多孔TiO2的制备表征及光催化研究

以钛酸四丁酯为前驱物，在溶胶-凝胶法和硬脂酸法的合成样品的过程中添加正硅酸乙酯，分别合成出纳米TiO2，焙烧成晶后通过HF除去硅，形成了多孔TiO2。通过XRD、SEM、UV-Vis、BET等测试手段，比较正硅酸乙酯对不同合成方法合成的样品的影响。在对甲基橙的紫外光催化试验中，添加正硅酸乙酯再由HF处理后合成的样品表现出较高的催化活性，这与此方法合成的样品的表面积较大有关。

造孔剂对多孔TiO2粉体光催化性能的影响

以PEG-1000、PEG-2000、活性炭和甘油为造孔剂通过溶胶-凝胶法制备了多孔TiO2纳米粉。采用XRD、TEM、等温吸附-脱附曲线表征材料的结构,并讨论了造孔剂种类及添加量对多孔TiO2结构的影响。多孔TiO2纳米粉的比表面积和吸附性能均优于未加造孔剂的TiO2粉体。以罗丹明B为目标物进行光催化降解实验,采用加入量为2wt%的PEG-2000为造孔剂制备的TiO2光催化剂对罗丹明B的降解率达到了97%,比未加造孔剂的TiO2光催化剂降解效率提高了35%。

乳液法结合溶胶-凝胶法制备多孔TiO2微球

为了进一步提高二氧化钛(TiO2)的反射率,采用乳液法结合溶胶-凝胶法,以聚乙二醇(PEG)为相分离诱导剂,制备了内部具有不连续多孔结构的TiO2微球。考察了PEG的添加量对TiO2微球内部孔径大小的影响。研究结果表明:TiO2微球内部的孔径随PEG的用量增加而增大。基于溶胶-凝胶转变和相分离过程,详细介绍了多孔TiO2微球的形成机理。当PEG的添加量为9.0%时,所制备的多孔TiO2微球在近红外区的积分平均反射率为84.9%,比常见钛白粉提高了5.4%。

基于钌配合物敏化多孔TiO2泡沫的对乙酰氨基酚电化学发光传感器的构建

将钌配合物成功负载于多孔TiO2泡沫制得复合材料。光敏染料与纳米材料产生协同效应,可有效和较长时间产生电子-空穴分离。其ECL的发光强度较多孔TiO2泡沫提高15.3倍。基于对乙酰氨基酚对该复合材料的电致化学发光强度有淬灭作用构建传感器。在最佳检测条件下,发光强度与对乙酰氨基酚浓度在10~40μmol/L的范围内呈现线性关系,检出限为2.68μmol/L(S/N=3)。

太阳光/多孔TiO_2膜催化降解微囊藻毒素

太阳光/多孔TiO2膜体系对水中微囊藻毒素(MC-RR)具有较好的去除效果,反应可用准一级反应动力学描述。TiO2膜的镀膜次数对催化效果有重要影响,溶液的pH值对反应也有一定的影响,偏酸性条件对MC-RR的降解有利。在该体系中MC-RR主要通过光催化氧化作用被去除。

纯钛及其合金表面纳米多孔TiO_2膜的制备研究

在含有HF酸和C rO3的电解液中,恒压直流阳极氧化法可以在TA 1和TC 4表面分别制备获得纳米多孔T iO2膜。各阳极氧化参数对于纳米多孔膜的宏观形貌、微观结构等都有着重要的影响。随着阳极氧化电压的增高,纳米多孔T iO2膜的平均孔径值和氧化膜厚度也随之增大;随着氧化时间的延长,氧化膜的厚度在一定范围内不断增厚,当达到极限值后保持不变;在较高电压下,随着氧化时间的延长,纳米多孔T iO2膜的平均孔径值明显增大;在较低电压下,随着氧化时间的延长,纳米多孔T iO2膜的平均孔径值没有明显的变化。试验表明纳米多孔T iO2膜的生长过程强烈依赖于电场支持下电解液对钛基体的溶解过程(即场致溶解过程)。

多孔TiO_2纳米薄膜修饰的镍基光电极的制备和性能

Nanostructured TiO 2 porous film supported on nickel was prepared through sol-gel process,and was used as photoelectrode in solar energy photoelectrochemical cell.It was found that short circuit photocurrent and open circuit photovoltage of the photoelectrodes increased with the increment of sintering temperature and thickness of TiO 2 film.Through STM,the pore quantity and diameter of nanostructured TiO 2 film were found to increase with the increment of sintering temperature.It was found that the transparence of different thickness nanostructured TiO 2 films coated on quartz did not change much.

