ZnO和TiO_2纳米粒子的光致发光性能及其与光催化活性的关系

采用沉淀法和溶胶 -凝胶法制备了 Zn O和 Ti O2 及掺 Zn2 + 的 Ti O2 纳米粒子 ,用 XRD和荧光光谱 (FS)等手段对样品进行了表征 ,重点探讨了样品光致发光机制及与光催化活性的关系 .结果表明 ,Zn O和 Ti O2样品在大于带隙能的光激发下均表现出明显的 FS信号 ,热处理温度升高 ,FS信号强度下降 ,并且二者的FS信号类似 ,这可能与二者具有类似的电子能带结构有关 ,同时也说明 FS信号主要源于表面氧空位以及吸附氧物种等引起的激子或表面态能级 .掺杂 Zn2 +使 Ti O2 纳米粒子 FS信号增强 ,这主要与表面氧空位和缺陷等量增加有关 ;此外 ,在光催化氧化苯酚实验中 ,样品光催化活性与其 FS信号强度顺序一致 ,即 FS信号越强 ,活性越高 .这是由于在光致发光过程中 ,FS信号主要源于表面氧空位 ,而在光催化反应中 ,表面氧空位有利于氧化反应进行 .

纳米TiO_2、纳米ZnO对聚丙烯抗紫外光老化及结晶性能的影响

借助DSC、FT-IR、DM A现代分析表征技术,首次以马来酸酐接枝聚丙烯作为聚丙烯/纳米T iO2或纳米ZnO复合材料的相容剂和相分散剂,系统研究了它们对聚丙烯的耐紫外光老化性能的影响,同时,探讨了纳米T iO2和纳米ZnO对聚丙烯的结晶成核作用。研究结果表明,纳米T iO2、纳米ZnO的加入使PP的β-晶型熔融峰消失,对聚丙烯结晶有明显的成核促进作用;随着紫外光老化时间的延长,PP熔融峰高度下降,峰宽和熔融温度基本不变,1750 cm-1处的峰面积增加幅度减小;纳米T iO2和纳米ZnO可以减缓PP在紫外光照射下的降解速度,提高PP对外界能量的耗散作用;PP纳米复合材料的损耗模量明显增大,阻尼因子(即tanδ)在添加PP-g-M AH后峰值也明显下降。

ZnO/TiO_2-纳米管光催化剂的制备与表征

采用改进的化学沉积法,用ZnO对TiO2-纳米管进行改性,制备ZnO/TiO2-纳米管的复合半导体材料。用X射线衍射仪、透射电镜、高分辨透射电镜、X射线能谱仪、比表面分析仪,紫外-可见光度计等研究样品的结构、表面形貌和化学组成。通过光降解甲基橙模拟污染物考察其光催化性能,并探讨ZnO粒子表面修饰增强TiO2-纳米管光催化活性的机制。结果表明:n(Zn)-n(Ti)为1-4的ZnO/TiO2-纳米管复合材料具有最佳的光催化活性;Zn和Ti的协同效应改善了复合材料的可见光响应性。

纳米TiO_2和ZnO的抗老化性应用研究

利用纳米TiO2和ZnO对聚丙烯材料和建筑外墙涂料进行添加量为0.5%～3%的小量填充改性,结果表明,对聚丙烯改性后,采用GB9344-88所述的塑料氙灯光源曝露试验方法,进行800h人工加速老化试验后色差仅为0.93,变色评级为4/5级,测试样条无粉化;对建筑外墙涂料改性后,涂料的耐候性较原配方提高了2倍,因此,可用无机纳米材料代替传统的有机紫外线吸收剂作为抗老化剂使用。

纳米TiO2和纳米ZnO的紫外光学特性及其在聚丙烯抗老化改性中的应用研究

采用水悬浮液法研究比较了金红石型纳米TiO2和纳米ZnO的紫外-可见光学特性,结果表明金红石型纳米TiO2具有比纳米ZnO更加优异的紫外线屏蔽性能,并对两种材料的屏蔽机理进行了分析;通过熔融共混法制备了金红石型纳米TiO2和纳米ZnO两类改性PP材料,用氙灯耐气候试验机对所制备材料进行了28天人工气候加速老化,对比测试了纯PP和两种改性PP老化前后的力学性能和外观变化规律,结果表明:添加少量金红石型纳米TiO2或纳米ZnO都可以大幅度的提高PP的抗老化性能,而金红石型纳米TiO2改性PP的抗老化性能要明显优于纳米ZnO改性PP材料.文章最后用SEM对纳米TiO2在PP材料中的分散情况进行了分析.

