有机体系中纳米TiO_2/ZrO_2修饰电极的制备及电催化活性

电催化技术以其可控制性强、反应条件温和、设备占地面积小、可以与其它方法相结合等诸多优点而日益引起人们的广泛关注。纳米TiO2膜电极具有独特的光电性质和电化学性质,且纳米TiO2膜在酸碱中的稳定性好。ZrO2是一种多功能材料,特别是在催化领域中表现出独特的催化活性和选择性,

Bi_(2)WO_(6)-N-TiO_(2)纳米管电极的制备及性能分析

采用水热法与低温等离子体法制备了Bi_(2)WO_(6)-N-TiO_(2)纳米管电极,对其进行SEM、EDS、XRD、UV-VIS-DRS、CV和I-t等手段表征,并应用于环丙沙星抗生素废水的降解。结果表明,Bi_(2)WO_(6)纳米片成功的负载到TiO_(2)纳米管电极表面,Bi_(2)WO_(6)和N的共同改性显著增强了TiO_(2)对可见光的吸收。电化学分析结果表明经过改性后的TiO_(2)纳米管电极具有优异的光电转换性能,光电流密度约是改性前的5~9倍。Bi_(2)WO_(6)-N-TiO_(2)纳米管电极对环丙沙星污染物的降解过程遵循一级动力学反应方程,其中0.8 mmol Bi_(2)WO_(6)-N-TiO_(2)纳米管电极的降解速率最高,可以达到0.00683 min^(-1)。

Ti表面修饰纳米TiO_2膜电极的电催化活性

用电化学合成法在Ｔｉ表面修饰一层纳米ＴｉＯ２膜,ＴＥＭ和ＸＲＤ测试表明晶型为锐钛矿型,晶粒平均尺寸为２５ｎｍ．用循环伏安法、循环方波伏安法和电解合成法研究了纳米ＴｉＯ２膜电极在硫酸介质中的氧化还原行为以及对硝基苯还原的电催化活性．结果表明,纳米ＴｉＯ２膜电极具有异相氧化还原催化行为,膜中的Ｔｉ(Ⅳ)/Ｔｉ(Ⅲ)作为媒质间接电还原硝基苯为对氨基苯酚,收率和电流效率分别达９１．６%和９５．２%．

纳米TiO_2膜修饰电极异相电催化还原马来酸

通过电化学合成前驱体和溶胶 -凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2 膜 ,SEM ,XRD测试表明晶型为锐钛矿型 ,晶粒平均尺寸为 2 5nm .采用循环伏安法、循环方波伏安法和电解合成法研究了纳米TiO2 膜电极在硫酸介质中的氧化还原行为以及对马来酸 (maleicacid)还原的电催化活性 .结果表明 ,纳米TiO2 膜电极在阴极扫描时有两对可逆氧化还原峰 ,可逆半波电位Er1/ 2 分别为 -0 .5 3V和 -0 .92V (vs .SCE ,扫描速度 0 .0 5V·s-1) ,对应于TiO2 /Ti2 O3 和TiO2 /Ti(OH) 3 两个氧化还原电对的可逆电极过程 .其中TiO2 /Ti2 O3 电对对马来酸具有异相电催化还原活性 ,纳米TiO2 膜中的TiⅣ/TiⅢ 氧化还原电对作为媒质间接电还原马来酸为丁二酸 (butanediacid) ,反应机理为电化学偶联随后化学催化反应 (EC′)机理 .

β-PbO_2电极中加入纳米级TiO_2的性能研究

通过对传统电沉积β-PbO2工艺技术的改进(在镀液中加入纳米级TiO2),使镀层β-PbO2的脆性大大降低,从而使其可在温度为90℃的H2SO4介质中使用,镀层不会从基材剥落,而是自然损耗。

葡萄糖在碳纳米管/纳米TiO_2膜载Pt复合电极上的电催化氧化

用电化学循环伏安法和计时电位法研究了葡萄糖在碳纳米管 /纳米TiO2 膜载Pt (CNT/nano TiO2 /Pt)复合电极上的电催化氧化 .结果表明 ,在碱性介质中CNT/nano TiO2 /Pt复合电极对葡萄糖的电氧化具有高催化活性 ,葡萄糖氧化峰电流密度高达 13mA/cm2 ,比铂电极上的增大一倍 ;复合电极性能稳定 ,抗中毒能力强 ,不易发生氧化振荡 ,是葡萄糖燃料电池和葡萄糖传感器的高活性催化电极 .

