Au改性TiO2纳米复合物对人结肠癌细胞的光催化杀伤作用

提出了通过TiO₂表面修饰纳米Au的方法来提高纳米TiO₂光催化杀伤癌细胞的效率. 采用化学还原法合成了Au改性的TiO₂ (Au/TiO₂)纳米复合物, 并研究了不同掺杂量(1 wt%, 2 wt%, 4 wt%)的Au/TiO₂对人结肠癌LoVo细胞的光催化杀伤效应. 结果显示, Au的掺杂大大地提高了TiO₂纳米粒子光催化杀伤结肠癌LoVo细胞的效率, 而且Au掺杂量的高低影响Au/TiO₂光催化杀伤癌细胞的效率, 掺金量为2%的Au/TiO₂对结肠癌LoVo细胞具有最高的光催化杀伤效率. 在光强为1.8 mW/cm²的紫外灯(λ_max＝365 nm)下光照110 min, 50 μg/mL掺金量为2%的Au/TiO₂能够杀死所有的癌细胞, 而同样浓度的TiO₂只能杀死70%的癌细胞.     

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.     

低温液相制备金红石型TiO2纳米晶须

目前，已有多种控制TiO2形貌及晶须生长的方法，如模板合成、超分子组装、声化学合成液相法及固相合成等，其中，液相法是最为廉价和简单的方法．为此，近期采用低温液相法合成金红石型TiO2受到了极大的关注．本文在以前工作的基础上，采用改进的实验方法通过在低温陈化一定浓度的TiCl4水溶液直接获得了金红石型TiO2纳米晶须，并对产物进行了初步表征．     

光致增强TiO2超微粉在水相中的分散作用

通过对典型体系的湿润性、ζ电势、粘度和沉降性等界面特性的表征,系统地研究了有/无紫外光照射下TiO2超微粉在水相中的分散特性,发现紫外光对分散作用有明显的光致增强效应,可以改善TiO2超微粉在水相中的分散性能.机理研究表明,这一作用起源于TiO2光致亲水性增强效应.     

载有C60的TiO2纳米粒子光催化活性

以水溶性C₆₀和TiO₂粒子为前驱体,采用水热法制备了载有C₆₀的锐钛矿型TiO₂纳米粒子。应用X射线衍射、透射电子显微镜、红外光谱、紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱对产物进行了表征。以对-硝基苯酚为模型污染物研究了产物的光催化活性,结果表明适量负载C₆₀可以提高TiO₂纳米粒子的光催化活性,C₆₀起着传输电子、促进TiO₂光生载流子分离的作用,且经7次循环使用后对-硝基苯酚的降解效率仍能达到74%。讨论了载有C₆₀的TiO₂纳米粒子光催化降解对-硝基苯酚的机理。     

微乳法制备纳米TiO2 /SiO2的结构及光催化研究

Nanosized TiO₂ and TiO₂/SiO₂ particles were prepared by hydrolysis of tetrabutyl titanate (TBOT) and tetraethyl orthosilicate (TEOS) in the TX-100 reverse microemulsion. These particles were characterized by TG-DSC, XRD, FTIR, TEM，N₂ adsorption-desorption. Their photocatalytic activity was tested by degradation of methyl orange. The result shows that TiO₂/SiO₂ nanoparticles are with a monodispersed spherical phase and a uniform size distribution，and TiO₂ particles are dispersed on the surface of SiO₂. The band for Ti-O-Si vibration in FTIR was observed, the Ti-O-Si bond increased the stability of anatase TiO₂, suppressed the phase transformation of titania from anatase to rutile. And due to the addition of SiO₂, the average size of titania decreased from 38 nm in pure TiO₂ to 5 nm in TiO₂/SiO₂. It was found, under UV light irradiation, TiO₂/SiO₂ particles showed higher activity than pure TiO₂, and TiO₂/SiO₂(1/1) particles showed the highest photocatalytic activity on the photocatalytic decomposition of methyl orange, which was influenced by crystal structure, particle size, crystallinity and Surface area Characteristics.     

TiO2光催化剂可见光化研究进展

TiO2在光催化和光电转换方面应用前景十分广阔,而阻碍其应用的是它的大禁带宽度(E_g=3.2_eV),不能有效地利用太阳能,因此研究开发可见光响应的TiO₂就成为当前光催化剂研究的关键课题.目前TiO₂可见光化的研究取得了一定进展,金属离子掺杂、非金属离子掺杂、离子注入以及染料光敏化等方法都不同程度地实现了TiO₂可见光化.本文综述了目前的研究现状,并对今后的研究提出了展望.     

