氮掺杂二氧化钛薄膜的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂Ti O2薄膜;利用X射线光电子能谱仪、紫外-可见光谱仪表征了所制备的薄膜的化学状态和光吸收性能;并考察了可见光照射下薄膜的亲水性能和光催化性能.结果表明:N通过取代部分O的方式进入到Ti O2薄膜中,且掺杂后在可见光区的光吸收增强;最优条件下,Ti O2-xNx薄膜的接触角由31°降到12°,亲水化速度常数为0.018,可见光照射3 h,亚甲基蓝的降解率达到45%.     

阳极氧化TiN薄膜制备N掺杂纳米TiO2薄膜及其可见光活性

室温下通过电泳沉积(EPD)的方法在Ti片表面制备TiN薄膜,然后对TiN薄膜进行阳极氧化得到N掺杂多不孔纳米结构的TiOz薄膜.利用x射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),扫描电子显微镜(SEM)及光电化学方法对得到的薄膜进行表征.XRD测试结果表明,经过阳极氧化并在350℃空气气氛中退火1 h的薄膜中存在锐钛矿晶犁的TiO2.xPs的结果表明,样品中的N元素取代部分O,且N的摩尔分数为O.95%.SEM显示,经阳极氧化后薄膜表面出现多孔纳米结构.光电化学测试结果显示,阳极氧化提高了N掺杂TiO2薄膜在可见光下的光电响应.经阳极氧化并热处理的薄膜在0 V电位及可见光照射下光电流密度为2.325μ.cm2,而单纯热处理的薄膜在相同条件下光电流密度仅为0.475μA·cm-2.阳极氧化得到纳米多孔结构提高了 N 掺杂纳米 Ti02 薄膜的表面积,从而对可见光的响应增大.     

稀土掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜的介电及发光性能

以钛酸锶钡和稀土氧化物粉末靶为靶材, 用离子束溅射法在MgO(100)和Si(100)基片上组合制备了不同掺杂浓度的Ba0.6Sr0.4TiO3:Re(BST:Re)薄膜样品阵列. 沉积得到的多层无定形薄膜经低温扩散、高温晶化, 形成BST:Re多晶薄膜. 以扫描近场微波显微镜测定BST:Re/MgO(Re=Er, Eu, Pr/Al)样品的介电常数, 研究掺杂种类及掺杂浓度对BST薄膜介电常数的影响. 结果表明, 稀土离子的适量掺杂使BST薄膜介电常数有所提高, 其中, Er3+和Eu3+的最佳掺杂浓度分别为4.5%及5.7%(原子分数) 左右时, 介电常数值达到最高. 而共掺杂Pr3+和Al3+的样品则在n(AL):n(Pr)为4-8之间介电性能最佳. 另外, 测量了BST:Re/Si(Re=Er, Eu)样品的光致发光谱, 发现Er3+和Eu3+在BST薄膜样品中的发光猝灭浓度分别为4.20%和8.95%(原子分数).     

稀土元素掺杂对TiO2薄膜光催化性能的影响

采用Sol-Gel法、浸渍-提拉法制备了RE(Sm, Dy, Lu) 掺杂TiO2的锐钛矿晶型薄膜. 用X射线衍射分析、 UV-Vis透射光谱及电化学实验对其进行了表征, 通过对紫外光照射下甲基橙溶液的光催化降解评价了其光催化性能. 结果表明, RE掺杂的TiO2薄膜的吸收光向长波方向移动; 掺杂浓度是影响光催化活性的重要因素; 适量RE掺杂可以明显提高TiO2薄膜的光催化性能; 最佳掺杂浓度是0.5%. 其中掺杂Sm样品的光催化活性最好. 分别讨论了RE不同浓度及不同元素掺杂对TiO2光催化性能的影响机制.     

阳极氧化TiN薄膜制备N掺杂纳米TiO2薄膜及其可见光活性

室温下通过电泳沉积(EPD)的方法在Ti片表面制备TiN薄膜, 然后对TiN薄膜进行阳极氧化得到N掺杂多孔纳米结构的TiO2薄膜. 利用X射线衍射(XRD), X射线光电子能谱(XPS), 扫描电子显微镜(SEM)及光电化学方法对得到的薄膜进行表征. XRD测试结果表明, 经过阳极氧化并在350 ℃空气气氛中退火1 h的薄膜中存在锐钛矿晶型的TiO2. XPS的结果表明, 样品中的N元素取代部分O, 且N的摩尔分数为0.95%. SEM显示, 经阳极氧化后薄膜表面出现多孔纳米结构. 光电化学测试结果显示, 阳极氧化提高了N掺杂TiO2薄膜在可见光下的光电响应. 经阳极氧化并热处理的薄膜在0 V电位及可见光照射下光电流密度为2.325 μA·cm-2, 而单纯热处理的薄膜在相同条件下光电流密度仅为0.475 μA·cm-2. 阳极氧化得到纳米多孔结构提高了N掺杂纳米TiO2薄膜的表面积, 从而对可见光的响应增大.     

