掺杂Sr~(2+)的TiO_2薄膜的制备及超亲水性

以钛酸丁酯作为前驱物,采用溶胶-凝胶法及浸渍-提拉法在载玻片上制备SrO-TiO2薄膜。通过X射线衍射和红外光谱等测试技术表征了SrO-TiO2粉末的结构,用紫外-可见分光光度计测定薄膜的透光率,用接触角测试仪测定水与薄膜的接触角。结果表明,掺杂适量Sr2+后,SrO-TiO2粉末中TiO2晶粒的尺寸变小,SrO-TiO2薄膜表面吸附的羟基含量增多且稳定,可提高TiO2薄膜的超亲水性。经紫外光照1 h或自然光照5 h后,掺杂Sr2+摩尔分数为1.0%的SrO-TiO2薄膜与水的接触角接近于0°,表现出良好的亲水性。     

钇离子掺杂对二氧化钛纳米薄膜光诱导超亲水性能的影响及其机理

用溶胶-凝胶法和浸渍-提拉法工艺,在玻璃表面上制备了均匀、透明的钇离子(Y³⁺)掺杂二氧化钛纳米薄膜。用XRD分析了样品的晶相及其与热处理温度的关系,用X射线光电子能谱(XPS)分析了薄膜表面氧的状态,用可见光吸收光谱分析了涂膜层数对透光率的影响,用接触角仪测定了其亲水性。研究了Y³⁺掺杂本身和具体的掺杂量、光照强度和时间对薄膜亲水性的影响。研究结果表明,掺杂Y³⁺的二氧化钛纳米薄膜,在物质的量分数x(Y³⁺/Ti⁴⁺)=1.5%时,经紫外光照30min或自然光照1h后,与水的接触角小于5°,表现出超亲水性;与纯二氧化钛纳米薄膜相比,其超亲水性对光诱导更为敏感;在有实用意义的超亲水性的稳定方面也有明显的改善;这应部分地与固体化学所描述的Y³⁺掺杂所造成固定、额外并且是高浓度的氧空位有关。     

掺杂Sb对纳米TiO2薄膜的超亲水性和微结构的影响

用溶胶-凝胶法将纳米TiO2:Sb薄膜沉积在玻璃基板上.研究了掺杂浓度对薄膜的光致超亲水性、薄膜结构和晶相转变的影响.结果表明,纯TiO2薄膜中， TiO2不仅以无定型态存在，而且还以板钛矿和锐钛矿的形式存在.掺杂Sb提高了TiO2由无定型向板钛矿和锐钛矿转变的速率.掺入适量的Sb后， TiO2薄膜表现出更好的光致超亲水性.由XRD谱可算出薄膜的晶粒大小为13.3～20.0 nm.     

微乳-水热法制备具有自清洁功能的TiO2薄膜

采用热陈化微乳液及浸渍-提拉技术,制备了具有自清洁功能的TiO2薄膜。 考察了微乳液中表面活性剂十二烷基苯磺酸（DBS）的用量对TiO2薄膜的表面形态和微观结构的影响。 进而对合成的TiO2薄膜的光催化活性、光致亲水性能及实际环境中的自清洁效果进行了测试评价。 随着表面活性剂DBS用量的增加,微乳液中的分散质点尺寸减小,但热陈化后所获得的TiO2粒子表现出凝集现象。 在DBS用量为0及58 mg/L时,所获得薄膜表面较为平整,由15~20 nm大小的TiO2粒子组成。 这些薄膜在无紫外光照射时,水接触角增大的速度较慢,并且在紫外光照射下能迅速恢复其超亲水性能。 将薄膜置于室外25 d后其表面无灰尘粘结,水接触角由原来的0°增大至14°~18°。 当DBS用量为580 mg/L以上时,薄膜表面起伏不平,粗糙度过大,对应TiO2薄膜光致亲水性能较差,室外放置25 d后,水接触角由原来的0°增大至46°~48°。     