多孔TiO_2为载体的V_2O_5-WO_3脱硝催化剂制备和表征

以硫酸氧钛为钛源,氨水为沉淀剂,制备得到大比表面积(60m2/g)的锐钛矿TiO2载体。TiO2载体具有多孔结构,孔径集中在5～12nm,孔体积达到0.24cm3/g。以多孔TiO2为载体,采用浸渍法制备不同V2O5负载量的V2O5-WO3催化剂,利用拉曼(Raman)光谱、X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征,并研究了不同V2O5负载量催化剂的脱硝活性,以及NO浓度和NH3/NO摩尔比对催化剂活性的影响。结果表明,V2O5在TiO2表面高度分散,当V2O5负载量在3%(质量分数)以下时,载体表面钒物种为单体钒,表现出最好的脱硝活性,在280～450℃内NO转化率均能达到90%以上。该催化剂对不同进口NO浓度有较强的适应能力。采用该催化剂的脱硝工艺,NH3/NO摩尔比宜保持在0.8～1.0。

医用多孔NiTi合金表面溶胶-凝胶法制备TiO_2涂层

采用溶胶-凝胶法结合浸渍提拉工艺在多孔NiTi合金表面制备出了结构均一的锐钛矿型TiO2涂层,并在溶胶中添加聚乙二醇(PEG)作为造孔剂,进而在多孔NiTi合金表面制备出内层致密、外层多孔的TiO2复合涂层。SEM分析结果表明,TiO2涂层均匀地覆盖了多孔NiTi合金基体的外表面以及孔的内表面。Hanks溶液中的阳极极化曲线结果表明,与未处理的多孔NiTi合金相比,具有致密TiO2涂层的多孔NiTi合金其耐腐蚀性能有了显著提高。而多孔TiO2复合涂层进一步增大了多孔NiTi合金的实际表面积,提高了材料表面的生物活性。

基于硝酸铵气孔诱导剂的多孔TiO_2薄膜的制备

采用在TiO2溶胶中加入硝酸铵的方法并通过浸渍-提拉技术制备了气孔修饰的TiO2薄膜。气孔的形成与溶胶液膜中硝酸铵诱导的分相现象相关,硝酸铵一方面抑制了干燥过程中凝结水分的挥发,另一方面增大了水相的表面张力,促使了水以球形水珠的形态分散在湿凝胶的表面,水珠挥发后形成气孔。所制备的气孔修饰的TiO2薄膜表现了超亲水性能。随着硝酸铵用量的增加,薄膜表面气孔的分布密度增大,可见光的透过率减小。增加涂膜次数可以获得多层次网络气孔结构的表面形态,多层次气孔结构的多次散射有利于提高可见光的透过性能。

纳米多孔TiO_2膜的晶化处理及其热稳定性研究

通过恒压阳极氧化法在HF酸和CrO3的混合电解液中,在纯钛TA1和钛合金TC4表面分别制备了纳米多孔无定型TiO2膜。研究了TA1和TC4表面无定型TiO2膜在空气中热处理的组织转变过程。TA1试样表面的纳米多孔TiO2膜在250℃左右出现锐钛矿相,480℃左右出现金红石相,在600℃左右锐钛矿相向金红石相的转变基本完成,孔结构在600℃左右基本消失;TC4试样表面的纳米多孔TiO2膜在310℃左右出现锐钛矿相,600℃左右出现金红石相,在680℃左右锐钛相向金红石相的转变基本完成,孔结构在700℃左右基本消失。TC4试样表面的氧化膜所含合金元素Al和V,对上述结晶转变温度和孔结构存在的最高温度的差别存在重要影响。

多孔TiO_2薄膜的制备研究进展

综述了液相法(包括溶胶-凝胶法、蒸发诱导自组装法等)、电化学法(包括阳极氧化法、微弧氧化法等)、物理气相法(包括磁控溅射法、电子束蒸发法等)、化学气相法等制备多孔TiO2薄膜的方法,介绍了相应的合成原理,指出不同方法制备的多孔TiO2薄膜在表面形貌、孔径尺寸、取向和孔壁厚度等方面存在很大差异。通过对比不同制备方法的优缺点并结合工业化生产成本,提出了今后多孔TiO2薄膜制备技术的发展方向,并展望了多孔TiO2薄膜广阔的应用前景。

纳米多孔TiO_2薄膜的合成及其光电化学性能

采用溶胶-凝胶、水热合成、旋转涂覆等方法制备了纳米多孔TiO2薄膜。以扫描电镜、X射线衍射等手段,分析了不同纳米多孔TiO2薄膜的结构。通过比较不同薄膜制作的染料敏化太阳能电池性能,寻求不同方法所制备薄膜对DSC性能的影响因素。实验结果表明,旋转涂覆法所制备的染料敏化太阳能电池具有较高的光电化学性能,在50mW/cm2的模拟光照下(AM1.5)开路电压为0.696V,短路电流为6.19mA/cm2,填充因子为0.584。

多孔TiO_2纳米薄膜的制备及PEG对其表面形貌的影响

用溶胶-凝胶法制备了多孔TiO_2纳米薄膜修饰的镍基电极。用STM观察了TiO_2纳米薄膜的表面形貌。由STM知,随烧结温度升高和PEG(聚乙二醇)含量增加,TiO_2纳米薄膜表面孔穴的数量增加,孔径增大。