掺杂Mo6+对纳米TiO2薄膜亲水性的影响

用溶胶 凝胶法制备了一系列掺杂钼量不同的TiO₂纳米薄膜.用XRD,SEM和CAS(ContactAngleSystem)对TiO₂薄膜的结构和性能进行了表征.结果表明,Mo⁶⁺掺杂浓度对薄膜的热致亲水性和光致亲水性均有影响,当掺Mo⁶⁺质量分数为0.75%,热处理温度为400℃时,掺钼TiO₂薄膜在黑暗中放置72h后仍能表现超亲水性.     

耐蚀Zn-Al合金材料的组合材料芯片方法优选

应用组合材料芯片方法, 通过离子束溅射法制备了全组分范围的Zn-Al薄膜样品阵列. 沉积得到的多层薄膜经370 ℃扩散处理2 h形成合金薄膜. 通过扫描俄歇能谱仪(AES)、X射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)对样品的成分、结构和形貌进行表征. 结果显示, 在低温退火后, 合金薄膜成分均匀, 结晶良好, 表面致密. 材料芯片上的样品在0.1 mol·L-1氯化钠溶液中的极化电阻测试结果表明, 对于全组分的Zn-Al合金薄膜, Al摩尔分数在87%附近的成分具有最高的极化电阻值.进一步的实验发现, 在83%-86%这一较宽的摩尔分数区间内, 极化电阻值均保持在105 Ω·cm-2以上, 比传统热镀锌镀层的极化电阻高1个数量级.     

Y_2O_3∶Eu~(3+)薄膜的制备及发光性能的研究

以稀土氧化物为原料,用溶胶-凝胶法制备前驱液,加入适量的聚乙烯醇做成膜物质,用浸渍拉提法在石英玻璃表面上得到均匀的薄膜,然后经过适当的干燥和热处理得到Y2O3∶Eu3+发光薄膜.讨论了Eu3+的掺杂浓度和热处理温度对薄膜发光性能的影响.试验表明:Eu3+的最佳掺杂浓度为8%(摩尔分数),薄膜的发光性能随热处理温度提高而增强,当热处理温度达到700℃后,薄膜的发光性能基本上稳定.同时用原子力显微镜和X射线衍射分析了薄膜的表面形貌和结构.     

Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)1-2xTixNbxO2的合成及电化学性能

采用共沉淀-高温固相烧结法在900oC空气中煅烧,合成了层状复合掺杂型正极材料Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)1-2xTixNbxO2(x=0,0.002,0.005,0.01,0.02).通过扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)和电化学测试等观察与研究掺杂元素对Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2的形貌结构和电化学性能的影响.结果表明,适量Ti、Nb掺入Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2,降低了材料的阳离子混排程度,且晶胞参数随着掺杂量的增加而增加.与未掺杂材料相比,Ti-Nb复合掺杂的样品具有更好的电性能和高温性能.当x=0.005时,材料的综合性能最好,方型铝壳电池3.0~4.2 V电位区间首次1C放电比容165.9 mAh.g-1,常温循环100周期容量保持率96.5%,55oC循环300周期容量保持率为92.6%,80oC/6 h高温存储后冷却2 h电池厚度膨胀率9.8%.     

氟掺杂纳米 TiO2 薄膜的低温制备及其光催化性能

 以氟化铵为氟源, 采用水热法制得氟掺杂 TiO2 (FTO) 溶胶, 并通过浸渍提拉法在低温下制备了 FTO 薄膜. 其中在 120 oC 下水热处理 10 h 所得的 TiO2 溶胶制备的薄膜均匀透明, 具有较高的光催化活性. 氟掺杂后的 TiO2 晶粒尺寸并未发生明显变化, 但薄膜的光催化活性显著升高. F/Ti 摩尔比为 0.01 时, FTO 薄膜的光催化活性最高, 比 TiO2 薄膜的活性升高了 23%. X 射线光电子能谱结果表明, 氟掺杂 TiO2 中的氟离子存在晶格取代掺杂和表面化学吸附两种形式. 这两种氟离子的共同作用是 FTO 薄膜光催化活性升高的主要原因.     