TiO_2/ZnO光催化降解四环素的研究

以太阳光、汞灯为光源 ,Ti O2 / Zn O复合半导体为催化剂光催化处理四环素溶液 ,探讨了催化剂的配比、溶液体积、光照时间、p H、初始浓度、光强等 6种因素对光催化活性的影响 ,比较了汞灯和太阳光作光源时的光催化效果 ,结果表明 。

N-TiO_2/ZnO复合纳米管阵列的掺杂机理及其光催化活性

以ZnO纳米柱阵列为模板,采用溶胶-凝胶法制备出TiO2/ZnO和N掺杂TiO2/ZnO的复合纳米管阵列.扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)的结果表明:两种阵列的纳米管均为六角形结构,直径约为100nm,壁厚约为20nm;在N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列中,掺入的N离子主要是以N-Ox、N-C和N-N的形式化学吸附在纳米管表面,仅有少量的N离子以取代式掺杂的方式占据TiO2晶格O的位置;表面N物种形成的表面态能级和取代式掺杂导致带隙的窄化,增强了纳米管阵列的光吸收效率,促进了光生载流子的分离.光催化实验结果表明,N离子的掺杂有利于N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列光催化活性的提高.

ZnO/TiO_2纳米管晶膜电极的制备及光电性能

采用水热法制备了ZnO纳米棒,以ZnO纳米棒为原料制备出ZnO/TiO2纳米管晶膜电极并应用于染料敏化太阳能电池.用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线能谱仪（EDX）和N2吸脱附分析等研究了样品的结构、表面形貌和化学组成,并通过紫外可见光度计和电化学工作站探讨了煅烧温度在80~600℃范围内ZnO/TiO2纳米管电极的光电化学性能.此外,研究经TiCl4化学处理的ZnO/TiO2纳米管电极光电性能的改善情况.结果表明,600℃煅烧的ZnO/TiO2纳米管电极制备的染料敏化太阳能电池表现出较优的光电性能,其短路电流密度（Jsc）为2.28 mA/cm2,开路电压（Voc）为0.631 V,光电转换效率η为0.66%.600℃煅烧的ZnO/TiO2纳米管经TiCl4处理后的染料敏化太阳能电池的光电性能得到显著改善,其光电转换效率η提高到1.06%.

TiO_2负载ZnO纳米棒的制备及其光催化性能

采用水热法制备ZnO纳米棒,将TiO2溶胶高速旋涂在ZnO纳米棒的表面,得到TiO2/ZnO复合半导体。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及UV-Vis漫反射等研究样品的表面形貌、晶型结构及光学特性。结果表明:375℃高温焙烧后,TiO2生长成颗粒状,均匀负载在ZnO纳米棒的表面,样品对紫外-可见光的吸收增强。以甲基橙溶液为模拟废水在紫外光辐照下的降解率来评价样品的光催化性能,结果显示,两种半导体复合以后,对光的利用率提高,对甲基橙模拟废水的降解率高于单一半导体。

ZnO和TiO_2粒子的光催化活性及其失活与再生

利用XRD ,TEM ,BET和UV Vis等测试技术对商品的ZnO及TiO2 和纳米ZnO及TiO2 粒子进行了表征 .无论是商品的还是纳米的 ,在光催化氧化降解气相n C7H1 6 和SO2 及液相苯酚的反应中 ,TiO2 均表现出比ZnO高的光催化活性 ,并从光腐蚀性和表面电荷两方面分析了其原因 .在光催化氧化降解n C7H1 6 的反应中 ,ZnO粒子易失活 ,而TiO2 粒子不易失活 .但是 ,在光催化氧化降解SO2 的反应中 ,ZnO和TiO2 粒子均易失活 .SPS和XPS测试结果表明 ,光催化剂表面的导电类型由反应前的n型变成了失活后的 p型 .这主要是由于反应产物发生吸附所致 .