PEG1000用量对多孔TiO_2薄膜结构及光催化性能的影响

以钛酸四丁酯为钛源,PEG1000为模板剂,乙酰丙酮为稳定剂,制备了TiO2溶胶,通过浸渍-提拉法在载玻片上制备了多孔TiO2薄膜。采用X射线衍射、扫描电镜、紫外-可见透射光谱、X射线光电子能谱、N2吸附-脱附等对TiO2薄膜的晶相结构、表面形貌、化学组成及TiO2粉体的BET比表面积和孔径分布进行了表征。考察了TiO2薄膜对甲基橙的光催化降解活性。实验结果表明,TiO2薄膜催化剂的晶型为锐钛矿型,Ti以Ti4+形式存在。随着PEG1000添加量的增加,薄膜表面形貌变得粗糙,孔数量先增加而后下降;多孔TiO2薄膜在紫外区域内的吸收边沿向短波方向移动,薄膜透射率也发生波动,但薄膜的厚度基本不变。当PEG1000添加量为2.0g时,薄膜中存在大量的介孔,薄膜的比表面积最大,光催化性能最佳。

表面多孔TiO_2的制备及其光催化性能研究

以水热法制备的Fe3O4为磁性核心,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备的多孔SiO2为中间层,TiO2为外壳,制备出Fe3O4/多孔SiO2/TiO2复合氧化物,并将其应用于苯酚的光催化降解研究。结果表明,所制备的复合氧化物呈规则球形,表面多孔,粒径约为500nm,平均孔径约为2.16nm,其饱和磁化强度接近0.77emu·g-1;多孔SiO2与TiO2之间存在Si-O-Ti键相互桥联,TiO2以锐钛矿形式存在于催化剂表面;与P25相比,复合氧化物在紫外光及可见光区域的吸收都有所增强,光吸收范围拓展至750nm;在氙灯照射下降解10mg·L-1的苯酚废水,反应120min,苯酚的降解率可达75%以上。

钛合金表面多孔TiO_2制备及涂层结合强度改进

为了提高钛合金基体与Fe(吸波剂)/环氧涂层的结合强度,采用微弧氧化在钛合金表面制备一定厚度的二氧化钛多孔膜,之后浸涂Fe/环氧树脂涂料。分别研究了微弧氧化中电流、时间等实验参数对钛合金表面形貌和涂层结合强度的影响,并对所制备的氧化多孔膜在拉伸前后进行扫描电子显微镜(SEM)分析。结果表明:多孔TiO2膜的孔径随电流增大而减小,孔密度随电流增大而增大,随时间增加孔径增大,但时间不宜太长,涂层的结合强度随电流以及时间的增大都是先增大后减小,在3 A,4 min时达到最佳值33.62 MPa。

多孔TiO_2/FTO纳米有序阵列膜的可控生长研究

用脉冲激光沉积(PLD)技术在导电玻璃(FTO)衬底上沉积Ti膜,采用电化学阳极氧化方法,细致研究了FTO衬底上多孔TiO2纳米有序阵列膜的可控生长.结果表明,恰当的阳极电压对形成高度有序、孔径均匀的多孔TiO2/FTO阵列膜至关重要;通过优化的工艺参数,借助阳极氧化过程中各阶段电流-时间(I-t)曲线的准确判断,可实现对多孔TiO2阵列膜生长过程的有效控制,制备出高质量的多孔TiO2/FTO阵列膜.

热处理工艺对多孔TiO_2薄膜光催化性能的影响

以十八胺为模板剂,采用溶胶-凝胶法在玻璃基体上制备了多孔TiO2薄膜,研究了热处理工艺对薄膜理化性质及光催化性能的影响。随煅烧温度和煅烧时间的增加,TiO2薄膜表面逐渐形成清晰的孔结构,晶粒尺寸增大。薄膜由锐钛矿型TiO2组成,Ti以Ti 4+的形式存在。制备的TiO2薄膜厚度在200nm左右,薄膜的UV-Vis透射率随煅烧温度的升高呈下降趋势,随煅烧时间的延长先下降而后又上升。多孔TiO2薄膜光催化降解甲基橙结果表明,随煅烧温度升高薄膜的光催化活性增加,在500℃煅烧2h制备的薄膜具有最佳的光催化活性。

多孔TiO_2薄膜的制备及其透光性能

利用溶胶-凝胶法制备了锐钛型TiO2薄膜。通过改变溶胶压热陈化温度、时间,得到了不同晶粒及孔径尺寸、不同透光率的薄膜。TG-DSC及FTIR分析表明,乙酰丙酮已结合到高分子链上,随溶胶陈化温度的上升及陈化时间的延长,干凝胶中的有机质的量下降,并能够在较低的温度下充分分解。XRD的测试结果表明,TiO2薄膜的晶粒尺寸随陈化时间的延长而减小。对薄膜的TEM观察发现,微结构呈蜂窝状,随着溶胶陈化时间的延长,相应薄膜的孔径尺寸减小,孔壁变薄。气孔的形成主要是干凝胶中的有机质在200～400℃时的氧化分解所致,其大小及分布主要取决于干凝胶中所含有机质的成分。80℃下陈化24h及150℃下陈化2h溶胶制备的薄膜其透光性能较佳,500nm透光率最高分别达到了96%及90%。