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有机表面改性的研究

利用硅烷偶联剂(KH-550)对表面包覆氧化硅的金红石相纳米TiO₂进行了有机表面改性。采用红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、热分析(TG-DTA)、BET、透射电镜(TEM)、润湿性和分散性实验等对表面改性前后的纳米TiO₂进行了表征。红外光谱和X射线光电子能谱表明，KH-550以化学键合的方式结合在纳米TiO₂的表面，并形成了有机包覆层。经测量，纳米TiO₂表面的KH-550的质量分数约为2.0%。讨论了产生KH-550理论包覆量与实际包覆量差异的原因。TEM、TG和BET得出的结果显示，在纳米TiO₂有机表面改性过程中存在明显的团聚现象，改进分散纳米TiO₂的方法是提高有机改性效果的关键。润湿性实验和分散性实验表明，经KH-550表面改性的纳米TiO₂同时具有亲水性和亲油性。     

A Study of the Application of Photoexcited TiO2 Particle to Cancer Treatment

The purpose of the present paper is to introduce such a new application of photoexcited TiO₂ to the area of biology that has been investigated in our laboratory. The behavior of cultured celles on the photoexcied TiO₂ electrode surface and the cell killing effect of photoexcited TiO₂ particles are described. And the possible application of this cell killing effect of photoexcited TiO₂ particles to cancer treatment is discussed.     

TiO_2纳米粒子的表面修饰研究

利用表面修饰法合成了油酸（OA）修饰的TiO_2纳米粒子，采用红外光谱（IR ）、透射电子显微镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）对表面修饰的TiO_2纳米粒 子进行了结构表征，并研究了油酸浓度对TiO_2表面覆盖量及在油中分散性能的影 响。研究结果表明通过油酸表面修饰，成功合成了具有油分散性能的纳米TiO_2， 并且获得了油酸修饰量与TiO_2的最佳配比。     

质子钛酸盐热解纳米TiO_2的光电性能

应用常温搅拌法合成质子钛酸盐,在不同的温度下煅烧生成TiO2纳米晶.X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、紫外-可见光谱、光电压~电流和交流阻抗测试,表明500℃煅烧下制备的TiO2纳米晶表现出较好的光电性能,转换效率达到6.39%.     

掺杂Ce的TiO_2纳米粒子的光致光及其光催化活性

采用sol-gel法制备了纯的和掺杂不同量Ce的TiO_2纳米粒子，并利用XRD， TEM，BET，XPS和PL光谱对样品进行表征，主要考察焙烧温度和含量对掺杂Ce的 TiO_2纳米粒子性质以及光催化降解苯酚活性的影响，并探讨了Ce的掺杂对TiO_2相 变的作用机制以及PL光谱与光催化活性的关系，结果表明，掺杂的Ce~(4+)没有进 入到TiO_2晶格中，而是以小团簇的CeO_2化学态均匀地弥散在TiO_2纳米粒子中， 这可能导致了Ce的掺杂对TiO_2的相变有很大的抑制作用；Ce的掺杂没有引起新的 光致发光现象，而适量Ce的掺杂能够降低TiO_2纳米粒子PL光谱的强度，这是因为 掺杂的Ce~(4+)易于捕获光生电子而生成Ce~(3+);600℃处理的掺杂Ce的TiO_2纳米 粒子表现出较高的光催化活性，这说明600℃是比较合适的焙烧温度，而掺杂不同 量的Ce的TiO_2样品的光催化活性顺序是：3 mol%＞4 mol%＞2 mol%＞5 mol%＞1 mol%＞0 mol%，这与它们的PL光谱强度的顺序是相反的，即PL光谱强度越低，其 光催化活性越高，这说明PL光谱与其光催化活性间有着必然的联系，这是因为掺杂 剂Ce~(4+)能够捕获光生电子，在光致发光过程中使PL光谱强度下降，而在光催化 反应过程中使有机污染物加快氧化。     

Effects of Metal Oxide Modifications on Photoelectrochemical Properties of Mesoporous TiO2 Nanoparticles Electrodes for Dye-Sensitized Solar Cells

