TiO_2/Ag_2O纳米材料的制备及其对甲醛的气敏性能

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Ag的TiO2纳米晶粉体.用XRD、TEM和BET方法对纳米晶的晶型﹑晶粒大小和表面性能进行了表征.分析结果显示,相同条件下掺杂Ag的TiO2比纯TiO2纳米材料具有更大的比表面积.气敏性能测试结果表明,掺杂Ag的TiO2传感器对甲醛有较好的灵敏度和更高的选择性.当焙烧温度为500℃,掺杂Ag的摩尔比为5%(n(AgNO3)/n(Ti(OC4H9)4)=5%)时,TiO2对甲醛气体敏感性能最好.在最佳工作电流124mA下,该元件对10"L·L-1HCHO的灵敏度S接近4,它的响应时间不超过1s,恢复时间为9s.

火焰辅助热解方法制备Ag_2O/TiO_2及其光催化制氢性能

以钛酸丁酯和硝酸银为前驱体,采用一步火焰辅助热解法制备了Ag_2O/TiO_2光催化剂并研究了样品在紫外-可见光照射下的光催化制氢性能。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)对样品进行了表征。XRD结果表明TiO_2均为锐钛矿晶型,Ag的引入对XRD结果无明显影响。SEM图显示未修饰的TiO_2是微球形貌,随着引入Ag含量的增加,微球减少直至消失。通过XPS分析和化学沉淀法表明样品中Ag的存在形式为Ag_2O。UV-Vis DRS测试发现引入Ag后提高了样品的光吸收。前驱体中Ag的量影响样品的光催化活性,最高的光催化制氢的活性可以达到相同条件下的P25的15倍。对光催化反应后的样品进行分析,认为在光催化过程中部分Ag_2O通过光生电子转化为Ag形成Ag/TiO_2,进一步提高光催化制氢活性。

TiO2-Ag2O光催化剂的简易制备及光催化性能研究

为提升TiO2的光催化活性,利用简易的浸渍-煅烧法制备了不同质量分数的TiO2-Ag2O光催化剂,采用X射线衍射、紫外-可见漫反射和光致发光等技术对其结构和性质进行了分析,并评价了其在氙灯照射下对盐酸四环素(TCH)的光催化降解效果。结果表明:Ag2O与锐钛矿型TiO2复合可改善光催化剂的光吸收性能,抑制光生电子和光生空穴复合,显著提高光催化剂对TCH的降解活性。TiO2-Ag2O的活性与银的质量含量相关,并随银含量的增加呈先增加后缓慢下降的趋势。当TiO2-Ag2O中含银量为5%~9%,催化剂浓度为0.5g/L,TCH初浓度为10mg/L时,具有良好的催化活性,使用300W氙灯照射反应60min时,即可光催化降解90%以上的TCH。

Ag2O/TiO2微球对变异链球菌生物膜形成的影响

生物膜状变异链球菌(Streptococcus mutans)是导致龋齿的主要细菌,为抑制该细菌,采用沉积沉淀法制备Ag2O/TiO2复合物,并以X射线衍射、电感耦合等离子体质谱和透射电镜对所合样品的组成和形貌进行表征。通过抑菌圈和最低抑菌浓度(MIC)法测定Ag2O/TiO2对Streptococcus mutans的抗菌活性,此外Ag2O/TiO2对Streptococcus mutans生物膜形成、产酸和胞外多糖(EPS)的影响进行测定。结果显示所合成的Ag2O/TiO2复合物为直径2~3 mm的微球,其中Ag2O在Ag2O/TiO2中所占质量分数为24.80%。Ag2O/TiO2对浮游状Streptococcus mutans的MIC值为64 mg/L,且能显著抑制Streptococcus mutans产酸。125 mg/L Ag2O/TiO2能减少61.9%生物膜形成,水可溶性的EPS和水不可溶性的EPS的产生分别减少56.1%和69.5%。结果表明Ag2O/TiO2可能是一种有效的预防龋齿材料。