透明TiO_2纳米管/FTO电极制备及表征

采用射频磁控溅射方法在透明导电玻璃(FTO)上沉积纯钛薄膜,室温条件下在H3PO4+HF电解液中通过恒压阳极氧化方法得到TiO2纳米管阵列,并通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、UV-Vis透射光谱以及光电化学的方法对纳米管阵列进行了表征.研究表明,在电压为20V、氧化时间为50min时,钛薄膜转化为TiO2纳米管阵列,管长约为380nm,内径约为90nm,管壁约为15nm;再经过500℃空气热处理6h之后得到锐钛矿型的TiO2纳米管/FTO透明电极,在可见光区的平均透过率约为80%,TiO2禁带宽度为3.28eV,发生了蓝移,带尾扩展到2.6eV;此外,对结晶前后的复合电极分别在暗态和紫外光下进行线性扫描和瞬态光电流测试,结果表明,结晶的电极表现出更好的光电转换性能;施加阳极电压和紫外光照射都能够促进TiO2光生载流子有效分离,使电子迅速传至导电玻璃表面通过外电路形成光电流.

3d过渡金属掺杂TiO_2纳米晶膜电极的光电化学研究

应用原子力显微镜和X射线粉末法对 3d过渡金属离子Cr(Ⅲ ) ,Fe(Ⅲ ) ,Mn(Ⅱ ) ,Co(Ⅱ ) ,Ni(Ⅱ ) ,Cu(Ⅱ )和Zn(Ⅱ )掺杂TiO2 纳米晶粒 (简写为M3d TiO2 )作了表征 ,并用光电化学方法研究了M3d TiO2 纳米结构多孔膜电极 .实验结果表明 ,M3d TiO2 纳米粒子的颗粒较均匀 ,粒径约为 1 5nm ,其晶型为锐钛矿和板钛矿的混晶 .在所研究的M3d TiO2 中 ,只有Zn2 + TiO2 电极的光电流大于未掺杂的TiO2 纳米结构多孔膜电极 .3d金属离子的掺杂引起各电极的光电流信号在一定波长范围内出现 p

纳米TiO_2膜修饰电极上对硝基苯甲酸异相电催化还原

Redox behavior and electrocatalytic activities of the Ti/nano\|TiO\-2 electrode were investigated by cyclic voltammetry(CV) and bulk electrolysis. The results indicate that there are two pairs of well\|defined redox peaks for Ti/nano\|TiO\-2 film electrode in the 1 mol/L H\-2SO\-4 and 1 mol/L NaOH at 0.1 V/s corresponding to TiO\-2/ Ti\-2O\-3 and TiO\-2/Ti(OH)\-3 reversible electrode process. In 1 mol/L NaOH medium the peak potential evidently shift to the negative value with \%E\%\+r\-\{1/2\} being -1.38 and -1.72 V(\%vs\%.SCE), and the heterogeneous electrocatalytic reduction activities of TiO\-2/Ti\-2O\-3 redox for \%p\%\|nitrobenzoic acid (PNA) is very high. The indirect electroreduction of PNA to \%p\%\|aminobenzoic acid (PAA) by Ti\+Ⅳ/Ti\+Ⅲ redox system on nanocrystalline TiO\-2 film surface was found, and the electrode reaction mechanism is called electro\|catalytic(EC) mechanism. In the preparative electrolysis, the current efficiency was over 90%.

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%.

染料敏化太阳能电池纳米TiO_2制备及多孔电极膜研究进展

本文就目前在染料敏化太阳能电池产业化中急需解决的TiO2纳晶制备、电极薄膜修饰与改进等热点问题的最新研究进展进行了综合评述,分析了存在的问题并提出了对策.