阳极氧化AZ91D镁合金在氯化钠稀溶液中的腐蚀行为

利用盐雾实验、极化曲线扫描、电化学阻抗谱和电化学噪声技术等电化学研究方法结合扫描电镜表面观测技术对AZ91D镁合金氧化膜在1%(w)氯化钠溶液中的耐蚀性能进行了评价. 结果表明, 氧化前后的镁合金腐蚀行为发生明显改变, 如未封孔的阳极氧化膜耐中性5%氯化钠盐雾试验时间超过200 h; 氧化后的镁合金自腐蚀电位明显正移, 点蚀诱导期延长; 阳极氧化膜的高频阻抗约为裸露镁合金的数千倍, 这些变化证明阳极氧化处理使镁合金获取了十分优异的耐蚀性能. 首次利用分形维数Df的变化规律初步描述氧化后AZ91D镁合金的腐蚀过程. 可以发现随着浸泡时间的延长, Df呈现出初期快速增长, 随后出现波动, 最后稍有降低的变化过程. 这种现象对应于氧化后AZ91D 镁合金在1%氯化钠溶液中腐蚀的三个阶段.     

Ti对铸造镍基高温合金中碳化物和拓扑密排相影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等测试技术,研究了经过标准热处理和时效处理后的不同Ti含量合金的微观组织。 研究发现,标准热处理后不同Ti含量合金的相组成相同,主要由γ、γ′、MC和M23C6型碳化物组成;随着Ti含量增加,合金组织中的碳化物数量逐渐增加。 不含Ti的合金中的MC碳化物的组成主要是TaC,而含Ti合金中MC型碳化物组成为(Ta,Ti)C,并且随着Ti含量增加,MC碳化物中M组成元素Ta和Ti的比值（Ta/Ti）逐渐减小。 通过研究900 ℃不同时间时效处理后合金微观组织发现,随着Ti含量增加,合金中拓扑密排相(TCP)析出趋势逐渐增加。 含质量分数2.7%Ti的合金经900 ℃/500 h时效处理后,组织中析出了针状富含Cr、W和Mo的σ相。 这表明要保证合金具有良好的组织稳定性,需要控制合金中Ti的加入量。     

聚苯胺水性涂料的制备及其防腐性能

将有机磷酸(乙二醇单甲醚磷酸酯和乙二醇单甲醚磷酸二酯混合物)（OP）掺杂得到的导电聚苯胺（PANI-OP）加入到水性环氧树脂（WER）中,制备了聚苯胺水性防腐涂料,并且研究了其防腐蚀性能和防腐蚀机理。 透射电子显微镜观察表明,导电聚苯胺质量分数为0.1%时,其粒径分布范围为50~100 nm。 电化学阻抗谱以及开路电压的变化表明,聚苯胺的存在显著提高了涂层的防腐效果。 金属基底光电子能谱结果表明,聚苯胺水性涂料良好的防腐性能缘于在金属表面生成了致密的氧化物膜以及掺杂剂离子与溶解金属生成了不溶性的盐。     

Ca-P Conversion Coating on AZ60 Magnesium Alloy for Biomedical Application

To improve the anti-corrosion behaviors of magnesium alloy in the inner environment of human body,a bioactive Ca-P coating was deposited on the AZ60 magnesium alloy by a novel simple method.The morphologies of the Ca-P coatings formed under different treatment time were studied by scanning electron microscopy（SEM）.The corrosion behaviors of Ca-P coating were investigated by electrochemical polarization test and electrochemical impedance spectroscopy in both 3％（mass fraction） NaCl solution and simulated body fluid（SBF）.Immersion test in SBF was performed to evaluate the corrosion rate of Ca-P coated magnesium alloy.X-Ray diffraction（XRD） analysis result shows that the coating mentioned above mainly consists of dicalcium phosphate dehydrate（CaHPO4·2H2O,DCPD） and β-tricalcium phosphate dehydrate[β-TCP,Ca3（PO4）2],which exhibits good corrosion resistance.After magnesium alloy was immersed in 1 mol/L NaOH solution at 80 ℃ for 2 h,hydroxyapatite [Ca10（PO4）6（OH）2,HA]appeared on the magnesium alloy substrate,which can further decrease the corrosion rate of AZ60 magnesium alloy in SBF.     

掺钴氧化钛电极的制备、表征及其光电性能

采用溶胶-凝胶法在纯钛片上制备了掺Co氧化钛薄膜光电极,运用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)等分析手段对其进行表征,并对其结构和性能的相互关系进行了研究.结果表明,掺5%Co, 500℃热处理的TiO2电极具有最大的可见光响应.过量的Co掺入将析出新相CoTiO3,并促使TiO2由锐钛矿型转变为金红石型,使电极光电效应减低.而高温处理的掺钴TiO2也将析出CoTiO3,对电极光电性能有阻碍作用.     