Rup_2P表面敏化TiO_2基复合薄膜光致界面电荷转移

采用离子束溅射技术制备出TiO2/ITO、Zn2+掺杂的TiO2(TiO2-Zn)/ITO和TiO2/ZnO/ITO薄膜,采用表面敏化技术和旋转涂膜法,制备出(1,10-邻菲咯啉)2-2-(2-吡啶基)苯咪唑钌混配配合物(Rup2P)表面敏化的TiO2基复合薄膜Rup2P/TiO2/ITO、Rup2P/TiO2-Zn/ITO和Rup2P/TiO2/ZnO/ITO.表面光电压谱(SPS)结果发现:敏化后的TiO2基薄膜在可见区(400-600nm)产生SPS响应;TiO2基薄膜的能带结构不同,其在400-600nm和350nm处的SPS响应的峰高比不同.利用电场诱导表面光电压谱(EFISPS),测定TiO2基薄膜和表面敏化TiO2基复合薄膜各种物理参数,并确定其能带结构.分析可知,表面敏化TiO2基复合薄膜在400-600nm的SPS响应峰主要源于Rup2P分子的中心离子Ru4d能级到配体1,10-邻菲咯啉π*1和2-(2-吡啶基)苯咪唑π*2能级的跃迁;TiO2中Zn2+掺杂能级有利于Ru4d能级到配体π*1和π*2跃迁的光生电子向TiO2-Zn导带的注入;TiO2/ZnO异质结构有利于光生电子向ITO表面的转移,从而导致可见光(400-600nm)SPS响应增强以及光电转换效率的提高.     

Co~(2+)掺杂的纳米TiO_2薄膜光催化特性及电化学阻抗谱研究

本文采用交流电沉积技术,在多孔氧化铝模板中合成出Co2+掺杂的纳米TiO2薄膜(Co2+/TiO2薄膜)。以次甲基蓝为降解物,研究了纳米Co2+/TiO2薄膜在可见光下的催化性能,考察了阳极偏压对光催化活性的影响。用电化学阻抗谱(EIS)研究了纳米Co2+/TiO2薄膜在次甲基蓝溶液中的电化学行为,给出了相应的等效电路和半导体能带结构参数-空间电荷层宽度。研究表明,适量Co2+掺杂可以提高TiO2薄膜的光催化活性。在Co2+/TiO2膜电极上施加一定阳极偏压,使空间电荷层宽度增加,因此能有效实现光生电子-空穴分离,进一步提高次甲基蓝的光催化降解效率。     

低含量铁掺杂对TiO_2薄膜结构和亲水性能的影响

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片上制备了锐钛矿型TiO2和Fe/TiO2薄膜,并通过SEM、XRD、XPS、AFM和PAS等技术对其进行表征。结果表明,铁离子掺入后,TiO2薄膜变得更加致密,铁离子以Fe2O3的形式存在,0.1%Fe/TiO2薄膜的正电子寿命最长。在可见光照射下,TiO2薄膜表现为明显的亲水性。对于Fe/TiO2薄膜,随着铁掺杂量的增加,亲水性呈先增加后趋于平衡的趋势,镀膜5层、450℃焙烧时薄膜的亲水性最佳。     

纳米TiO2薄膜的热致亲水性与光致亲水性机理

应用真空磁控溅射，溶胶－凝胶方法和电沉积方法分别在玻璃和导电玻璃表面制备了纳米TiO2薄膜，纳米TiO2薄膜的热致亲水性研究表明，这是由于热处理对TiO2薄膜表面的清洁作用除去了吸附的水和有机污染物而产生的。TiO2薄膜的光致亲水性可能也源于紫外光照产生的活性粒子对TiO2薄膜的“光清洁作用”所致。     

铝材表面状态对TiO2薄膜光催化性能和光致亲水性的影响

在纯铝片和具有氧化铝层的铝片上用提拉法制备TiO2/Al和TiO2/Al2O3/Al样片,通过FTIRATR技术和密闭间歇式反应装置分别考察了TiO2薄膜对油酸和乙烯的光催化降解性能,通过测试接触角考察TiO2薄膜的光致亲水性.结果表明,TiO2/Al2O3/Al对油酸的光降解性能比TiO2/Al的好,但其光催化氧化乙烯性能和光致亲水性能较差.这种差别可通过不同过程的作用机理和Al与TiO2表面的电子转移作用得到较好解释,由此得出TiO2薄膜的光催化性能与光致亲水性可能是两种既有联系又相互独立的性质     

Cu掺杂TiO_2薄膜的摩擦学性能

采用溶胶-凝胶法在普通玻璃基底上制备了纯TiO2和Cu掺杂的TiO2(Cu-TiO2)纳米结构薄膜,利用X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)、粉末X射线衍射(XRD)及UMT-3摩擦磨损试验机考察了Cu掺杂量对薄膜组成、结构、表面形貌及摩擦学性能的影响.结果表明,相比于纯TiO2薄膜,Cu掺杂TiO2纳米薄膜平整、均匀,具有较好的耐磨减摩性能.Cu掺杂量的多少直接影响Cu-TiO2薄膜的减摩抗磨性能,当Cu掺杂量为5%(摩尔分数)时,Cu-TiO2膜具有最佳的耐磨寿命和最低的摩擦系数.     

