光电化学反应的催化II.表面覆盖针状铱层对n-TiO2电极上光电化学过程的催化作用

借助于可换盘旋转环盘电极在含Ce[3+]酸性溶液中比较了n-TiO2电极上载多孔铱层前后的竞争光氧化过程,观察到当铱以高度分散的针状多孔透光层在TiO2电极表面分布时能够催化Ce[3+]的光电化学氧化,并据此讨论了催化光电化学反应的基本前题。     

Nd3+/Yb3+离子共掺的氧化钛基上转换发光玻璃的热学和力学性能

利用气悬浮无容器技术制备出了Nd³⁺/Yb³⁺稀土离子共掺杂的TiO₂-La₂O₃-ZrO₂(TLZ)发光玻璃. 利用差热分析(DTA)技术研究了该类新型稀土掺杂TiO₂基上转换发光玻璃的热稳定性,主要包括玻璃化转变温度、析晶起始温度以及析晶峰值温度. 并采用两种热分析动力学计算方法得到TLZ玻璃的析晶活化能值和指前因子.本文还研究了TLZ 发光玻璃的力学性能,发现其维氏硬度大小为7.50 GPa,断裂韧性大于1.20 MPa·m^1/2. 此外,还对TLZ玻璃在808 nm激光激发下的上转换发光性能进行了研究,实验结果显示光谱中有三个强发射谱峰. 优异的上转换发光性能以及良好的热稳定性和机械性能表明,这类新材料在上转换器件的实际应用中具有很大的潜力.     

非水溶液浸渍法制备TiO2—Al2O3

二氧化钛用作石油炼制的加氢脱硫(HDS)或加氢脱氮(HDN)催化剂载体具有高的活性,其缺点是比表面小,机械强度差。为克服这些缺点,近年来研究了用共胶法、浸渍法和交替成胶法制备TiO_2-Al_2O_3载体。本文报道了以TiCl_4的CCl_4溶液作浸渍液,制备单层覆盖型TiO_2-Al_2O_3载体,并用多晶X光衍射(XRD)、X光光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和选区电子衍射(HEED)等实验技术进行了表征。     

铂微粒修饰的氧化钛电极对甲醇的电催化氧化性能

直接甲醇质子交换膜燃料电池(DMPEMFC)可用作未来电动车辆的动力电源,但要达到实际应用还有大量问题有待进一步解决.目前限制DMPEMFC实际应用的主要问题是甲醇阳极氧化催化剂低的活性、高的价格及催化剂的毒化.     

Magnli相亚氧化钛Ti8O15的电子结构和光学性能的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势法研究了Magneli相亚氧化钛Ti8O15的电子结构和光学性能.计算出的能带结构显示Ti₈O₁₅相比锐钛型TiO₂禁带宽度大幅度降低.态密度分析表明,其原因在于Ti₈O₁₅的O原子的2p轨道以及Ti原子的3p,3d轨道相对于TiO₂的相应轨道向左产生了偏移,同时由于O原子的缺失使得Ti原子的3d,3p轨道多余电子在Fermi能级附近聚集形成新的电子能级.态密度分析结果还显示,相对于TiO₂,Ti₈O₁₅Fermi能级附近电子格局发生了如下变化:O原子的2p轨道电子贡献减少,Ti原子的3d轨道的电子对Fermi能级贡献增大.光吸收计算图谱表明,TiO₂仅在紫外光区有较高的光吸收能力,而Ti₈O₁₅由于禁带宽度变窄引起光吸收范围红移到可见光区,从而在紫外光区和可见光区都有较高的光吸收能力,计算结果与实验得到的紫外-可见漫反射吸收光谱结果一致.     

影响TiO2薄膜光催化降解亚甲基蓝的因素

 用中频交流反应磁控溅射技术制备了具有良好光催化性能的TiO2薄膜,考察了紫外光源、反应器和溶液浓度对亚甲基蓝溶液光催化降解特性的影响. 结果表明,紫外光源对TiO2薄膜光催化降解性能有较大的影响; 在计算光催化降解速率时应充分考虑光解和光氧化的影响. 低压汞灯TUV为光催化降解的较好选择. 动态反应系统可以有效避免光解,显著提高光催化反应速度. TiO2薄膜具有很好的光催化性能,且性能稳定.     

TiO2修饰MCM-41的结构表征及光催化苯酚降解活性

 以钛酸丁酯为前驱体,合成了呈单层和双层分散状态的TiO2修饰的介孔分子筛MCM－41．用XRD,液氮温度下N2吸附－脱附曲线,FT－IR和固体UV－Vis漫反射等手段对其结构特征和氧化钛分散状态进行了表征．以苯酚降解为模型反应,考察了具有光催化活性的TiO2修饰的MCM－41的光催化活性．     

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。     

电泳法制备TiO_2纳米管/纳米颗粒复合薄膜的电化学阻抗谱分析(英文)

由于一维(1D)氧化钛纳米结构具有提高染料敏化太阳能电池(DSCs)中的电子传输性能从而进一步提高电池性能的特性,该领域吸引了越来越多研究者的关注.但是一维氧化钛纳米结构如何影响电子传输性能却少有报道.本研究利用电化学阻抗谱(EIS)分析来探索氧化钛纳米颗粒和纳米管复合薄膜的电子传输特性.使用两种不同尺寸(25和100nm)的纳米颗粒和纳米管作为原料,采用电泳沉积方法制备了氧化钛复合薄膜并研究了原料的组成对染料敏化电池的影响以获得最佳的组成.研究结果表明,在大颗粒的质量分数低于20%时,大颗粒的掺入有利于改善氧化钛薄膜的电子传递与电池性能.与完全由颗粒组成的薄膜相比,纳米管的加入有利于电子在氧化钛薄膜里的传输.纳米管、100nm颗粒及25nm颗粒的最佳质量比例为20:16:64.     

碳/氧化物复合物中碳层对氧化物相变的影响

碳/氧化铝(氧化钛)复合物具有独特的物理化学性质,在吸附和催化过程中有广泛应用.复合物中碳层对氧化物的相变有重要影响.在高温下通氧气焙烧碳/γ-Al2O3复合物可使γ-Al2O3迅速转变为α-Al2O3;而在惰性气氛中,碳层可显著抑制氧化铝的相变与烧结.碳/氧化钛体系中,碳层可明显提高氧化钛在惰性气氛中的热稳定性,在800℃以下碳层能有效阻止锐钛矿相向金红石相的转变;在含氧气氛中控制焙烧条件可将碳层完全除去而基本不影响氧化钛的物相组成及织构.因此,碳层可作为一种特殊的表面修饰剂,既可在高温下抑制氧化物的相变,又可避免在氧化物中引入掺杂元素.