以OTS自组装单分子膜为探针研究TiO2液相空穴氧化机理

通过引入十八烷基三氯硅烷(OTS)自组装单分子膜作为氧化反应的探针, 在排除反应物的吸附和扩散的条件下研究溶胶-凝胶制备的TiO2薄膜表面光催化空穴氧化初始过程. 研究结果表明, 在紫外光照下, 水溶液中OTS部分覆盖的TiO2表面能够很快从憎水变成亲水. 存在空穴捕获剂后, TiO2表面OTS自组装单分子膜碳链的脱除受到明显抑制, 水接触角随光照时间变化非常小; 而水中羟基自由基捕获剂或者F-的存在则对TiO2表面OTS自组装单分子膜碳链的脱除几乎无影响. 这表明, 空穴氧化在TiO2表面OTS自组装单分子膜碳链的脱除中占主要地位.     

溶剂热合成多级结构的Cu_3SnS_4月季花状微球

以CuCl2·2H2O、SnCl2和硫脲为原料,在乙二醇溶剂热条件下,制得具有多级结构的月季花状Cu3SnS4微球。粉体用XRD、XPS、FESEM、TEM、UV-Vis和PL进行了表征及光学性能测试。结果表明:粉体Cu3SnS4产品为四方相结构的月季花状微球,球直径约7~10μm,结构稳定性好。微球由一定厚度的片状花瓣从同一成核中心向四周辐射生长组装而成,而花瓣则是由具有单晶结构的纳米薄片通过范德华力堆叠起来的。粉体的室温光致发光测试表明在紫外区出现2个发射带,可能与花球的多级结构有关。并对纳米片-花瓣-微球三级结构的组装机制进行了初步探讨。     

荧光素衍生物LB膜对TiO2电极的光敏化作用

合成了三种荧光素长碳链衍生物，通过LB技术将它们组装成单分子薄膜，修饰在用溶胶-凝胶法制备的TiO2透明电极上，研究了这些LB膜的结构和特性及它对TiO2的光增感作用．并对其光敏化机理作了阐述．     

甲基丙烯酸丁酯在纳米TiO2表面的原位接枝

利用分子自组装技术,对纳米TiO2粒子表面组装上有机单分子层,使其带上不饱和基团C=C,在自组装单分子层表面原位引发甲基丙烯酸丁酯（BMA）单体聚合反应,使纳米TiO2表面形成化学键合的聚合物层,达到对纳米TiO2粒子改性的目的。讨论了不同反应条件对接枝聚合率的影响,通过FTIR、TG-DTA等分析手段,研究聚合改性物质的结构和改性后纳米TiO2粒子的分散稳定性。实验发现聚合改性后的纳米TiO2在有机相中有良好的分散性。     

TiO2颗粒在羟基表面的沉积行为及图案化

比较了3种具有羟基表面SiO2层的差异:紫外光照SAMs形成的羟基表面,紫外光照射前、照射后的羟基表面;用光照前后表面的差异,结合化学浴沉积技术在单晶硅基底上制得了TiO2微图案薄膜。系统考察了光源、硅片表面性质的变化、溶液等方面对图案生成的影响。实验表明TiO2沉积在未照区,电子和空穴动力学上的差异造成光照区表面正电荷增多,抑制了TiO2的沉积。该方法不需要光刻胶和自组装膜作为辅助模板,具有简单廉价的特点。     

氟化改性TiO2空心微球的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为钛源、氢氟酸为氟源、乙醇为溶剂,采用溶剂热法合成了氟化改性的TiO2空心微球,并利用XRD、FESEM、FTIR、XPS等手段对氟化TiO2微球的晶体结构、形貌、分子基团以及元素形态等性质进行了表征,同时将TiO2微球应用于光催化降解甲基橙溶液。结果表明:氟化TiO2空心微球由奥斯瓦尔德熟化过程获得,其中TiO2以锐钛矿存在,氟以化学吸附态存在于TiO2的表面,形成≡Ti-F基团。相比纯TiO2,氟化TiO2空心微球光催化活性有很大提高,对初始浓度为20 mg·L-1的甲基橙溶液进行光催化降解30 min,其降解率达到98%。氟化改性TiO2空心微球光催化活性的提高是源于TiO2独特的空心微球结构以及TiO2表面≡Ti-F基团的存在。TiO2表面≡Ti-F基团有很强的吸电子能力,抑制了光生电子与空穴的复合,同时有利于羟基自由基的产生。     

