溶胶-凝胶法制备纳米TiO2/丝素复合膜及结构性能研究

用溶胶凝胶法制备不同比例纳米TiO₂改性再生蚕丝丝素蛋白复合膜. UV和AFM测试结果表明, 该丝素膜中纳米TiO₂均匀分散在丝素中, TiO₂粒径约为80 nm; 同时该丝素膜的结构和热性能用FTIR, XRD, EDS, TGA和DTG进行表征. XRD测试结果表明, 随着纳米TiO₂的加入, 复合丝素膜的结晶结构从Silk I向Silk II转化, 但当纳米TiO₂的加入超过一定量时, 又破坏复合丝素膜的结晶结构; FTIR和EDS测试结果表明, TiO₂与丝素形成较好的键合; TGA和DTG测试表明复合丝素膜的热转变温度相比于纯丝素膜有所提高.     

纳米TiO_2改性蚕丝丝素蛋白膜的研究

用溶胶凝胶法制备纳米TiO2改性再生蚕丝丝素蛋白膜.该丝素膜机械强度提高,在水中溶失率下降.UV、AFM、SEM测试的结果表明,丝素中纳米TiO2粒径约为80 nm,纳米粒子在丝素膜中分布均匀;XRD、FTIR测试结果表明,纳米TiO2的加入,可使改性丝素膜的结晶结构从SilkⅠ向SilkⅡ转化,其结晶度也随之提高;TGA测试表明改性丝素膜的热转变温度比纯丝素膜有所改变.     

纳米结构TiO2/PS及TiO2空心球的自组装与表征

以TiCl₄的盐酸溶液配制的TiO₂溶胶为前驱体, 以聚苯乙烯微球为载体, 在表面活性剂存在下, 通过逐层自组装技术制备了纳米结构TiO₂/PS及TiO₂空心球. 利用XRD, SEM, TG-DTA等对复合颗粒进行了表征. 研究表明: 纳米结构TiO₂/PS的组成、结构、形貌和粒度可通过溶胶酸度、组装时水解反应温度、煅烧温度、硫酸根的加入量来控制.     

纳米结构TiO2/PS及TiO2空心球的自组装与表征

以TiCl₄的盐酸溶液配制的TiO₂溶胶为前驱体, 以聚苯乙烯微球为载体, 在表面活性剂存在下, 通过逐层自组装技术制备了纳米结构TiO₂/PS及TiO₂空心球. 利用XRD, SEM, TG-DTA等对复合颗粒进行了表征. 研究表明: 纳米结构TiO₂/PS的组成、结构、形貌和粒度可通过溶胶酸度、组装时水解反应温度、煅烧温度、硫酸根的加入量来控制.     

CdS/TiO2纳米管复合结构的制备与光电性能研究

利用阳极氧化法在钛金属基体表面制备一层TiO₂纳米管阵列薄膜, 然后通过水热反应在TiO₂纳米管上负载CdS纳米粒子, 形成CdS/TiO₂纳米管的复合结构。利用SEM、XRD、XPS、UV-Vis等手段对其形貌和结构进行表征。进一步考察了CdS/TiO₂纳米管的光电性能和光催化活性, 结果表明, 相比于TiO₂纳米管, CdS/TiO₂纳米管复合结构在紫外光和可见光下都具有更好的光催化活性及光电性能。     

微/纳复合型可见光光电材料Ag-石墨烯-TiO2的制备及应用

基于静电纺丝技术构筑了稳定均一的Ag-石墨烯-TiO₂纳米复合纤维;并利用SEM、TEM、XRD、EDS和Raman等表征了材料的微观结构与组分;随后,我们研究了该复合纤维在可见光下的光电转换性能。结果表明：掺杂既可降低TiO₂材料的禁带宽度,也能减缓光生电子与空穴的复合淬灭;Ag纳米晶的局域等离激元可增强纤维对可见光的吸收,石墨烯能促进光生电子与空穴的有效分离;可见光条件下,相比较于单一的TiO₂纳米纤维,复合纤维的光电流密度提高4倍,达到0.81μA·cm^-2。     

