TiO2-PEDT/PSS双层复合膜的制备及其光催化性能

 By dip-coating poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(styrenesulfonate), an organic semiconductor, on slide glass and then calcining at a low temperature of 100 ℃, the organic-inorganic composite TiO2-PEDT/PSS film was prepared. In the TiO2-PEDT/PSS dual-layer structure, photo-generated electrons in the TiO2 layer inject into the PEDT/PSS layer under UV illumination, and the recombination of photo-generated electrons and holes in the TiO2 layer is suppressed consequently, so the photocatalytic activity of this composite film is increased significantly compared with TiO2 film.     

TiO2/SiO2/CeO2复合纳米薄膜超亲水性能的研究

采用溶胶凝胶法在载玻片表面制备了均匀透明的TiO2-SiO2-CeO2超亲水性薄膜，并用X射线衍射、傅立叶红外光谱、紫外-可见分光光度计研究了SiO2及稀土铈添加对TiO2薄膜表面特征及超亲水性能的影响。结果表明，Ti02-SiO2-CeO2薄膜亲水性能及亲水持续效应显著提高。实验中掺杂的铈是以三价离子态引入的，由于Ce^3 在高温下很容易氧化，故在薄膜中铈主要以四价态形式存在。Ce^4 在光激发下很容易捕获光生电子生成Ce^3 离子，光生空穴则与表面氧离子反应形成氧空位，而氧空位对亲水性的提高具有关键作用。添加SiO2后，薄膜表面的羟基含量增加，这主要是由于TiO2与SiO2复合在表面形成Lewis酸所致。表面稳定的羟基可使亲水性在暗中保持较长时间，因而亲水持续效应提高。添加SiO2及稀土铈后，薄膜中TiO2晶粒尺寸变小，量子效应增强，这也导致亲水性提高。因此添加稀土铈及SiO2后，薄膜表面的氧空穴增多，薄膜的超亲水性及亲水持续效应提高。     

聚对苯撑乙烯类共聚物/TiO2复合材料光物理性能的研究

两种经过化学修饰的PPV(聚对苯撑乙烯)类共轭高分子共聚物分别与纳米TiO₂复合,作为有机/无机复合材料进行研究.这两种共聚物在乙醇、二氯甲烷溶液中分别与以Sol-Gel法、反胶束法制得的TiO₂共混得到均匀分散的体系而不出现相分离.用共聚物与TiO₂的复合液可以在石英基底上制成均匀的复合膜.结果表明,高聚物/TiO₂复合物的光物理特性与单纯的高聚物相比呈现明显的差异;不同粒径的纳米TiO₂对复合物性能的影响不同;中间苯环的取代基对共聚物的性质影响明显.共轭高分子与纳米TiO₂复合涂膜后其发光性能明显改善,有作为发光器件的应用前景.     

乙酸修饰Ag/TiO2复合光催化剂的制备及协同催化性能

利用光化学还原法制备了Ag/TiO₂,然后通过乙酸浸渍制备了HAc-Ag/TiO₂复合光催化剂.利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）和紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等手段表征了催化剂的性质.以降解水溶液中的甲基橙（MO）为探针反应,考察了催化剂在可见光下的光催化性能.结果表明,乙酸对TiO₂的修饰在TiO₂禁带中产生了"带尾",使TiO₂的禁带宽度发生了显著的缩减;Ag纳米粒子和乙酸共同修饰的HAc-Ag/TiO₂样品具有更窄的禁带宽度和更正的价带顶位置;Ag和乙酸的协同作用使HAc-Ag/TiO₂具有良好的可见光催化活性：可见光照射2 h后,甲基橙在HAc-Ag/TiO₂上的降解率接近100%.     

基于超分子结构共掺杂纳米复合薄膜的制备与荧光特性

A novel materials design procedure based on the co-doping of metal nanoparticle and azo dye compound (MNPADC) is developed to improve the properties of functional molecules. The synthesized materials were characterized by transmission electron micrograph (TEM), ultraviolet-visible absorption spectra (UV-Vis) and fluorescence spectra (FS). It was found that the fluorescence intensity of methyl orange (MO) was enhanced by 5 times in the aqueous composite system doped with silver nanoparticles whereas it was reduced by 15% and 20% in composite films with co-mixing and coating structures, respectively. The results indicate that the properties of functional molecules can be greatly improved in composite film with supra molecular structure and that the procedure presented here is effective.     