介孔二氧化钛微球的合成与表征

以非离子型表面活性剂TO8为模板剂,采用溶胶凝胶-表面活性剂法合成了介孔TiO2微球．运用SEM,TG—DTA,XRD,BET,UV等测试手段对其进行表征并探讨了TO8的加入量和不同热处理方式对样品形貌、结构的影响．实验表明TiO2微球呈单分散性,球径约800nm;介孔结构,孔径约3．5nm且分布较窄．TiO2微球为单一锐钛矿相,在190～380nm范围内有强紫外吸收．热处理时采取分步焙烧、控制升温速率和高温焙烧时间,可获得比表面较大的介孔TiO2微球．     

自组装成膜技术制备TiO2薄膜的XPS研究

采用自组装成膜技术制备里TiO2薄膜,应用X射线光电子能谱研究自组装膜及其氧化膜和淀积的TiO2薄膜，结果表明，硅烷偶联剂成功地组装在玻璃基片上，足够长时间的氧化对使端基（-SH）完全氧化为磺酸基，淀积在基片上的TiO2膜牢固性好，平均膜厚在10nm．淀积膜中的钛可能有几种不同的氧化态，不同的酸度影响TiO2的淀积效果     

微米级MEL分子筛聚集体的制备(英文)

使用四丁基氢氧化铵-正硅酸四乙酯-水(TBAOH-TEOS-H2O)简单体系一步水热制备了具有多级孔道的微米级MEL结构分子筛聚集体.得到的silicalite-2微米球直径大于10μm且具有高达460 m2·g-1的比表面积和0.74 cm3·g-1的孔体积.微米球的生成一定程度上解决了催化应用过程中催化剂的分离和回收问题.同时,水热晶化过程中由纳米粒子自组装而成的晶间介孔缩短了反应物分子的扩散路径,保持了分子筛纳米晶粒的优势.此外,钛活性位的引入并未明显影响MEL微米球的形貌和结构,含钛的MEL微米球TS(钛硅分子筛)-2在苯酚羟基化反应中具有与纳米尺寸TS-1(100-200 nm)相当的催化活性,且TS-2可以通过简单过滤得到,简化了纳米级TS-1的分离和回收过程.     

α-Fe2O3纳米立方体和纳米棒组装空心微球的可控合成及其磁学性能

在0．15mol／L Clˉ和0．05mol／L SO4^2-的存在下,通过Fe^3＋溶液140℃水热反应12h分别得到α—Fe2O3纳米立方体和α-FeOOH纳米棒自组装的微球,将得到的α-FeOOH纳米棒自组装微球经600℃热处理2h后转化为α—Fe2O3纳米棒组装空心微球．利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和红外光谱对所得产物进行表征和分析．结果表明,所制备的单分散的α-Fe2O3纳米立方体为六方单晶结构,其边长为500nm．直径为2～4．5μm的空心微球是由直径约150nm的α-Fe2O3纳米棒组装而成．研究了Clˉ和SO4^2-在纳米立方体和空心微球形成过程中的作用,提出了可能的生长机理．在室温下测试了α-Fe2O3纳米立方体和α-Fe2O3纳米棒自组装微球的磁学特性,其矫顽力和剩余磁化强度分别为2858.3 Oe（1 Oe=79．58 A／m）和0．195emu．g^-1（1 emu．g^-1=15．7914×10^-9 A·m^2·kg^-1）,218．87 Oe和0．071 emu．g^-1．     

Multitemplates for the hierarchical synthesis of diverse inorganic materials

Described here is a new and highly general strategy for multiple-template (multitemplate) patterning. This process is significant because it allows us to create various unusual shapes such as solid spheres, yolk-shell spheres, flowerlike particles, and structured nanocomponents. Alcoholysis of the metal-organic precursors with mixtures of glycerol and various amounts of ethanol followed by calcination yields oxides. The glycerol plays the dual role of hierarchically assembling the metal-organic composites and stabilizing the structures during the subsequent conversions. Furthermore, we demonstrate for the first time that these metal-organic composites can be converted into oxides, nitrides, and highly graphitized carbon nanostructures. We show that these yolk-shell structures display superior photocatalytic activity and electrochemical properties.     