Mesoporous TiO₂ (m-TiO₂) nanoparticles were used to prepare the porous film electrodes for dye-sensitized solar cells, and a second metal oxide (MgO, ZnO, Al₂O₃, or NiO) modifi-cation was carried out by dipping the m-TiO₂ electrode into their respective nitrate solution followed by annealing at 500 oC. Experimental results indicated that the above second metal oxide modifications on m-TiO₂ electrode are shown in all cases to act as barrier layer for the interfacial charge transfer processes, but film electron transport and interfacial charge recombination characteristics under applied bias voltage were dependent significantly on the existing states and kinds of these second metal oxides. Those changes based on sec-ond metal oxide modifications showed good correlation with the current-voltage analyses of dye-sensitized solar cell, and all modifications were found to increase the open-circuit photo-voltage in various degrees, while the MgO, ZnO, and NiO modifications result in 23%, 13%, and 6% improvement in cell conversion efficiency, respectively. The above observations indi-cate that controlling the charge transport and recombination is very important to improve the photovoltaic performance of TiO₂-based solar cell.     

TiO_2纳米粒子的表面修饰研究

利用表面修饰法合成了油酸 (OA)修饰的TiO2 纳米粒子 ,采用红外光谱 (IR)、透射电子显微镜 (TEM)和X射线光电子能谱 (XPS)对表面修饰的TiO2 纳米粒子进行了结构表征 ,并研究了油酸浓度对TiO2 表面覆盖量及在油中分散性能的影响 .研究结果表明通过油酸表面修饰 ,成功合成了具有油分散性能的纳米TiO2 ,并且获得了油酸修饰量与TiO2 的最佳配比 .     

纳米TiO2光催化氧化对胃癌细胞周期的影响

以胃癌细胞系BGC-823为研究对象,采用倒置相差显微镜观察纳米TiO2光催化氧化前后BGC-823细胞形态的变化,通过流式细胞仪考察其对BGC-823细胞凋亡率及细胞周期的影响。结果表明,纳米TiO2光催化氧化使BGC-823细胞呈受激坏死或凋亡晚期继发性坏死状态;导致BGC-823细胞周期阻滞于G2/M期并诱导细胞凋亡,从而抑制其DNA合成及增殖分化进程。当TiO2比负载量为9.8×10-7g/cm2、光照时间为40 min时,G2/M期阻滞较为显著,细胞凋亡率达24.34%。     

One Step Preparation of Highly Dispersed TiO2 Nanoparticles

A facile approach was developed to prepare highly dispersed TiO₂ nanoparticles with selected phase. The crystallization phase of the nanoparticles can be easily tuned from anatase to rutile by the dosage of hydrochloric acid in the reaction system. The crystallite size of the as-prepared anatase TiO₂ nanoparticles was ca. 3.2 nm with high dispersion. A transparent TiO₂ colloid was obtained by dispersing the as-prepared anatase TiO₂ nanoparticles in deionized water without any organic additives added. The concentration of TiO₂-H₂O colloid can be as high as 1600 g/L. The optical transmittance of TiO₂-H₂O colloid with a low concentration was nearly 100% in the visible region. Furthermore, anatase TiO₂ nanoparticles(TiO₂-NPs) showed superior photocatalytic performance compared to rutile TiO₂-NPs.     

A Novel Toxicological Evaluation of TiO2 Nanoparticles on DNA Structure0

TiO2 has been tested to be toxic to DNA under the photo-irradiation of ultraviolet A （UVA）. However, in the dark conditions, after several days of treatment with TiO2 in aqueous solution, the interaction between TiO2 and two types of DNA was detected and the mechanisms were studied by the methods of gel-electrophoresis, IR spectroscopy and TEM. The results showed that the DNA would be bound to TiO2; the ratio of binding was related to the concentration and the treating time; the mechanism of binding is related to phosphate groups of DNA. Besides, DNA with different structure showed different degree of binding. These findings showed a new possible way through which the TiO2 nanoparticles interact with DNA.     

纳米TiO2-Cu2O复合材料可见光催化杀伤人宫颈肿瘤细胞研究

以人宫颈肿瘤细胞(Hela细胞)为研究对象, 研究了可见光催化(光强为50 mW/cm2)条件下, 该复合材料Fenton作用对细胞的凋亡诱导作用和细胞周期的影响, 并对抗肿瘤作用机理进行探讨. 结果表明, 该复合材料对肿瘤细胞具有明显的杀伤作用, 抑制Hela细胞增殖, 降低细胞存活率, 诱导Hela细胞产生细胞凋亡. 此外, 还能够引起细胞周期各时相改变, 使细胞生长阻滞于G2/M期. 并引发细胞氧化应激反应的发生, 最终破坏胞内抗氧化酶体系的平衡. 由此可见, 纳米TiO2-Cu2O复合材料在抗肿瘤的可见光疗应用中具有一定的应用价值.