SPI/S-BEA复合质子交换膜的制备及电池性能

通过在磺化聚酰亚胺(SPI)中加入具有高温保水功能的无机纳米粒子磺化多孔沸石(S-BEA)制备SPI/S-BEA复合质子交换膜(PEM).扫描电镜显示当S-BEA含量为10％时(H1),无机颗粒较为均一的分散在SPI PEM中,当S-BEA的含量提高到20％时(H2),无机颗粒团聚增多,可明显观察到有机/无机宏观相分离界面.SPI/S-BEA复合PEM H1的离子交换容量(IEC)较SPI PEM M1下降了12％,由于S-BEA粒子的存在,吸水率并未有下降,膜中单位磺酸基团的水分子摩尔数从原来的23提高到10％杂化量时的26.由于无机颗粒表面的羟基和高分子链的氢键作用,复合PEM在干燥和润湿环境下的尺寸变化并无明显增加,且保持良好的机械性能.适量加入S-BEA的复合PEM的IEC值虽然有所下降,但低湿度下的质子传导率并未明显降低.当S-BEA含量达到20％时,其明显的宏观相分离界面不利于质子在膜内的有效传导,质子传导率有所下降.燃料电池性能测试表明,在90℃下,SPI/S-BEA复合PEM H1与SPI PEM M1相比较并未有明显的提高.当电池温度提高到110 ℃后,由于无机粒子S-BEA的高温保水性能,复合PEM的电池性能要明显好于SPI PEM,如H1电池最大输出功率为0.61 W cm-2,相对M1提高了30％.     

CeO2/TiO2复合纳米纤维的制备及光催化性能研究

采用静电纺丝技术和水热合成法制备了CeO₂/TiO₂复合纳米纤维. 利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和比表面积测定(BET)等分析测试手段对样品的形貌及结构进行了表征, 并以罗丹明B的脱色降解为模式反应, 考察了样品的光催化性能. 结果表明: CeO₂纳米粒子均匀地生长在TiO₂纳米纤维表面, 形成了异质结构的CeO₂/TiO₂复合纳米纤维光催化材料. 通过改变碱源, 可以得到不同形貌的CeO₂. CeO₂的存在增加了TiO₂纳米纤维的比表面积, 有效地实现TiO₂光生电子和空穴的分离, 增强了体系的量子效率, 与纯TiO₂纳米纤维相比光催化活性明显提高. 初步探讨了异质结的形成机理.     

复合纳米粒子SnO2/CdS的制备及性能研究

由湿化学方法制备了包覆型SnO2 /CdS复合纳米粒子 .用ICP、XRD及TEM测定了样品的组成和平均晶粒尺寸 ,并通过HRTEM直接观察到样品的包覆结构 .与纯SnO2 纳米粒子相比较 ,SnO2 /CdS复合纳米粒子在波长为 36 0 - 5 80nm范围内有更强的吸收 ;由该复合纳米粒子制得的电极呈现出良好的光电转换特性 ,其最大IPCE值达 40 .9% ,远大于纯SnO2 纳米电极的IPCE( 0 .6 5 % ) ,而且光响应范围也从纯SnO2 的 30 0 - 4 0 0nm拓展到 30 0 - 5 5 0nm .     

SnO2/TiO2复合纳米纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝技术,以聚乙烯吡咯烷酮和钛酸正丁酯为前驱体,制得锐钛矿相TiO2纳米纤维。以TiO2纳米纤维为模板,通过水热合成法,制备了具有异质结构的SnO2/TiO2复合纳米纤维。利用扫描电镜(SEM)、X射线能量色散光谱（EDS）、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等分析测试手段对其形貌和结构进行了表征,结果表明,SnO2纳米粒子均匀地生长在TiO2纳米纤维表面,形成了异质结构的SnO2/TiO2复合纳米纤维材料。通过改变反应物浓度,能有效地实现SnO2/TiO2复合纳米纤维的可控合成。以罗丹明B为模拟污染物,考察了SnO2/TiO2复合纳米纤维的光催化性能,与纯TiO2纳米纤维相比光催化活性明显提高,初步探讨了光催化反应机理。     

研究简报聚苯乙烯接枝TiO2有机无机杂化超疏水涂层的制备

采用自由基聚合的方法,在经乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)修饰的纳米TiO2表面上接枝聚苯乙烯(PS),而后制得PS-g-TiO2有机无机纳米杂化超疏水薄膜。利用场发射扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪对PS-g-TiO2进行了形貌和结构表征,并探讨了VTEOS修饰对TiO2纳米粉体表面浸润性能的影响。测试结果表明,纳米TiO2经VTEOS改性后所制备的PS-g-TiO2薄膜和仅用硅烷偶联剂修饰的TiO2薄膜都具有良好的超疏水性能,水滴在薄膜上的最大静态接触角分别为160°和154°,滑动角分别为3°和4°。     

聚合物/无机纳米粒子自组装复合膜的制备与应用

对聚合物/无机纳米粒子二维自组装复合膜的制备方法进行了系统地分类阐述,在详细介绍各种方法的特点的基础上比较了它们各自的优缺点.并简述了这类复合膜在应用方面的最新研究成果.     

纳米结构TiO2/3-甲基噻吩和2-噻吩甲酸共聚物复合膜电极光电化学性能

用光电流作用谱、光电流-电势图等光电化学方法研究了ITO/3-甲基噻吩和2-噻吩甲酸共聚物(CTCMT)膜电极和ITO/TiO₂/CTCMT复合膜电极的光电转换性质.结果表明,CTCMT膜为p型半导体,禁带宽度为2.36eV,价带位置为-5.52eV.在ITO/TiO₂/CTCMT复合膜电极中存在p-n异质结,在一定条件下异质结的存在有利于光生电子-空穴对的分离.CTCMT膜修饰ITO/TiO₂电极可使光电流增强,光电流起始波长红移至600nm以上,使宽禁带半导体电极的光电转换效率得到改善.     