浸渍法制备Ag_2O-TiO_2纳米纤维及其光催化活性

采用浸渍法制备直径约20nm,长度达到微米级,且形态分布均匀的Ag2O-TiO2纳米纤维。以TEM、XRD、DRS及XPS手段对样品晶型结构、微观形貌以及化学组成进行表征,探讨掺杂对TiO2纤维结构和性质的影响。结果表明:未掺杂纤维表面平滑,浸渍法制备的Ag2O-TiO2纤维表面有明显的球状颗粒存在,颗粒直径为2～5nm,分布均匀,且其XRD谱出现Ag2O的衍射峰。与未掺杂样品相比,掺杂纤维的DRS谱线发生蓝移,光催化降解亚甲基蓝实验表明Ag2O-TiO2纤维光催化活性较高。

纳米Cu_2O/Ag/TiO_2三层复合薄膜的结构及性能

通过磁控溅射方法制备了一种新颖的纳米Cu2O/Ag/Ti O2三层复合薄膜。用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见分光光谱仪(Uv-vis)和荧光光谱仪(FLO)对薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性能及Ag金属中间层的存在对复合薄膜的影响进行了分析。此外,对薄膜光催化性能的研究表明,插入Ag层的纳米Cu2O/Ag/Ti O2三层复合薄膜显示出远高于Cu2O/Ti O2双层复合薄膜的可见光催化活性。催化性能的提高归因于Ag金属中间层的存在,提高了三层复合薄膜的可见光吸收强度,增加了表面积,促进了激发电子的转移及光生电子和空穴的分离。

还原氧化石墨烯@Ag_2O改性TiO_2基复合材料的制备及其可见光催化性能

制备了还原氧化石墨烯(rGO)@Ag_2O共同改性TiO_2基复合材料(rGO@Ag_2O/TiO_2),并研究了其可见光催化性能。结果表明,三元复合材料rGO@Ag_2O/TiO_2的可见光催化性能远优于一元纳米TiO_2和二元rGO/TiO_2、Ag_2O/TiO_2复合材料,当可见光照射120min后,溶液中约100%的罗丹明B分子被rGO@Ag_2O/TiO_2降解。rGO@Ag_2O/TiO_2三元复合材料可见光催化效率的提高主要源于窄带隙半导体Ag_2O和高电导率材料rGO的引入,使形成的rGO@Ag_2O/TiO_2三元复合材料具有强的可见光吸收能力和光生电子空穴对分离能力。

Ag-Ag2O/TiO2-g-C3N4纳米复合材料的制备及可见光催化性能

近年来,半导体光催化技术作为一项快速发展的新型环保技术,在降解水体中污染物和可再生清洁能源的生产领域有很大的应用前景。本文以所制备出的20 wt%类石墨烯碳氮化合物(g-C3N4)/TiO2为基质,利用水热法中纳米Ag颗粒部分氧化行为成功合成了Ag修饰异质结型Ag-Ag2O/TiO2-g-C3N4复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致荧光光谱(PL)、瞬态光电流响应等分析测试手段对Ag-Ag2O/TiO2-g-C3N4复合材料的晶体结构、形貌、光学性质等进行表征和分析。以亚甲基蓝溶液为目标降解物,研究了Ag-Ag2O/TiO2-g-C3N4复合材料的可见光催化性能。结果表明:在纳米Ag颗粒修饰的Ag-Ag2O/TiO2-g-C3N4复合材料中,Ag部分氧化成Ag2O;与g-C3N4的协同作用使Ag-Ag2O/TiO2-g-C3N4复合催化剂具有良好的可见光催化活性;可见光照射4 h后,AgAg2O/TiO2-g-C3N4复合催化剂对亚甲基蓝的降解率接近50%。