掺杂Fe2O3对吸附相反应技术制备TiO2的形貌和光催化性能的影响

利用吸附相反应技术制备得到了掺杂不同浓度的Fe₂O₃的TiO₂复合光催化剂。通过透射电子显微镜(TEM)、紫外可见光谱和X射线衍射(XRD)研究不同掺杂浓度对TiO₂形貌和结晶过程的影响,并利用3种波长光源下的甲基橙光降解实验考评了各个复合光催化剂的催化活性。结果表明,掺杂后复合光催化剂中Fe₂O₃分散性较好较均匀。在TiO₂紫外可见吸收光谱中由于Fe₂O₃的掺杂而出现了红移,而且随着掺杂浓度增加红移越来越明显,复合光催化剂的禁带宽度也越来越小。在焙烧过程中无定形Fe₂O₃或Fe³⁺进入了TiO₂的晶格结构,从而抑制了TiO₂的结晶过程。半导体禁带宽度的减少以及TiO₂结晶过程的抑制作用,都导致紫外光下复合光催化剂催化活性的降低。但Fe₂O₃的掺杂也使得复合光催化剂在可见光区出现了一定的光催化活性。     

微/纳复合型可见光光电材料Ag-石墨烯-TiO2的制备及应用

基于静电纺丝技术构筑了稳定均一的Ag-石墨烯-TiO₂纳米复合纤维;并利用SEM、TEM、XRD、EDS和Raman等表征了材料的微观结构与组分;随后,我们研究了该复合纤维在可见光下的光电转换性能。结果表明：掺杂既可降低TiO₂材料的禁带宽度,也能减缓光生电子与空穴的复合淬灭;Ag纳米晶的局域等离激元可增强纤维对可见光的吸收,石墨烯能促进光生电子与空穴的有效分离;可见光条件下,相比较于单一的TiO₂纳米纤维,复合纤维的光电流密度提高4倍,达到0.81 μA·cm^-2。     

易分离回收的BiOBr/TiO2/PAN催化剂的制备及光催化降解盐酸四环素研究

为了用BiOBr提高TiO₂的光催化活性,人们做了大量的研究。然而,大多数工作合成的都是粉体结构,难以回收且易造成二次污染。本文通过静电纺丝技术结合溶剂热法制备了柔性的BiOBr/TiO₂/PAN 纳米纤维膜,因其独特的自支撑膜结构,使问题得到解决。通过 SEM、TEM、XPS 、XRD和BET等对其结构和形貌进行表征,使用 UV-Vis DRS、EIS和i-t对其光电性能进行分析。结果表明,与单独的TiO₂/PAN相比,在可见光照射下,BiOBr/TiO₂/PAN 纳米纤维膜对盐酸四环素(TCH)降解的光催化活性增强,在140min内降解效率达到72.97%;5次循环实验中,催化剂的催化性能趋于稳定,循环后的XRD和SEM表明催化剂形貌和晶体结构没有发生改变,表现出优异的耐久性。     

TiO2纳米线的制备及其光电性能研究

利用在钛箔表面沉积一层TiO₂纳米粒子作为晶种，与NaOH反应，制备了一维物质TiO₂纳米线。并用XRD、SEM、TEM、HRTEM及EDS等分析手段对TiO₂纳米线的成分、形貌、结构进行表征。结果表明，采用该方法制得的TiO₂纳米线直径在20～50 nm左右、长度可达几微米。反应温度能显著影响所得纳米线的形貌。研究了TiO₂纳米线的光电化学性能。随反应温度的升高TiO₂纳米线光电转换效率增大。     