抗紫外纳米ZnO/TiO_2粉体的氧化铝表面改性

用液相沉积法对纳米ZnO/TiO2进行了表面改性。用TEM、XRD和FTIR对产物进行了结构表征,用静态沉淀法分析了改性前后纳米ZnO/TiO2的分散稳定性,用紫外-可见分光光度计对其紫外屏蔽性能进行了检测。结果表明,改性纳米ZnO/TiO2表面存在致密的氧化铝膜,产物经充分分散后在有机介质中或水中的稳定时间分别由改性前的2 m in和5 m in提高到2 h和1 d,紫外线透过率由改性前的大于8.5%降低到小于7%。

纳米TiO_2及ZnO悬浮液中·OH的生成

采用气相色谱法间接测定了光照下纳米及常规TiO2、ZnO悬浮液中.OH的产生情况.结果表明,光照下常规TiO2及ZnO悬浮液中没有检测到.OH,而纳米TiO2及ZnO悬浮液在日光灯及紫外灯照射下的.OH生成量与时间之间具有较好的线性关系,120h内溶液中.OH含量随纳米颗粒浓度(<200mg.l-1)的升高而逐渐升高;但当纳米颗粒浓度高于200mg.l-1时,.OH含量不再随纳米颗粒浓度升高而增加.本实验中不同光照条件下纳米颗粒悬浮液中.OH产生速率各不相同,其中普通日光灯照射下.OH产生速率最慢、紫外光(254nm)其次、太阳光最快,而避光条件下没有检测到.OH.同时,.OH的产生与纳米颗粒化学组成十分相关,在日光灯照射下纳米TiO2的.OH产生速率为纳米ZnO的2—4倍(200mg.l-1的纳米TiO2、ZnO在日光灯照射下的.OH生成速率分别为0.0239mmol.l-.1h-1、0.010mmo.ll-1.h-1).由于.OH是活性氧簇(ROS)中毒性最强的自由基之一,所以金属纳米氧化物颗粒在不同条件下产生的ROS应作为纳米材料水生态毒理学研究的主要因素之一.

TiO2表面氧空位对Rup2P/TiO2/ITO薄膜电极光致电荷转移的影响

采用改性的TiCl4水解法制备出三种不同表面性质的TiO2-X(X=5,10,20,X表示加入NaOH的浓度,单位为mo·lL-1)样品.利用(1,10-邻菲咯啉)2-2-(2-吡啶基)苯咪唑钌混配配合物(Rup2P)作为敏化剂,制备出Rup2P/TiO2-5/ITO(铟锡金属氧化物)、Rup2P/TiO2-10/ITO和Rup2P/TiO2-20/ITO表面敏化薄膜电极.测试结果表明三种薄膜电极的光电转换效率Rup2P/TiO2-10/ITO最高,Rup2P/TiO2-20/ITO次之,Rup2P/TiO2-5/ITO最低.利用吸收光谱、表面光电压(SP)谱、荧光光谱和表面光电流作用谱等分析了Rup2P和三种TiO2的能带结构和表面性质;利用光致循环伏安和表面光电流作用谱研究了三种Rup2P/TiO2-X/ITO薄膜电极的光致界面电荷转移过程.结果表明,在光致界面电荷转移过程中,TiO2层表面氧空位对Rup2P/TiO2-X/ITO薄膜电极光致电荷转移产生重要影响.并进一步讨论了Rup2P/TiO2-X/ITO薄膜电极的光电流产生机理.

ZnO/TiO_2纳米复合粉体的制备及耐温性能

以TiCl4、ZnCl2 为原料 ,采用液相共沉淀法制备了ZnO/TiO2 纳米复合粉体 ,并用DSC TG、XRD、TEM技术对纳米复合粉体进行了表征。结果表明 :纳米TiO2 粉体经ZnO复合后 ,耐温性能得到显著提高 ,复合粉体经 90 0℃煅烧后 ,粒径在 2 0 30nm左右 ,TiO2 晶型完全是锐钛矿结构。

CTAB辅助合成纳米复合材料Ag/ZnO-TiO_2及其紫外光催化性能

在模板剂溴化十六烷基三甲基胺(CTAB)的辅助作用下,按nAg∶nZn∶nTi=0.1∶2∶1的物质的量的比,采用溶胶-凝胶再结合程序升温溶剂热法制备了一系列纳米复合材料Ag/ZnO-TiO2(CTAB),并经X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜配合X射线能量色散谱仪(SEM-EDS)和N2吸附-脱附测定等测试手段对不同温度(500、600、700℃)和不同时间(5、7 h)下煅烧得到各产物的组成、结构及形貌等进行了表征。结果表明,该系列复合材料不仅含有ZnO纤锌矿和TiO2锐钛矿结构,同时有部分Zn2TiO4生成,其Ag还以单质形式存在。在CTAB作用下改变煅烧温度和时间可使各产物分别呈现纳米线、纳米球等多种形态,且颗粒分布较均匀。上述各复合材料在紫外光作用下对罗丹明B(RB)的光催化降解结果显示,样品煅烧温度和煅烧时间不同,其活性会发生明显的变化。