FTO/TiO2/ZnO/Cu2O/Ag异质结电池的光电性能研究

由于氧化锌和氧化亚铜的材料安全无毒、制作成本低及环境友好等特点,ZnO/Cu2O异质结电池具有很广阔的发展前景。本文首先通过旋涂法制备了ZnO薄膜,然后以真空蒸镀法和热氧化法制备了Cu2O薄膜,采用SEM表征证明所得ZnO和Cu2O薄膜平整度较高。最后使用真空蒸镀法制备Ag电极,组装完成了FTO/ZnO/Cu2O/Ag异质结电池。通过改变氧化亚铜的厚度来研究电池性能的变化规律,结果表明光电性能随着Cu2O的厚度增加而增加。为了进一步提高电池性能,加入了TiO2光吸收层,组装了FTO/TiO2/ZnO/Cu2O/Ag异质结电池。结果表明,TiO2光吸收层的加入提高了短路电流和开路电压。另外,该电池直接在空气中组装,组装工艺简单,具有推广价值。

氧化银钛纳米管治疗骨关节假体相关性感染的实验研究

目的探讨氧化银钛纳米管(Ag2O-TiO2-NTS)在治疗骨关节假体相关性感染过程中,对表面葡萄球菌及金黄色葡萄球菌的抑菌作用。方法2018年5月至2019年5月,从河北大学医学院实验动物中心购买健康新西兰大白兔32只。体外实验:选取不同浓度的Ag2O-TiO2-NTS溶液与表皮葡萄球菌及金黄色葡萄球菌共培养,并计算菌落数及抗菌率。通过细胞毒性和细胞增殖实验检测Ag2O-TiO2-NTS的生物学测定。体内实验:选用32只新西兰大白兔建立人工膝关节置换术后感染模型,并随机分为表-Ag钉组、表-普钉组、金-Ag钉组、金-普钉组。表-Ag钉组、金-Ag钉组兔子术中使用Ag2O-TiO2-NTS复合涂层的螺钉,表-普钉组、金-普钉组使用没有涂层的普通螺钉。拆线后1 d,于表-Ag钉组、表-普钉组兔术侧膝关节注入表皮葡萄球菌悬液,于金-Ag钉组、金-普钉组兔术侧膝关节注入金黄色葡萄球菌悬液。在手术当天、注射菌液当天及注射后1、3、5、7、10、14 d记录所有大白兔肛温、C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)、红细胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate,ESR)及降钙素原(procalcitonin,PCT)。结果不同浓度的Ag2O-TiO2-NTS溶液菌落数及抗菌率两两比较,仅1 mmol/L和2 mmol/L两组P>0.05,其余5 mmol/L组和10 mmol/L组两两比较,差异有统计学意义(P<0.05)。随着Ag2O-TiO2-NTS溶液浓度的增加,抗菌率逐渐增加,10 mmol/L Ag2O-TiO2-NTS溶液抗菌效果最强(32.34±1.75)CFU。表-Ag钉组、表-普钉组及金-Ag钉组和金-普钉组细胞死亡数目和细胞增殖数目差异无统计学意义(P>0.05),说明Ag2O-TiO2-NTS没有毒性且不影响细胞增殖,安全可靠。金-普钉组肛温注射后10 d最高(41.94±0.87)℃;金-普钉组CRP注射后14 d最高(91.95±6.47)mg/L;金-普钉组ESR注射后14 d最高(70.13±4.47)mg/L;金-普钉组PCT注射后14 d最高(2.58±0.54)μg/L,差异有统计学意义(P<0.05)。表-Ag钉组与表-普钉组比较及金-Ag钉组与金-普钉组比较,并发症发生率和死亡率,差异有统计学意义(P<0.05),金-普钉组并发症发生率为53.33%、死亡率为30.00%。结论Ag2O-TiO2-NTS在体内外均对表皮葡萄球菌及金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌作用,在治疗骨关节假体相关性感染有良好前景。