Synthesis of visible-light-driven TiO2 yolk-shell spheres with {0 0 1} facets dominated mesoporous shells

Anatase phase visible-light-driven TiO2 yolk-shell spheres with the size of ca. 1-2 μm have been synthesized with the combination of solvothermal and heat treatment method. XRD, SEM, TEM, XPS, and PL analysis were used to examine structure and properties of the photocatalyst. The N species and Ti3+ centers introduced into the as-prepared photocatalyst can enhance the visible light absorption significantly. The mesoporous shell of the prepared photocatalyst, which promotes the pollutant adsorption ability, consists of the high-reactive {0 0 1} facets dominated nanocrystals. Due to the unique structure, it is also observed that the as-prepared visible-light-driven TiO2 yolk-shell spheres exhibit a superior photocatalytic activity for organic dyes decomposition than the well-known P25.     

Diffusion through the Shells of Yolk-Shell and Core-Shell Nanostructures in the Liquid Phase

Easy in, easy out: Mass transport through TiO(2) and SiO(2) shells was probed in the liquid phase with IR spectroscopy by detecting carbon monoxide adsorption in Pt@void@TiO(2) yolk-shell and Pt@SiO(2) core-shell nanostructures (see picture; C?green, O?red, Pt?pale red). Adsorption was observed on the surface of Pt nanoparticle cores, and on the inner face of the TiO(2) shells in the yolk-shell case.     

近红外光驱动的UCNPs/ZnxCd1-xS纳米复合结构的化学合成并用于光化学还原六价铬

近红外光约占入射太阳能的 44% 以上, 为实现太阳能量的最大化利用, 近红外光 (NIR) 驱动的光催化技术成为科学研究的热点. 由于上转换荧光纳米材料 (UCNPs) 是优良的红外能量转换器, 合金半导体 ZnxCd1-xS 具有较好的化学稳定性以及生物相容性, 本文发展了一种简易的水热法, 将 UCNPs 和 ZnxCd1-xS 合金结合, 成功构建了 NIR 与可见光响应的核壳纳米结构. 由于这两种材料的晶格失配度较高, 很难直接外延生长, 我们通过引入非晶 TiO2将形成的催化剂纳米颗粒ZnxCd1-xS 紧紧束缚在 UCNPs 外面形成蛋黄-蛋壳结构, 在 NIR 光照下获得了较高的能量转换效率.首先, 在 UCNPs 外面外延生长一层 AA-Zn[(OH)4]2–复合物, 形成 UCNPs@AA-Zn[(OH)4]2–复合纳米结构, 然后在其核壳结构外面外延生长薄层的非晶 TiO2, 以稳定后续要制备的合金半导体 ZnxCd1-xS; 在水热条件下, UCNPs@AA-Zn[(OH)4]2–/TiO2与醋酸镉和硫脲反应, 形成 UCNPs@ZnxCd1-xS/TiO2复合材料. 在此, 我们选择β-NaYF4:Yb(30%),Tm(0.5%)@NaYF4:Yb(20%),Er(2%) 作为 NIR 的能量转换器. 样品的形貌、物相及化学组成分别采用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X 射线衍射和原子吸收光谱法进行表征.研究表明, 我们成功制备了具有蛋黄-蛋壳结构的 UCNPs@ZnxCd1-xS/TiO2纳米颗粒. 此外, 非晶态 TiO2将 UCNPs 与ZnxCd1-xS 紧密结合, 对最终样品 UCNPs@ZnxCd1-xS 核壳纳米粒子的形成起到重要作用. 而且, 合金 ZnxCd1-xS 的化学组成可通过调整镉源和锌源的用量进行调节. 所制备的 UCNPs@ZnxCd1-xS 核壳纳米粒子在 NIR 光线或模拟太阳光照射下显示出高效的光化学还原 Cr(VI) 性能. 溶液中 70% 以上的 Cr(VI) 在 NIR 光照射 30 min 后被还原为 Cr(III). 本研究将为环境污水处理和太阳能利用提供一种可供选择的策略, 且所制的复合纳米结构在肿瘤治疗、药物释放和能量转换等领域也有着潜在的应用价值.     