Fe3+-TiO2/SiO2薄膜催化剂的结构对其光催化性能影响

以硅胶为载体,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同量Fe3+的TiO2光催化剂(Fe3+-TiO2/SiO2),以氙灯为光源,罗丹明B为目标降解物,对其光催化活性进行了研究.结果表明,Fe3+-TiO2/SiO2比TiO2纳米粉有更好的催化活性,Fe3+的最佳掺入量为0.03％.罗丹明B在粉体和膜催化剂的作用下遵循不同的光催化反应机理.根据XRD,SEM,Raman,XPS和FTIR的表征结果可认为,TiO2在SIO2表面薄膜化和Ti-O-Si键的形成是催化活性提高和降解机理不同的主要原因.     

液相沉积法制备光催化活性TiO2薄膜和纳米粉体

采用液相沉积法，在35℃通过向六氟钛酸铵水溶液中添加硼酸和结晶诱导剂锐 铁矿型TiO2纳米晶，沉积出具有光催化活性的Ti02薄膜和纳米粉体．用XRD，AFM， 阶梯仪,UV-vis，BET法对Ti02薄膜和粉体的沉积条件、结构、厚度和性能进行了测 定和表征，并用亚甲兰的降解，评价了TiO2薄膜和纳米粉体的光催化活性．结果表 明，当反应物六氟钛酸铵与硼酸的摩尔比为1：2—1：4时，沉积的粉体和薄膜含有 锐钛矿相Ti02；经300℃热处理的Ti02薄膜和纳米粉体具有最高的光催化活性，它 的光催化活性是未经热处理前的5倍．本文还解释了经300℃热处理的薄膜和纳米粉 体具有最高光催化活性的原因．     

Alkoxide Derived SrBi2Ta2O9 Phase Pure Powder and Thin Films

Phase pure powder and thin films of the novel ferroelectric materials SrBi₂Ta₂O₉ (SBT) have been prepared using the organic precursors. The xero-gel formed was dried and characterized using TGA and DTA to determine the organic burn out and crystallization temperature of SBT. Powder X-ray diffraction was used systematically to check the crystallinity of SBT. Phase pure SBT powder was formed as low as 650°C and thin films at 600°C in comparison to other earlier reported work. SEM micrographs show a grain size of ≈0.1 μm and show crack free films with a film thickness of 2 μm.     

Fabrication of β″‐alumina films as a thermoelectric material by thermal plasma processing

The fabrication of β″‐alumina films as thermoelectric materials was investigated by thermal plasma processing based on the forced constrictive‐type reactor. Under both atmospheric and low pressures, β″‐alumina films were synthesized successfully from a mixed powder of α‐Al₂O₃, Na₂CO₃ and MgO. The jet powder and substrate position strongly affect the properties of plasma‐processed β″‐alumina, which were found to be correlated with jet temperature. For both pressures, the films show good thermoelectric properties. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

Influence of paint components on photoactivity of P25 titania toward NO abatement

The present work studies the interference of paint components on the photoactivity of P25 photocatalyst toward NO abatement. Paint components are divided in two major groups: powder inorganic components and organic components. Two types of films were prepared, powder pressed films and films made of pseudo-paints, and their photoactivity assessed following approximately standard ISO 22197-1:2007(E). Powder pressed films were obtained by stepwise mixing powder components of the base paint; pseudo-paint films involved mixing the powder components stepwise with families of organic components present in the original photocatalytic paint formulation.It was concluded that the morphology of powder pressed films influences the photoactivity while CaCO₃ and silicates, which are extenders, have a smaller impact on P25 photoactivity compared to pigmentary TiO₂.Pseudo-paint films containing the same proportion of powder components as powder pressed films displayed different transient behaviors but similar steady-state photo-activities, regardless the presence of organic components such as the binder. This was assigned to the photo-erosion of a significant fraction of the organic paint components during the transient period. Therefore, after reaching steady-state, NO photooxidation could proceed freely as if only inorganic paint components were present. An average of ca. 25 wt.% of organic phase erosion was observed but more severe erosion should occur closer to the top of the paint film.     