690合金在300 ℃含硫模拟碱性水化学中的腐蚀行为

690 合金作为压水堆核电站蒸汽发生器传热管的一种关键材料, 其在碱性环境下还原态硫导致的钝化膜的腐蚀退化是引发应力腐蚀开裂的关键原因之一. 本文采用动电位极化曲线, 结合扫描电镜(SEM)、俄歇能谱(AES)、二次离子飞行时间质谱(ToF-SIMS)研究了690合金在300 ℃模拟碱性水化学中的腐蚀行为, 并分析了硫代硫酸根与硫酸根对钝化膜特性的影响. 实验结果表明: 300 ℃碱性溶液中690合金表面钝化膜为外层的多孔层与内层的紧密层组成的双层结构, 所加入的硫酸盐种类对690合金的耐蚀性有较大影响; 硫代硫酸根使690合金钝化电流密度增加, 过钝化电位降低, 即钝化膜的耐蚀性降低; 此外, 硫代硫酸根使钝化膜中的Cr含量降低而Ni 含量提高, 硫代硫酸根会在合金表面电化学还原成为更低价态的硫进入钝化膜, 使钝化膜中的硫化物增多也是导致钝化膜防护性能变差的原因; 而硫酸根与钝化膜的作用较弱, 对钝化膜的影响较小.     

超重力场电沉积NiW合金及其耐碱腐蚀性能

在超重力条件下电沉积NiW合金镀层,考察了超重力对NiW合金电沉积过程(各元素分电流、W含量和槽电压等)的影响规律;并利用扫描电子显微镜(SEM)、Tafel技术和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了电沉积NiW合金镀层的表面形貌和在NaOH溶液中的抗腐蚀性能,同时通过浸泡实验考察了镀层的稳定性.结果发现,与常重力条件电沉积的NiW合金相比,超重力场电沉积的NiW合金中W含量增加,镀层表面无微裂纹产生;在10%(w)NaOH溶液中镀层自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度减小,腐蚀电阻也由常重力(重力系数G=1)时的865Ω·cm2增大至超重力(G=256)时的2305Ω·cm2;在10%NaOH溶液中浸泡144h后,超重力场电沉积的NiW合金表面无破碎和起皮现象发生.超重力技术在NiW合金电沉积过程中的应用,使镀层的耐碱腐蚀性能得到改善.     

Ti-Zr催化剂对NaH/Al复合物可逆储氢特性的影响

采用机械球磨(NaH/Al+Ti)和(NaH/Al+Ti-Zr)复合物的方法加氢制备了NaAlH4配位氢化物, 系统研究了Ti、Ti-Zr催化剂以及不同加氢条件对其可逆储氢行为的影响. 结果表明, 对于NaH/Al体系的吸放氢性能, 共掺金属Ti粉/Zr粉的催化作用比单独掺金属Ti粉的催化作用要好. 随着加氢温度从85 ℃上升到140 ℃, 体系的吸氢容量先增后减, 并在120 ℃时达到最大值; 同时, 发现共掺Ti-Zr催化剂的复合物具有最佳的储氢性能, 在120和85 ℃时的吸氢量分别为4.61%和3.52%(w), 比仅掺Ti 催化剂的复合物分别高出0.40%和0.70%(w)的吸氢量. 随着加氢压力的增大, (NaH/Al+Ti-Zr)复合物的吸氢性能随之提高. XRD和DSC分析结果表明, NaAlH4体系的放氢过程明显发生两步分解反应, 共掺Ti-Zr催化剂的复合物储氢性能优于单独掺Ti 催化剂的原因是, 共掺催化剂能有效改善NaAlH4体系吸放氢反应的动力学性能,并降低体系的放氢温度.     

Zn-Al水滑石催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换反应的研究

用共沉淀法制备了Zn-Al水滑石,并用于多相催化酯交换合成碳酸二苯酯的反应.研究了不同n(Zn)/n(Al)比的水滑石及其焙烧产物等对酯交换反应的催化活性.结果表明,Zn-Al水滑石催化剂对该反应的催化活性和选择性很高,当n(Zn)/n(Al)=3时,在150～180℃,n(PhOH)/n(DMC)=2,催化剂用量为反应物总质量的1.5%,在反应时间为12h的条件下,DMC的转化率达到55.9%,DPC和MPC的收率分别为25.3%和27.0%,酯交换产物的选择性达到93.6%.利用XRD,TG-DTA和TEM等手段对催化剂进行了表征.