金红石相二氧化钛纳米晶的光催化活性

以苯酚光催化氧化和铬酸根光催化还原反庆为模型反应,研究不同粒径的金红石相二氧化钛纳米晶的光催化性活性。用XRD,TEM和BET等表明超细金红石相二氧化钛的粒径为7～8nm,UV-vis谱表明其吸收带边界蓝移11nm。在上述反应中,具有量子尺寸效应的金红石相二氧化钛(7nm)均表现出很高的催化活性,催化活性随粒径增大而迅速下降。7.2nm金红石相二氧化钛的光催化活性与6.8nm的锐钛矿相二氧化钛相当。     

全氟磺酸树脂/二氧化钛杂化薄膜的制备与表征

利用可溶性全氟磺酸树脂和二氧化钛前躯体钛酸丁酯液-液相体系, 结合蒸汽水热结晶方法制备了全氟磺酸树脂/二氧化钛杂化薄膜, 并通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、红外光谱分析仪(FT-IR)及紫外-可见分光光度计(UV-vis)等测试方法对杂化薄膜的形貌、晶型、结构及光学性能进行了表征. 结果表明: 蒸汽水热结晶法能促进全氟磺酸树脂/二氧化钛杂化薄膜的结晶和相变; 水热后该杂化薄膜表面平整光滑, 没有裂纹, 二氧化钛晶型为锐钛矿并以球形微粒均匀分散在全氟磺酸树脂基体中; 随着杂化体系中二氧化钛含量的增多, 其粒径逐渐减小、团聚现象消失且杂化薄膜的紫外吸收性能显著提高.     

二氧化钛薄膜的液相沉积法制备研究

常温下,采用锐钛矿型二氧化钛纳米晶为诱导剂,采用液相沉积法制备了二氧化钛薄膜,采用XRD、SEM、AFM对其晶型、平均晶粒尺寸和形貌进行表征。结果表明,室温所制的二氧化钛薄膜为锐钛矿型,平均粒径为5．8nm,二次粒子平均粒径为10nm,薄膜上观察不到明显的孔洞和裂纹,表面均匀平整,以苯酚的光催化氧化作为目标反应,评价了二氧化钛薄膜的光催化活性。     

制备均一形貌的长二氧化钛纳米管

在温和的水热条件下,用碱溶液处理不同粒径的锐钛矿相和金红石相二氧化钛 纳米粉体,得到了不同形貌的二氧化钛纳米管,并用TEM,XRD,FT-Raman和BET等 对其进行了表征。金红石相的超细纳米晶有利于形成均一形貌的纳米管,用粒径仅 为7.2 nm的金红石相纳米粉体为前驱体得到了长度为500 nm的长二氧化钛纳米管。 用纳米晶反应活性对晶粒尺寸的依赖性及晶相稳定性解释了长纳米管的形成机理。     

制备均一形貌的长二氧化钛纳米管

在温和的水热条件下，用碱溶液处理不同粒径的锐钛矿相和金红石相二氧化钛 纳米粉体，得到了不同形貌的二氧化钛纳米管，并用TEM，XRD，FT-Raman和BET等 对其进行了表征。金红石相的超细纳米晶有利于形成均一形貌的纳米管，用粒径仅 为7.2 nm的金红石相纳米粉体为前驱体得到了长度为500 nm的长二氧化钛纳米管。 用纳米晶反应活性对晶粒尺寸的依赖性及晶相稳定性解释了长纳米管的形成机理。     

双相分散聚乙烯吡咯烷酮包覆氧化锌纳米粒子的微乳液法制备,结构和光学性质

以乙酰丙酮锌为前躯体、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,采用纳米微乳液法制备了有机相和水相双分散PVP包覆氧化锌(PVP-ZnO)纳米粒子;采用X射线衍射仪、透射电镜、红外光谱仪分析了其相组成、微结构及化学特征,利用紫外-可见吸收光谱仪和荧光光谱仪测定了其光学性质.结果表明,制备的纳米ZnO具有六方纤锌矿结构,粒径分布范围窄,结晶性好.纳米ZnO表面包裹PVP,使得PVP-ZnO在无机和有机溶剂中皆具有很好的分散性.与此同时,PVP-ZnO纳米粒子在紫外区尤其是373 nm处显示很强的紫外吸收,而在380nm的激发光下在496nm左右产生强蓝绿光发射,并在587nm处伴有弱黄绿光发射.     

Ag负载TiO2纳米管微波辅助水热法制备及其光催化性能

以微波辅助水热法制备了二氧化钛纳米管,然后通过浸渍法在其表面负载了银纳米颗粒.所得样品用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、氮吸附、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射等测试方法表征.微波加热处理可以大大缩短反应时间,产物为无定型纳米管,经高温焙烧后转变成锐钛矿型二氧化钛.所得纳米管的外径为7-8 nm,内径为5-6 nm,管长约200 nm,比表面积可达371 m2·g-1.负载的银分散在纳米管的表面,对纳米管的结构与晶型没有影响,但是拓宽了二氧化钛的光吸收范围,使吸收边红移至可见光区,并且有效抑制了光生电子空穴的复合.在可见光降解罗丹明B的实验过程中,与Ag负载的P25及纯二氧化钛纳米管相比,Ag负载二氧化钛纳米管具有更高的可见光催化活性,并且当Ag/Ti 物质的量的比为0.5%时,可见光催化性能最好.     