N3敏化Ho^(3+)离子修饰TiO_2纳米晶电极的光电化学性质

研究了Ho3+离子表面修饰对TiO2纳米晶电极光电性能的影响.TiO2表面氧化钬的存在一方面降低了染料和TiO2之间的电子注入速率,而另一方面它也能够抑制电荷复合.结果表明,在TiO2纳米晶薄膜表面修饰一定厚度的Ho3+离子层,在电极表面就形成了一个势垒,能够有效抑制电极表面的电荷复合,从而提高了染料敏化太阳能电池的光电压和光电转化效率.在93.1mW·cm-2白光照射下,TiO2/Ho-0.1和TiO2/Ho-0.2(0.1和0.2分别是修饰TiO2电极的Ho3+溶液的浓度,单位是mol·L-1)两个电极的光电转化效率分别达到8.3%和7.6%,与TiO2电极(7.2%)比较,分别增大了15%和5%.

纳米TiO_2/聚苯胺复合膜电极的电化学制备及其表征

采用 1 mol/ L硫酸作为介质 ,扫描速度为 1 0 0 m V/ s,扫描电位为 - 0 .2～ 0 .8V,用循环伏安法在纳米二氧化钛 ( Nano- Ti O2 )膜电极上实现了苯胺的电化学聚合 ,借助透射电镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、红外光谱对制得的 Nano- Ti O2 /聚苯胺 ( Nano- Ti O2 / PANI)复合膜进行表征 .结果表明 ,复合膜的生成、峰电流的大小受溶液浓度、扫描速度以及扫描电位的影响 ,成膜速度随溶液浓度增大而加快 ,但膜稳定性降低 ,峰电流随扫描速度和电位增大而提高 ,可逆性降低 ,复合膜中 Ti O2 以 1 0～ 35 nm晶粒分散于聚苯胺中 .

邻硝基苯酚在纳米TiO_2膜修饰电极上的异相电催化还原

通过电合成前驱体Ti(OEt)4直接水解法制备纳米TiO2膜修饰电极。用循环伏安法、电位阶跃法和电解合成法研究了纳米TiO2膜电极氧化还原行为以及电催化还原邻硝基苯酚(ONP)的活性与机理。结果表明,在硫酸介质中纳米TiO2膜电极在阴极扫描时具有2对可逆氧化还原峰,对应于TiO2/Ti2O3和TiO2/Ti(OH)3这2个氧化还原电对的可逆电极过程,可逆半波电位Er1/2分别为-056V和-096V(vs.SCE,扫描速度01V/s)。在酸性介质中纳米TiO2膜修饰电极对ONP的还原具有很高的异相电催化活性,TiO2/Ti2O3电对中的TiⅣ/TiⅢ氧化还原电对作为媒质间接电还原ONP为邻氨基苯酚(OAP),反应机理为电化学偶联随后化学催化反应(EC′)机理。在50℃使用纳米TiO2膜阴极间接电还原ONP为OAP的电流效率达90%以上,产物纯度为991%。

纳米复合材料H_6P_2W_(18)O_(62)/TiO_2-ZrO_2(P123)的制备与微波辅助光催化降解甲基橙

在模板剂(C3H6O.C2H4O)x(P123)的作用下,采用溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法制备了纳米复合材料H6P2W18O62/TiO2-ZrO2(P123)。通过傅里叶-红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射(UV-Vis/DRS)、X-射线衍射(XRD)、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-脱附等测试手段对其组成、结构和表面物理化学性质等进行了表征。结果表明,所合成的纳米复合材料H6P2W18O62/TiO2-ZrO2(P123)中多酸结构保持比较完整,复合材料具有锐钛矿晶型结构,属于介孔材料,模板剂P123使合成产物分布更加均匀。选取甲基橙(MO)作为模型分子,考察了该复合材料在微波辐射作用下的光催化性能。实验结果表明,该复合材料有较好的光催化活性,对甲基橙的降解效果明显高于TiO2、H6P2W18O62、H6P2W18O62/TiO2和H6P2W18O62/TiO2-ZrO2。

TiO_2纳米管修饰镍电极及其光催化辅助电解水制氢性能研究

本文通过水热法制备二氧化钛纳米管(TiO2NT),并用制备的TiO2NT对碱性电解水制氢装置的镍片阳极进行修饰,在电解水的基础上,通过光催化与电解过程的耦合,提出并实现了光催化辅助电解水制氢过程。通过XRD、UV-Vis、FE-SEM、AFM和光催化辅助电解水制氢等方法对试样的结构和性能进行了表征和测试。结果表明,在紫外光照条件下,用TiO2NT修饰镍片阳极的光催化辅助电解水过程的产氢速率比单纯电解水提高了61%。