TiO_2/ZnO纳米复合材料的制备及表征

以钛酸正四丁酯及L-Cys为钛源和模板剂仿生合成纳米TiO2前体,采用水热合成法制备TiO2/ZnO纳米复合材料,并利用XRD、SEM、XPS、FT-IR以及比表面积及孔径分析等对TiO2/ZnO纳米复合材料进行表征。结果表明:合成TiO2/ZnO复合材料是由锐钛矿TiO2和纤锌矿ZnO组成,形貌是由许多几十纳米厚薄片组成的花状,直径在2～3μm之间,比表面积为219.54m2/g。

医用PVC表面TiO_2-ZnO膜的制备及光催化抗菌性能研究

目的提高医用PVC表面的抗菌性能。方法采用sol-gel法制备ZnO溶胶,以P25(商品TiO_2)悬浮液为掺杂组分,制备了不同TiO_2质量分数(20%、40%、60%、80%)的TiO_2-ZnO复合悬浮液,通过提拉法将ZnO、TiO_2-ZnO、TiO_2悬浮液均匀地涂覆在医用PVC材料表面。采用XRD、SEM等技术考察了复合膜的结构和性能。采用平板菌落计数法测定了不同膜材料对大肠杆菌的光催化杀菌性能和抗细菌粘附性能。结果当TiO_2质量分数为20%时,TiO_2-ZnO薄膜的光催化活性高于ZnO;当TiO_2质量分数为40%、60%、80%时,样品的光催化活性相差不大且都低于ZnO。对ZnO膜和TiO_2-ZnO复合膜的细菌抗粘附性和光催化杀菌性的测试结果表明,ZnO膜和不同TiO_2质量分数的TiO_2-ZnO复合膜都具有一定的抗粘附性和光催化灭菌性。在抗粘附方面,TiO_2质量分数为20%的TiO_2-ZnO复合膜的性能最好,对大肠杆菌的粘附率仅为2.6%,优于ZnO膜和TiO_2膜。在光催化灭菌性方面,在波长为365 nm的紫外光照下,样品对大肠杆菌杀灭能力高低顺序为TiO_2≈20%TiO_2-ZnO>80%TiO_2-ZnO>ZnO。结论涂覆ZnO溶胶和TiO_2悬浮液混合溶胶可以明显提高医用PVC表面的抗细菌粘附性能和光催化灭菌活性,而且当TiO_2质量分数为20%时,TiO_2-ZnO具备最好的抗菌性能。

TiO_2/ZnO纳米复合薄膜溶胶-凝胶法制备与表征

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片表面制备了TiO2/ZnO纳米复合薄膜并进行了SEM、XRD和EDS分析与表征。结果表明,复合薄膜微观结构和结晶化程度都强烈依赖于钛相对百分含量;随着钛含量减少,薄膜微裂纹消失,由晶化相趋向于玻璃态后又逐步趋向于结晶态。

纳米ZnO/TiO_2复合颗粒制备及紫外屏蔽性能研究

以Ti(SO4)2和Zn(AC)2为原料,在制备金红石型纳米TiO2粉体的基础上,用溶胶凝胶法制得纳米ZnO/TiO2复合粉体.实验结合纳米TiO2和纳米ZnO的优点制得一种广谱防晒剂.TEM显示该复合颗粒为核壳式结构;XRD分析该复合颗粒内核为金红石型TiO2,表面包覆一层六方晶系ZnO且该复合颗粒中存在强的化学键.UVVis测试表明该复合颗粒在整个紫外区的吸收能力达到85%,在UVA(320～400nm)区吸收性能比纯的TiO2强得多.

TiO_2/ZnO薄膜紫外探测器的光电特性

采用射频磁控溅射的方法制备了TiO2/ZnO复合薄膜,用XRD、SEM和UV-Vis分别表征TiO2/ZnO薄膜的晶体结构、表面形貌及其紫外-可见光吸收谱。并用此材料制备了Au/TiO2/ZnO/Au结构MSM光电导型薄膜紫外光探测器,研究其光电特性。实验结果表明,TiO2/ZnO紫外探测器在5 V偏压360 nm紫外光照下光电流约为500μA,其响应度为100 A/W,平均暗电流约为0.5μA;由于TiO2/ZnO复合薄膜之间的费米能级不同而形成的内建电场作用,减少了产生的光生电子与空穴的复合,得到较强的光电流,且其光响应的上升弛豫时间约为22 s,下降响应时间约为80 s;响应时间较长是由于广泛分布于薄膜中的缺陷而造成的。结果表明TiO2/ZnO可作为一种良好的紫外探测材料。