TiO2薄膜的Ag改性及光催化活性

 用光化学沉积法对纳米TiO2薄膜进行了Ag改性,用漫反射紫外-可见光谱、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析了Ag-TiO2薄膜的光谱特征、表面形貌和表面组成. 以苯酚为模拟污染物,在不同波长光源及有氧和无氧条件下考察了Ag-TiO2薄膜的光催化活性. 结果表明,当银沉积量大于 0.0150 mg/cm2时, Ag-TiO2薄膜对紫外光的吸收发生了明显的蓝移,同时在346 nm附近出现了小的吸收峰且该峰随着银沉积量的增加逐渐向长波方向移动. 沉积在TiO2薄膜表面的银颗粒大小不均匀,主要以单质银的形式存在,也生成了部分Ag2O; 相对于TiO2薄膜, Ag-TiO2薄膜表面吸附氧的含量明显增大. Ag-TiO2薄膜的光吸收特性对其催化活性影响较大. 在低压汞灯及有氧参与的条件下,银沉积量为0.0523 mg/cm2的Ag-TiO2薄膜的催化活性最高, 其反应速率常数是TiO2薄膜的1.16倍. Ag+更易沉积在较大n值的Ag簇上,其颗粒大小不可能完全均匀. Ag-TiO2薄膜的光吸收特性、 Ag簇的大小以及Ag对O2的吸附作用是决定Ag-TiO2薄膜催化活性的主要因素.     

微纳多孔聚合物薄膜的制备与应用

膜技术在化学技术中占有重要地位,并被广泛应用于生产生活中。随着薄膜技术的不断发展,如何制备获得孔径和分布可控、机械性能优异、功能多样性的多孔聚合物薄膜成为了一个亟待解决的问题。相对于无孔致密聚合物薄膜而言,微纳多孔聚合物薄膜一般密度较低、质轻、比表面积高,并且具有隔音隔热、渗透性好、可塑性强的特点。本综述首先对微纳多孔聚合物薄膜的制备方法进行了总结,包括模板法(硬模板和软模板)、相分离法、静电纺丝、刻蚀法以及其他一些方法。然后阐述了对多孔聚合物薄膜中渗透膜的结构及其相关性能表征测试方法。接着对多孔渗透膜在气体分离、能源、环境和生物工程等方面应用进行了归纳。最后,对当前微纳多孔聚合物薄膜制备方法中存在的缺点与挑战进行了总结,并对其未来的创新应用提出了展望。     

层层静电自组装构筑壳聚糖/磷钨酸复合膜的研究

将正电荷的壳聚糖与负电荷的磷钨酸溶液通过静电作用交替沉积在基底上组装复合多层膜。使用紫外可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和循环伏安法(CV)等手段对复合膜进行了表征。UV-Vis结果显示多层膜在特征吸收峰处的吸光度数值随膜双层数增加逐渐增大，呈良好的线性关系，表明多层膜是均匀组装的；XPS和FTIR结果证实了壳聚糖和磷钨酸被组装到膜上，AFM图形显示膜表面有一定的粗糙度，CV结果说明多层膜保留了磷钨酸的电化学性质。     

Fabrication of Au/Titania Composite Nanodot Arrays from Au‐Loaded Block Copolymer Micellar Films

Summary: A simple route to an ordered array of metal/semiconductor oxide composite nanodots is presented. Micellar monolayer films of polystyrene‐block‐poly(2‐vinyl pyridine) (PS‐b‐P2VP) loaded with HAuCl₄ in the P2VP nanodomains are used as templates. TiO₂ is generated selectively within the polar P2VP domains of PS‐b‐P2VP/HAuCl₄ films by chemical vapor deposition of TiCl₄. Subsequent removal of the organic matrix by oxygen plasma or UV light leads to an array of Au/TiO₂ composite nanoparticles on the substrate surface.

Schematic illustration of the process to fabricate an array of Au/titania composite nanodots.     

ITO/TiO2表面电沉积CdS纳米粒子及其薄膜的光电性能

采用阴极恒电位沉积方法, 在TiO2表面沉积制备出CdS纳米粒子. XRD和SEM测试结果表明, CdS粒子的结构以六方晶相为主, 粒径分布均匀, 表面形貌呈菜花状. 通过调节沉积电位和沉积时间等因素在一定程度上可以控制CdS纳米粒子的生长. 随着沉积电位变负, CdS粒子的粒径逐渐减小. 沉积时间越短, 粒子粒径越小. 紫外-可见吸收光谱测试结果表明, 不同条件下制备出来的CdS粒子表现出一定的量子尺寸效应. 此外, 沉积条件也会影响ITO/TiO2/CdS复合半导体薄膜的光电性能.