Bi2S3量子点敏化TiO2纳米阵列结构的制备及光电性能

利用水热法制备一维TiO₂纳米棒阵列,并采用化学浴沉积法(CBD)结合自组装技术在TiO₂纳米棒上敏化Bi₂S₃量子点,形成TiO₂/Bi₂S₃复合纳米棒阵列。系统研究了复合结构的表面形貌、晶体结构、光学及光电性能。结果表明:在修饰有三氨丙基三乙氧基硅烷自组装单分子膜(APTS-SAMs)的TiO₂纳米棒表面形成一层致密的Bi₂S₃量子点敏化层,这一技术的关键是含-NH₂末端的APTS-SAMs可有效促进Bi₂S₃的异相成核作用;Bi₂S₃的沉积时间对复合结构的光吸收及光电响应性能有决定性的影响,薄膜的光电流随着沉积时间呈先增加后减小的趋势,在沉积时间为20min时,光电流密度最大。这是因为随着沉积时间的增加,TiO₂纳米棒表面Bi₂S₃量子点密度增大,光吸收增加;而当沉积时间进一步延长时,Bi₂S₃在TiO₂纳米棒表面的大量负载而形成堆积和团聚,导致表面缺陷增多,光生电子复合几率增大,从而使光电流密度减小。     

Fe3O4@SiO2@mTiO2介孔多功能纳米复合颗粒的制备及载药能力

以溶剂热法制备氨基功能化的Fe₃O₄纳米颗粒为磁核,结合溶胶-凝胶法和模板法在其表面先后包覆上致密的SiO₂层和介孔TiO₂层,制备了磁性-发光-微波热转换性-介孔结构为一体的多功能核-壳结构纳米复合颗粒,并对其结构、性能及载药能力进行了研究。XRD分析表明:Fe₃O₄表面包覆上了无定形结构的SiO₂和TiO₂。TEM照片表明:所得的纳米复合颗粒具有明显的核壳结构和完美的球形,构成核的Fe₃O₄颗粒的尺寸在40~50 nm之间,Fe₃O₄@SiO₂@mTiO₂核壳结构纳米复合颗粒的尺寸为60~70 nm,壳层厚度约10 nm,并可观察到壳层中清晰的孔状结构。磁性、荧光光谱和微波热转换特性分析表明:该复合颗粒同时具有良好的发光性、磁性和微波热转换特性。N₂气吸附及药物负载率分析表明,该复合颗粒具有较高的比表面积(640 m²·g^-1)和介孔结构(孔径约2.8 nm)并且具有较高的药物负载率。     

Bi2S3量子点敏化TiO2纳米阵列结构的制备及光电性能研究

利用水热法制备一维TiO₂纳米棒阵列,并采用化学浴沉积法(CBD)结合自组装技术在TiO₂纳米棒上敏化Bi₂S₃量子点,形成TiO₂/Bi₂S₃复合纳米棒阵列.系统研究了复合结构的表面形貌、晶体结构、光学及光电性能.结果表明:在修饰有三氨丙基三乙氧基硅烷自组装单分子膜(APTS-SAMs)的TiO₂纳米棒表面形成一层致密的Bi₂S₃量子点敏化层,这一技术的关键是含-NH₂末端的APTS-SAMs可有效促进Bi₂S₃的异相成核作用;Bi₂S₃的沉积时间对复合结构的光吸收及光电响应性能有决定性的影响,薄膜的光电流随着沉积时间呈先增加后减小的趋势,在沉积时间为20 min时,光电流密度最大.这是因为随着沉积时间的增加,TiO₂纳米棒表面Bi₂S₃量子点密度增大,光吸收增加;而当沉积时间进一步延长时,Bi₂S₃在TiO₂纳米棒表面的大量负载而形成堆积和团聚,导致表面缺陷增多,光生电子复合几率增大,从而使光电流密度减小.     