纯相Li_2MnO_3薄膜的制备及作为锂离子电池正极材料的电化学行为

采用固相烧结法制备了纯相Li2MnO3正极材料及靶材,采用脉冲激光沉积(PLD)法在氧气气氛、不同温度下沉积了Li2MnO3薄膜.通过X射线衍射(XRD)和拉曼(Raman)光谱表征了薄膜的晶体结构,采用扫描电镜(SEM)观察薄膜形貌及厚度,利用电化学手段测试了Li2MnO3薄膜作为锂离子电池正极材料性能.结果表明,PLD方法制备的纯相Li2MnO3薄膜随着沉积温度升高薄膜结晶性变好.25℃沉积的薄膜难以可逆充放电,400℃沉积的薄膜具有较高的电化学活性和循环稳定性.相对于粉末材料,400与600℃制备的Li2MnO3薄膜电极平均放电电位随着循环次数的衰减速率明显低于相应的粉体材料.     

Photocatalytic Degradation of Acetaldehyde on Mesoporous TiO2: E?ects of Surface Area and Crystallinity on the Photocatalytic Activity

"Mesoporous TiO2 powder and films with worm-like channels were synthesized by an evaporation-induced self-assembly approach. The as-prepared samples were calcined at different temperature to investigate the effect of calcined temperature on the mesostructure and the photocatalytic activity. Acetaldehyde photodegradation in gas phase was employed to evaluate the photocatalytic activity of mesoporous TiO2. Results showed that all the calcined powder samples exhibited higher photocatalytic activities than that of Degussa P25. The sample calcined at 400 oC, which showed higher activity than other samples, possessed a homogeneous pore diameter of about 6.0 nm and an 11.0 nm crystalline anatase pore wall, as well as large surface area of 117 m2/g. It was speculated that two factors of surface area and crystallinity affected the photocatalytic activity of mesoporous TiO2 photocatalyst. The mesoporous TiO2 films fabricated by spin-coating also had high photocatalytic activities."     

高湿度下紫外光辐射对sol-gelTiO_2薄膜强度、结构和亲水性能的影响

应用sol-gel法制备了TiO_2薄膜，在321 K和高湿度下应用500 W高压汞灯对薄 膜进行辐射处理，应用划痕法测定了薄膜的强度。利用红外光谱（IR）、拉曼光谱 （Raman）和接触角仪研究了光辐射对薄膜和结构和亲水性能的影响，结果表明高 湿度下紫外光辐射可以促使刚制备TiO_2薄膜中的羟基、有机基团脱落和Ti-O-Ti结 构生成，使TiO_2薄膜的强度、晶化程度显著提高和薄膜在可见光区域吸收增加。 刚制备的sol-gel TiO_2薄膜的亲水性能随着光辐射先是下降，然后上升，且各向 亲水同性。通过此方法可以在不耐温的基材上制备致密的高强度的和具有一定光致 亲水性能的初步晶化的TiO_2薄膜。     

银纳米颗粒负载TiO2复合薄膜的光催化活性及其光电流性质

制备了3种不同粒径的Ag纳米颗粒,将它们分别掺入二氧化钛溶胶, 制备成复合二氧化钛薄膜。利用TEM测定了Ag粒子的大小,测量TiO₂复合膜的光电流,以亚甲基蓝降解反应评价了Ag/TiO₂薄膜的光催化活性.结果表明,负载不同粒径Ag纳米粒子后,TiO₂薄膜的光电流和光催化活性均得到一定程度的提高.当负载平均粒径6.9 nm的Ag粒子后,薄膜具有最高的光电流和最强的光催化活性.     

溶胶法制备的二氧化硅与二氧化钛复合薄膜的性能

在室温下, 采用溶胶法在玻璃基板上制备了厚度约为100 nm的均匀、透明的纳米SiO2-TiO2复合薄膜.研究了不同温度处理后薄膜的超亲水性、光催化能力等光致活性.通过XPS对薄膜表面及近表面元素的化学态的研究发现, Ti在表面及近表面不仅以Ti4＋形式存在, 也存在少量Ti3＋.紫外光照射后, 部分Ti4＋ 转变成了Ti3＋. XRD研究表明, 该薄膜中的TiO2主要以锐钛矿形式存在, 而且其晶粒大小为14～20 nm.用AFM研究了SiO2-TiO2薄膜的表面形貌及不同的温度处理对TiO2颗粒大小的影响.