BPA对低温制备锐钛矿型TiO2薄膜表面形貌的控制

采用4,4’-二羟基二苯基丙烷(BPA)作为TiO2薄膜表面形貌控制的模板剂. 将BPA的乙醇溶液与具有锐钛矿晶粒的TiO2溶胶均匀混合制得涂膜液, 采用浸渍提拉法制备薄膜; 用无水乙醇将薄膜中的BPA选择性溶解去除, 实现了低温下锐钛矿型TiO2薄膜的制备及其表面形貌的调控. 采用SEM考察了TiO2溶胶用量、BPA用量、以及无水乙醇用量等因素对TiO2薄膜表面形貌的影响, 并对其控制机理进行了探讨. 结果表明, 涂膜液的组成会影响到湿膜烘干过程中粒子的迁移和聚集, 从而改变TiO2与BPA 在薄膜表面的分布状态, 最终对TiO2薄膜的表面形貌产生影响. 随BPA浓度的降低,其影响逐渐由薄膜内部转向薄膜的表面区域. 而低TiO2胶粒浓度和高乙醇含量则有利于TiO2薄膜产生粗糙的形貌或多孔性的结构.     

Three-Dimensional Arrays Formed by Monodisperse TiO(2) Coated on SiO(2) Spheres

Uniform coatings of TiO(2) on monodisperse spheres of silica have been obtained. The resulting particle sizes are within the range 0.4 to 1 μm. The thickness of the coating can be controlled by adjusting nuclei sizes (silica sphere), reaction times, and water and surfactant concentrations. The TiO(2)/SiO(2) spheres were sedimented to achieve structures with three-dimensional order. Three-dimensional ordered materials with higher refractive index were obtained by transforming the amorphous titania layer to rutile by thermal treatment with improved mechanical rigidity. The sphere composition, quality, and morphology have been assessed by different techniques. Copyright 2000 Academic Press.     

硅球多层模板溶胶浸渍法制备有序多孔TiO2薄膜

采用垂直沉积法组装了平均球径为188 nm的三维有序二氧化硅微球阵列。以该阵列为模板，通过在TiO₂前驱体溶胶中多次浸渍热处理循环，随后采用超声辅助的NaOH溶液腐蚀去除硅球模板，制备了>20层厚的反转结构的二氧化钛多孔膜。该二氧化钛薄膜在550 ℃下热处理20 h其多孔结构保持不变，表明采用此方法制备的二氧化钛多孔膜具有较好的热稳定性。X射线衍射图表明550 ℃下热处理得到的是具有锐钛矿结构的二氧化钛多孔膜。透光光谱显示了光子带隙出现在～400 nm。通过SEM观察，二氧化钛多孔膜     

分级微纳结构TiO2空心球的制备及其在DSSC中的应用

以钛酸四丁酯为钛源,无水乙醇为溶剂,通过碳球模板法制备出直径为200nm、壳厚20～25nm的TiO2空心球（HS）.通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和N2吸附脱附等对产物的形貌、晶相组成、孔结构和紫外-可见光谱性质进行了表征,结果显示所制备的锐钛矿相TiO2空心微球是由初级结构纳米级TiO2晶粒构成的.将这种TiO2空心球应用于染料敏化太阳电池（DSSC）领域可以提高光阳极对光的散射.通过制备P25/HS-TiO2双层膜电极,相比单纯的P25纳米晶电极（Jsc=13.5mAcm？2,Voc=0.653V,FF=0.53,η=4.95%）可以得到更高的光电转化效率（Jsc=15.79mAcm？2,Voc=0.653V,FF=0.55,η=6.66%）.     

真空填充胶晶模板法快速制备三维有序大孔二氧化钛

以丙烯酸修饰的聚苯乙烯（PS）胶体晶体为模板,采用“三明治-真空”填充法将钛酸四丁酯的乙醇溶液填充到模板间隙中,煅烧除去模板快速高效制备了表面无覆盖层的三维有序大孔二氧化钛（3DOM TiO2）材料。 制备的3DOM TiO2具有典型的反蛋白石结构,孔壁完整且孔径大小均匀,呈六方密堆积的FCC结构。 其孔径为230 nm左右,收缩率仅为14%,孔与孔之间由小窗口相连。 XRD分析表明,500 ℃下煅烧制备的3DOM TiO2为锐钛矿晶型。     

钛酸四丁酯水解制备聚苯乙烯/二氧化钛核壳粒子及空心二氧化钛微球

通过无皂乳液聚合方法制备了阳离子型及阴离子型聚苯乙烯(PSt)乳胶粒,并对后者用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)进行了表面改性制得了乳胶粒表面载正电荷的乳液.在乙醇与水的混合溶剂中,分别使用以上3种PSt乳胶粒为核加入钛酸四丁酯制备了核壳型PSt/TiO2复合粒子.结果显示,仅在使用经KH550改性的阴离子PSt乳...