SnO2TiO2 复合半导体纳米薄膜的研究进展

本文概述了SnO₂TiO₂ 复合半导体纳米薄膜的发展历史和研究现状,对比分析了“混合”、“核壳”和“叠层”3 种复合薄膜的结构和性能特点,着重论述了叠层结构的SnO₂ /TiO₂复合薄膜的光电化学和光催化特性。结合作者的研究工作,探讨了SnO₂ /TiO₂双层复合薄膜上下层厚度对其光催化活性的影响,指出复合薄膜光催化活性的提高可归因于电子从TiO₂ 向SnO₂ 的迁移。最后对SnO₂ /TiO₂复合薄膜的局限性和发展潜势做一简要分析,强调了该复合薄膜本身的应用特点。     

纳米TiO2/聚N-异丙基丙烯酰胺复合水凝胶的合成及其表征

通过利用偶联剂和超声分散将TiO₂表面功能化, 在其表面引入烯键, 与聚N-异丙基丙烯酰胺在交联剂存在下共聚, 制备了不同纳米TiO₂含量的聚N-异丙基丙烯酰胺复合水凝胶．采用红外光谱、扫描电镜、紫外光谱、热重分析、动态粘弹谱仪等表征了复合水凝胶的微观结构和形貌, 测试了复合凝胶材料对紫外线的吸收、热稳定性、机械强度及其韧性. 结果表明: 纳米TiO₂粒子的引入, 使得复合凝胶材料对紫外线吸收效果显著, 凝胶的稳定性、机械强度及韧性得到明显改善.     

TiO2纳米纤维无纺布的制备及光催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为配位剂与钛酸正丁酯(Ti(C₄H₉O)₄)反应制得前驱体，再以乙醇为溶剂，CH3COOH作为催化剂，采用静电纺丝法制得PVP/TiO₂复合纳米纤维，经550 ℃、700 ℃和900 ℃焙烧后分别得到以锐钛矿型的TiO₂为主、以金红石型TiO₂为主和完全金红石晶型的TiO₂纳米纤维。对所制得的纳米纤维的结晶度、纯度和形貌，分别采用差热-热重分析(TG-DTA)、红外光谱(IR)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等进行了表征。光降解苯酚水溶液的实验结果表明，550 ℃下煅烧得到的以锐钛矿占主体的TiO₂纳米纤维，2 h使浓度为50 mg·L^-1苯酚水溶液的降解率超过85%，这充分说明这种TiO₂电纺纳米纤维具有良好的光催化性能。     

纳米TiO2/聚N-异丙基丙烯酰胺复合水凝胶的合成及其表征

通过利用偶联剂和超声分散将TiO₂表面功能化, 在其表面引入烯键, 与聚N-异丙基丙烯酰胺在交联剂存在下共聚, 制备了不同纳米TiO₂含量的聚N-异丙基丙烯酰胺复合水凝胶．采用红外光谱、扫描电镜、紫外光谱、热重分析、动态粘弹谱仪等表征了复合水凝胶的微观结构和形貌, 测试了复合凝胶材料对紫外线的吸收、热稳定性、机械强度及其韧性. 结果表明: 纳米TiO₂粒子的引入, 使得复合凝胶材料对紫外线吸收效果显著, 凝胶的稳定性、机械强度及韧性得到明显改善.     

聚3-甲基噻吩修饰硫化物量子点连接纳米结构TiO2膜的光电化学研究

采用原位化学法在纳米结构TiO₂膜上制备了量子点CdS, PbS (Q-CdS, Q-PbS), 并用电化学方法在TiO₂/Q-CdS, TiO₂/Q-PbS表面聚合3-甲基噻吩[poly(3-Methylthiophene, PMeT)]. 用光电化学方法研究了PMeT修饰Q-CdS, Q-PbS连接TiO₂纳米结构膜, 实验结果表明, PMeT和Q-CdS, Q-PbS单独修饰纳米结构TiO₂电极和PMeT修饰Q-CdS, Q-PbS连接纳米结构TiO₂电极的光电流产生的起始波长都向长波方向移动; 一定条件下在可见光区光电转换效率均较纳米结构TiO₂的光电转换效率有明显的提高; 聚3-甲基噻吩(PMeT)与Q-CdS, Q-PbS连接的纳米结构TiO₂之间存在p-n异质结. 在一定条件下p-n异质结的存在有利于光生电子/空穴的分离, 在本文实验条件下PMeT修饰Q-CdS, Q-PbS连接纳米结构TiO₂电极最高的单色光的光电转换效率分别为11%和7%.