基于TiO2纳米管的三维LiFePO4正极材料的制备及其电化学性能

本文用TiO_2纳米管阵列作为薄膜锂离子电池的三维模板,通过磁控溅射在TiO_2纳米管上沉积LiFePO_4薄膜,制备出了具有三维结构的LiFePO_4薄膜.结果表明,这种结构的电池不仅增大了LiFePO_4与电解质的接触面积、提高了正极材料的利用率,还有效地缩短了锂离子的迁移路径、弥补了锂离子扩散率低的缺陷,从而改善了电极材料的动力学性能.     

非金属改性可见光诱导的TiO2光催化

为拓展二氧化钛的光响应波长范围并提高其光催化活性,通常采用掺杂金属、金属氧化物或金属离子的方法.大量研究表明,掺杂金属、金属氧化物或金属离子往往以损失TiO2光催化剂在紫外光区的光催化活性为代价,而掺杂非金属离子不但能将TiO2的光响应波长拓展至可见光区域外,还能保持在紫外光区的光催化活性,在利用太阳光光催化方面展现出崭新的应用前景.本文综述了非金属氮、碳、硫、氟等掺杂改性二氧化钛光催化的最新进展.     

NH4F/H3PO4体系中阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列

以价廉的Ni板代替常用的Pt片为阴极,纯钛为阳极,采用电化学阳极氧化法在NH4F-H3PO4体系中制备出TiO2纳米管阵列.详细研究了制备参数(溶液酸度、氟离子浓度、外加电压和氧化时间)对所获纳米管阵列形貌的影响.采用场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射(XRD)对样品的形貌和晶相结构进行了表征.在最优化的条件下,可以获得形貌规整、表面干净、有序的TiO2纳米管阵列.纳米管阵列的平均管径为60 nm.管长约530 nm.采用阳极氧化法制备的纳米管阵列是非晶态的.经400℃热处理2 h后,可以转变为锐钛矿相.实验结果还发现,经过热处理后,纳米管阵列变得更为有序,管径扩大至约95 nm.     

溶胶-凝胶自燃合成掺杂纳米二氧化钛的相变

以TiCl4为前驱体,采用溶胶-凝胶自燃合成的方法制备了同时掺杂Ce3 ,Fe3 ,Zn2 的纳米TiO2粉体.用X光衍射法对粉体的相组成进行了表征.用正交试验研究方法考察了Fe/Ce、(Fe Ce)/Ti、柠檬酸/Ti(物质的量的比)、煅烧温度、煅烧时间等对产物相组成的影响.结果表明,柠檬酸/Ti,煅烧温度,(Fe Ce)/Ti对产物相组成具有显著影响.     

非金属改性可见光诱导的TiO_2光催化

为拓展二氧化钛的光响应波长范围并提高其光催化活性,通常采用掺杂金属、金属氧化物或金属离子的方法。大量研究表明,掺杂金属、金属氧化物或金属离子往往以损失TiO2光催化剂在紫外光区的光催化活性为代价,而掺杂非金属离子不但能将TiO2的光响应波长拓展至可见光区域外,还能保持在紫外光区的光催化活性,在利用太阳光光催化方面展现出崭新的应用前景。本文综述了非金属氮、碳、硫、氟等掺杂改性二氧化钛光催化的最新进展。     

Ag掺杂TiO2纳米管阵列的制备及光电催化降解氨氮废水

采用光化学沉积法、光还原法以及光电沉积法3种不同的掺杂方法 ,通过控制掺杂时间来控制Ag的担载量制备出Ag-TiO2纳米管阵列。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、X-射线荧光光谱(PL)对样品进行表征。用氨氮废水的光电催化降解反应评价其催化活性,研究不同的掺杂方法以及不同的Ag担载量对TiO2纳米管阵列光催化性能的影响。结果表明:适量的Ag的引入有利于光催化效率的提高,即Ag的掺杂量存在一个最佳值,光电沉积60 s制备的样品具有最佳的光电催化效率。     

铝基阳极氧化铝模板水热法制备TiO2纳米管阵列

在(NH4)2TiF6的水溶液中,以铝基阳极氧化铝为模板,采用水热法制备了TiO2纳米管阵列. 使用场发射扫描电镜和X射线衍射对水热合成产物进行了表征. 实验结果表明,水热处理所得TiO2纳米管阵列具有特殊的形貌,其表面为连续的多孔状,断面为不连续、相互分离的管状;管口和管壁分别由平均粒度约45和25 nm的微细TiO2颗粒紧密堆积而成. 采用本方法制备的TiO2纳米管阵列无需热处理便已具有明显的锐钛矿型晶相特征.     

低品位复杂红土镍矿微波干燥及矿相分析

研究了在碳化硅辅助吸波作用下,低品位红土镍矿在微波场中的干燥过程.采用热重分析(DTG)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析考察了添加不同质量分数碳化硅对失重率和产物物相的影响.结果表明:碳化硅与红土矿配比R为2.2:1时,微波干燥处理低镍、铁品位红土矿30min,既可快速脱除矿物绝大部分表面吸附水和部分结晶水;通过控制碳化硅的比例还可以避免过热现象.微波能够改变红土矿的微观结构,促进矿物的分解.进一步的氢还原实验表明,微波干燥有利于红土矿中镍和铁氧化物的还原,其还原率高于常规干燥.     

可见光响应氮掺杂TiO2光催化剂的水热法制备与性能

以工业TiOSO4为原料,尿素为沉淀剂,采用水热均匀沉淀及其后续的掺氮热处理方法制备了氮掺杂的纳米TiO2粉体.分别采用XRD、XPS、BET、UV-VisDRS、FT-IR、TEM等方法对所制备的粉体进行了表征.以电子节能灯为光源、亚甲基蓝溶液为目标污染物研究了所制备产物的光催化活性.结果表明,水热粉体产物在900℃以下均为纯锐钛矿相,1000℃时几乎全部转变为金红石相;由XRD计算得出的颗粒尺寸与TEM的分析结果基本一致;以尿素为氮源,热处理水热粉体的XPS分析表明,N1s峰在399eV处,红外光谱进一步确认是氮取代了二氧化钛中少量晶格氧,形成TiO2-xNy(y≥x);UV-VisDRS分析显示,热处理并加入活性氮源对于吸收边的红移及降低光生电子的复合几率是必要的;水热粉体在热处理前BET为266.490m2.g-1,热处理掺氮后为144.908m2.g-1;光催化实验结果显示热处理掺氮粉体表现出较高的可见光光催化活性.     

多孔水凝胶研究进展

水凝胶是亲水性而又不溶于水的高分子聚合物材料,因其独特的吸水、保水和仿生特性而受到材料科学和生物医学工作者的关注。将多孔结构引入水凝胶可以极大地提高其溶胀率、溶胀速率和刺激敏感性。本文结合作者实验室开展的波聚合法制备多孔水凝胶的研究工作,较全面地介绍了国内外多孔水凝胶材料的研究现状及其在生物医药领域的应用,并对其发展前景进行了展望。