水热法可控合成二氧化钛纳米晶及其在染料敏化太阳能电池中的应用

本文报道了水热法可控合成二氧化钛纳米晶及其在染料敏化太阳能电池中的应用.选择合适的有机碱胶化剂,能很好地控制二氧化钛纳米晶的生长,形成不同形貌和粒径的锐钛矿型二氧化钛纳米晶颗粒.染料敏化太阳能电池光电性能测试结果表明,以四乙基氢氧化铵为胶化剂合成的边长为8～13nm的正方形二氧化钛纳米晶构成的光阳极光电性能优于以四丁基氢氧化铵为胶化剂合成的边长为7～10nm的正方形二氧化钛纳米晶以及长18～35nm,宽10～18nm的长方形二氧化钛纳米晶构成的光阳极.用较高浓度的四甲基氢氧化铵胶化剂能合成球形或椭球形亚微米级二氧化钛颗粒,以其为散射中心在光阳极中构建散射层,染料敏化太阳能电池的光电转换效率能由6.77%提高到8.18%.     

超声水解法制备的纳米二氧化钛光催化性能的研究

锐钛矿型纳米二氧化钛因其优良的光催化性能在环境保护中得到广泛应用，以TiCl4为钛源，水解过程中施加超声辐照，室温条件下制得了5～6nm锐钛型TiO2．考察了施加超声、煅烧温度及粒径尺寸对甲酸降解率的影响．结果表明，催化剂制备过程中施加超声影响对催化剂的光催化性能影响显著：甲酸的降解率由68.57％提高到97．13％．用超声水解法制备的纳米二氧化钛能够在较宽的煅烧温度范围里(450～650℃)保持较高的光催化活性．随粒径的减小催化剂活性提高。当粒径小于20nm时，显示量子尺寸效应。     

不同介质条件下纳米二氧化钛溶胶的低温制备及其光催化性能表征

以四氯化钛为原料,分别以硝酸和过氧化氢为介质在低温下制备了两种二氧化钛溶胶A和B,通过X-射线衍射、透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱等测试手段进行了表征。结果表明,两种样品中的TiO2结晶相颗粒均呈锐钛矿型结构,样品A呈球形,粒径为4.8nm,样品B呈纺锤形,粒径为11．2nm;样品B比A结晶度高,而且光吸收波长红移了大约130nm。通过室外光催化降解亚甲基兰和室内光催化降解品红两组实验对比,研究了样品A和B的光催化活性,结果表明样品B比A具有更高的光催化性能。     

Synthesis and UV shielding properties of zinc oxide ultrafine particles modified with silica and trimethyl siloxane

This paper introduces a kind of ZnO ultrafine particles modified with silica and trimethyl siloxane (TMS). Thus zinc carbonate hydroxide (ZCH) as the precursor of ZnO was synthesized using chemical precipitation method, and the precursor was modified in situ with silica and TMS. The modified ZnO ultrafine particles were obtained after calcinating the modified precursors. The surface properties of the modified ZnO ultrafine particles were characterized using X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, X-ray photoelectron spectra (XPS), scanning electron microscope (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). The effects of the modifiers on the photocatalytic activity and UV shielding ability of ZnO ultrafine particles were also investigated and discussed.     

SnO2-TiO2复合光催化剂的制备和性能

采用均匀沉淀法在超细TiO2表面包覆SnO2,制备出SnO2-TiO2复合光催化剂,并用EDS,XRD,TEM和BET比表面积测定等手段进行了表征.以活性艳红X-3B溶液为模拟废水,考察了SnO2-TiO2的光催化活性.结果表明,复合粒子由锐钛矿型TiO2和金红石型SnO2组成;与纯TiO2相比,SnO2-TiO2的光催化活性有较大提高,SnO2最佳包覆量为18.4%.复合光催化剂活性的提高归因于不同能级半导体之间光生载流子的输运和分离.     

Antireflection and self-cleaning properties of a moth-eye-like surface coated with TiO2 particles

Poly(ethylene terephthalate) (PET) films with a moth-eye-like surface are coated with TiO(2) particles to form self-cleaning antireflective films. The use of a TiO(2) suspension of high concentration to coat the PET surface produces a thicker TiO(2) layer with smaller pores, whereas a low concentration of a TiO(2) suspension gives a thinner layer of TiO(2) with larger pores. The PET films coated with TiO(2) particles exhibit a high transmittance of 76-95% and almost no absorption in the range of 400-800 nm. The PET films coated with a TiO(2) suspension with a concentration of ≥2 vol % exhibit superhydrophilicity after irradiation with UV light. After irradiation, the superhydrophilic nature is retained for at least 18 days. The TiO(2)-coated PET films showed the ability to decompose methylene blue under UV irradiation.     