聚吡咯敏化纳米结构TiO_2电极的光电化学研究

在NaNO3和吡咯单体的混合溶液中电合成聚吡咯膜,用PPy膜敏化TiO2纳米结构电极,取得了明显的敏化效果;探讨了合成聚吡咯膜时的条件(温度、时间、NO-3浓度等)对敏化结果的影响;比较了在对甲苯磺酸根离子中与在NO-3中合成PPy膜所产生的敏化效果,表明阴离子的类型和性质对敏化效果有很大影响;初步探讨了PPy膜对TiO2纳米结构电极产生敏化作用的机理。

纳米晶TiO_2电极上半菁衍生物光敏染料

合成了具有不同共轭链长度的吡啶盐类及喹啉盐类半菁染料(E)-N-(4-磺酸丁基)-4-犤2-(4-N,N-二甲基氨基苯基)乙烯基犦吡啶盐(P1)、(E)-N-(4-磺酸丁基)-4-犤2-(4-N,N-二甲基氨基苯基)丁二烯基犦吡啶盐(P2)、(E)-N-(4-磺酸丁基)-4-犤2-(4-N,N-二甲基氨基苯基)乙烯基犦喹啉盐(Q1)以及(E)-N-(4-磺酸丁基)-4-犤2-(4-N,N-二甲基氨基苯基)丁二烯基犦喹啉盐(Q2).研究了它们的光物理性质,并将它们用作TiO2纳米晶电极的光敏化剂引入光电化学电池.与含有乙烯基共轭桥的染料P1和Q1相比,含有丁二烯基共轭桥的染料P2和Q2在甲醇和氯仿中的最大吸收均发生一定程度的红移,而且吸收光谱变宽.这两类染料都能很好地吸附于TiO2电极上.在比较了四个染料的吸收光谱、摩尔消光系数以及在TiO2电极表面的吸附量后,发现Q1具有最好的光电转化性质.

纳米TiO_2-Pt修饰电极的制备、性能及应用

采用电化学合成法和电沉积法制备高活性钛基纳米TiO2 Pt(Ti/nano TiO2 Pt)修饰电极 ,通过循环伏安法研究并比较了钛基纳米TiO2 膜电极、纯Pt电极、Ti/nano TiO2 Pt电极在H2 SO4溶液中的电化学行为以及Ti/nano TiO2 Pt电极对Mn2 + 氧化为Mn3 + 的电催化性能 .结果表明纳米TiO2 Pt修饰电极对Mn2 + 的电氧化有高催化活性 .Mn2 + 氧化峰电位为 1 2 8V (vsSCE) ,比纯Pt电极负移 0 12V ;析氧电位为 1 4 0V ,比纯Pt电极高0 0 8V .Ti/nano TiO2 Pt修饰电极催化性能优于纯Pt电极和纳米TiO2 膜电极 ,非均相电解氧化效率可达 90 %以上 .电解得到的Mn3 + 可一步氧化甘油为甘油醛 ,收率为 96 % .

纳米TiO_2/聚苯胺复合膜电极的制备及其电化学性能

采用 1mol·L-1硫酸作为介质 ,扫描速度为 1 0 0mV·s-1,扫描电位为 -0 .2V～ 0 .8V ,用循环伏安法在纳米二氧化钛 (Nano TiO2 )膜电极上实现了苯胺 (Aniline)的电化学聚合 ,并对制得的Nano TiO2 /聚苯胺复合膜的电化学性质进行了研究。结果表明 :在峰电位 (Ep)为 0 .2 8V处有一个明显的氧化峰 ,在Ep为 0 .5 4V ,0 .0 8V ,-0 .0 6V处分别有一个还原峰 ,经长时间扫描 ,氧化峰电流可达到 5 0mA·cm-2 ,具有工业应用价值。同时实验也表明 ,复合膜的生成、Ip的大小受溶液浓度、扫描速度以及扫描电位的影响。