cavitation (HC) combined with Fe³⁺-doped TiO₂, for the degradation of organic pollutants in aqueous solution is reported. The venturi tubes with different geometric parameters (size, shape and half divergent angle) are designed to obtain a strong HC effect. The structure, morphology and chemical composition of prepared Fe³⁺-doped TiO₂ as catalyst are characterized via using XRD, SEM, TEM, XPS, UV-vis DRS and PL methods. The effects of added TiO₂ (heat-treated at different temperatures for different times) and Fe³⁺-doped TiO₂ (with different mole ratios of Fe and Ti) on the HC catalytic degradation of RhB are discussed. The influences of operation parameters including inlet pressure, initial RhB concentration and operating temperature on the HC catalytic degradation of RhB are studied by Box-Behnken design (BBD) and response surface methodology (RSM). Under 3.0 bar inlet pressure for 10 mg/L initial concentration of RhB solution at 40 °C operating temperature in the presence of Fe³⁺-doped TiO₂ with 0.05:1.00 M ratio of Fe and Ti, the best HC degradation ratio can be obtained (91.11%). Furthermore, a possible mechanism of HC degradation of organic pollutants in the presence of Fe³⁺-doped TiO₂ is proposed. Perhaps, this study may provide a feasible method for a large-scale treatment of dye wastewater.     

S、Cr共掺杂TiO2纳米材料的固相合成及其可见光降解性能

采用固相反应法分别合成了铬掺杂二氧化钛(Cr-TiO2)及硫和铬共掺杂二氧化钛(S-Cr-TiO2)纳米材料.并用XRD、SEM、UV-Vis、XPS、N2吸附等技术对材料进行了物相结构表征,同时研究了材料对水溶苯胺蓝的可见光降解性能.结果表明,在S-Cr-TiO2纳米材料中,硫以阳离子S6+进入二氧化钛晶格或晶格间隙...     

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.     

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．