ZnO纳米粒子的光物理性质──微量水对荧光的影响

ZnO不仅是极其重要的半导体材料,而且还广泛用做化学反应的催化剂,光催化剂和光电转换材料。近年来,ZnO纳米粒子的制备和应用得到了广泛的研究,但许多问题并不十分清楚。譬如,对ZnO颗粒的可见荧光的发生机制就众说纷纭。Henglein等认为ZnO可见荧光由ZnO颗粒表面的阴离子空位引起,而Bahnemann等却认为可见荧光由被捕获的光生电子向被捕获的空穴越迁而引起。本文通过微量水对ZnO超微粒的荧光的影响的研究,进一步阐明ZnO荧光的产生机理。结果支持了Bahnemann的观点。     

The protection effect of β-CD on DNA damage induced by ultrafine TiO2

Under the photocatalysis of 365 nm ultraviolet radiation, ultrafine TiO2 caused the oxidative damage of Teasy plasmid DNA. The damage was determined by gel-electrophoresis. Then, a different dose of β-CD was added to the reaction, and the damage was restrained. The rate of damage restraining reached 97% when the mass of β-CD was 4 times as that of TiO2. Through UV scan and IR spectroscopy, it was found that the Ti-O of ultrafine TiO2 was bound with -OH of β-CD cavum and the -OH on the surface of ultrafine TiO2 disappeared, so the formation of · OH was controlled. The ultrafine TiO2 has been widely used, but it was determined to be carcinogenic by some research. The protection effect of β-CD to DNA in the molecular level takes a new look on the surface modification of nano particles to decrease the toxic effect.     

溶胶凝胶法制备CNT／ZnO纳米复合材料及其光催化性研究

Chemistry and Chemical Engineer School, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang, Henan 453003, China     

同轴静电纺丝法在纳米中空TiO2纤维中填充Ag的应用

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶胶/钛酸四正丁酯和PVP溶胶/银颗粒为前驱体, 以共轴静电纺丝法制备了银填充的TiO2中空纳米纤维. 将双组分纤维在200 ℃下热处理去除乙醇与表面吸附水后, 继而在空气气氛中焙烧至600 ℃, 可以得到在内表面上沉积银颗粒的TiO2纳米管, 银颗粒的直径为5-40 nm, TiO2纳米管的外径150-300 nm, 管臂厚10-20 nm. 用红外吸收光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对超细纤维进行了表征. 中空纤维的直径和管壁可以通过改变电纺参数来调节. 与Ag-TiO2纳米纤维、TiO2纳米中空纤维、TiO2纳米纤维及TiO2纳米粉体相比较, Ag颗粒填充的TiO2纳米中空纤维在光分解亚甲基蓝上表现出了更好的光催化性能.     

紫外光照射下ZnO超微粒子表面上的光反应

由于半导体超微粒子具有独特的尺寸量子化效应和表面效应^[1~6],它在利用太阳能光催化降解有机污染物,有机光合成及光电转化等领域中有着极其广泛的应用.目前,大量的工作集中在超微颗粒表面上有机物的光反应过程的研究^[7].     

同轴静电纺丝法在纳米中空Ti02纤维中填充Ag的应用

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶胶,钛酸四正丁酯和PVP溶胶,银颗粒为前驱体,以共轴静电纺丝法制备了银填充的TiO2中空纳米纤维.将双组分纤维在200℃下热处理去除乙醇与表面吸附水后,继而在空气气氛中焙烧至600℃.可以得到在内表面上沉积银颗粒的TiO2纳米管,银颗粒的直径为5-40 nm,TiO2纳米管的外径150-300 nm.管臂厚10-20 nm.用红外吸收光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对超细纤维进行了表征.中空纤维的直径和管壁可以通过改变电纺参数来调节.与Ag-TiO2纳米纤维、TiO2纳米中空纤维、TiO2纳米纤维及TiO2纳米粉体相比较,Ag颗粒填充的TiO2纳米中空纤维在光分解亚甲基蓝上表现出了更好的光催化性能.     

聚苯胺/聚苯乙烯复合Janus颗粒的制备

利用有机溶剂溶胀磺化聚苯乙烯@二氧化钛(SPS@TiO₂)核壳粒子制得二氧化钛/聚苯乙烯(TiO₂/PS)双面神(Janus)颗粒, 并在TiO₂端进行改性, 得到墨绿色的聚苯胺/聚苯乙烯(PANi/PS) Janus颗粒. 用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDS)、元素分析、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(IR)、热重分析(TGA)、固体紫外-可见分析(UV-Vis)和四探针法考察Janus颗粒组成、微结构和Janus性质. 结果表明, Janus颗粒为雪人状结构, PS端的平均粒径为228 nm, PANi端的平均粒径从TiO₂的258 nm增大为295 nm; 并且在EDS谱上可以观察到N元素, 而未观察到Ti元素; 包覆的PANi的质量分数为23.7%. 掺杂后PANi/PS Janus颗粒的导电性能较好, 电导率为0.247 S/cm.