锐钛矿晶体的液相原位制备及结构分析

采用钛酸丁酯-水-无水乙醇-盐酸[Ti(OC_4H_9)_4-H_2O-C_2H_5OH-HCl]摩尔比为1:185:10:0.1的体系,以溶胶-凝胶工艺,在溶胶中制备出原位生长的锐铁矿晶体。利用核磁共振仪、扩展X射线吸收精细结构分析、透射电镜对溶胶中的锐钛矿晶体进行深入分析,并考察了锐钛矿晶体的光催化活性。结果表明:前驱体Ti(OC_4H_9)_4完全水解成无机产物。液相中的锐钛矿晶体呈正方体形状,边长约150～200nm。具有与锐钛矿型氧化钛(TiO_2)粉体标样相似的Ti原子K边边前三峰结构,但中心Ti原子与邻近氧原子的配位距离(0.192 1nm)比锐钛矿粉体标样(0.1946nm)的短,Ti原子的配位数(4.18)比锐钛矿粉体标样(6.0)的小。在紫外光照下,所得含有锐钛矿晶体的溶胶可催化降解有机染料罗丹明B(Rhodamine B),15min时对Rhodamine B的降解率达55%:30min时达96%。

锐钛矿TiO_2纳米晶体的微结构尺寸效应

对制备条件相同、晶粒度不同的锐钛矿TiO2 纳米晶体 (n A TiO2 )样品之晶粒微结构进行了细致的X射线衍射(XRD)研究 ,给出了标明晶面指数 (hkl)和晶面间距 (dhkl)值的系列XRD谱 ,并得到了晶面间距、晶格常数、轴比、晶胞体积等参数数值及其相对常规粗晶的变化情况 ,从而初步揭示出该样品晶粒微结构随粒度的变化情况。发现了锐钛矿TiO2

水量对锐钛矿溶胶制备、结构及光催化性能的影响

选择"钛酸丁酯-水-乙醇-盐酸"的溶胶-凝胶反应体系,考察反应物水的用量变化对反应过程、溶胶结构和光催化性能的影响,并获得了含有锐钛矿晶体、具有光催化性能的氧化钛溶胶。钛酸丁酯与水的摩尔比为1:2、1:4、1:8时,会逐渐形成凝胶,溶胶常温干燥后的粉体呈无定型结构,透射电镜中只能观察到细小的成膜粒子,溶胶不能使罗丹明B溶液分解褪色。钛酸丁酯与水的摩尔比为1:40、1:100、1:200时,钛酸丁酯发生充分水解,有可能形成稳定的溶胶:溶胶常温干燥后的粉体呈锐钛矿晶型,且结晶强度随水的用量的增加而增强;透射电镜中可观察到松散的团聚体、初显正方形较为紧密的结晶体和致密规则的正方形锐钛矿晶体;各溶胶均可催化降解罗丹明B使其褪色。

具有介孔结构的纳米锐钛矿型C,Co-MTiO_2降解染料的研究

为了提高催化剂对太阳光的充分吸收和利用,采用模板技术合成了C,Co共掺杂的具有介孔结构的纳米锐钛矿型TiO2(C,Co-MTiO2)。采用N2-物理吸附和解吸附、X-射线衍射、高分辨电子显微镜、UV-Vis对材料进行表征。结果表明,该材料热稳定性好,比表面积高,是具有较大介孔孔径的锐钛矿型TiO2。在夏季太阳光照射下光催化降解亚甲基蓝、甲基紫、曙红Y和甲基橙4种有机染料,与商品化的P-25TiO2相比,C,Co-MTiO2有很好的催化活性。该催化剂的高效光催化活性可能与其锐钛矿晶体结构、高比表面积、纳米尺寸、介孔孔道、碳和钴的协同效应有关。

锐钛矿型二氧化钛纳米粉体的IR光谱与光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2光催化剂,研究了不同温度下焙烧TiO2粉体的XRD和FT-IR光谱。400℃焙烧后,相应有机物的红外吸收峰消失,随着焙烧温度的升高,粉体粒径变大,800-420cm-1之间的吸收峰逐渐锐化,700℃焙烧的FT-IR谱的423cm-1为金红石型TiO2的特征Ti-O键振动。500℃焙烧的锐钛矿型TiO2粉体对水杨酸具有较好的光催化活性。

光催化型TiO_2溶胶的制备和分析

以sol-gel工艺,采用钛酸丁酯-水-无水乙醇-盐酸体系材料,以过量水强迫前驱体充分水解,制备出具有光催化性能的氧化钛晶体溶胶。通过XRD、TEM和UV/vis测试得知,溶胶中含有原位自生长的、边长约150nm的正方形锐钛矿晶体,所以溶胶在常温下干燥后所得粉体,无需高温热处理即为锐钛矿晶型;溶胶中晶体的禁带宽度为3.58eV,具有较强的光催化性,所以溶胶(而非常见的粉体或者薄膜)在紫外光照下可使罗丹明B褪色。

磨加超细二氧化硅对建筑搪瓷结晶和化学性能的影响

建筑搪瓷是近几年发展非常迅速的一种搪瓷材料,由于建筑搪瓷尺寸比较大,它不仅要求比较高的物理化学性能,而且工艺性能也要求比较高。本论文主要研究通过磨加法将超细二氧化硅引入到建筑搪瓷釉,对搪瓷釉二氧化钛结晶性能和耐酸化学稳定性的影响。研究结果表明,磨加一定量超细二氧化硅到建筑搪瓷釉中,不仅不会改变搪瓷釉的结晶性能,主晶相仍为锐钛矿晶体,而且建筑搪瓷的耐酸化学稳定性也有一定提高。

含氧空位锐钛矿TiO_2光学性质的第一性原理研究

为了研究锐钛矿TiO2晶体中氧空位对光学性质的影响,利用基于局域密度泛函理论框架下的广义梯度近似平面波超软赝势方法,用第一性原理对含氧空位锐钛矿TiO2晶体进行了结构优化处理,计算了完整的和含氧空位锐钛矿TiO2晶体的电子态密度、复数折射率、介电函数及吸收光谱的偏振特性。二者比较发现,引入氧空位后,锐钛矿TiO2的电子结构发生了变化,电子总态密度的费米面进入了导带,引起了莫特相变;含氧空位的锐钛矿TiO2晶体的Ti 3d态大约在-6.097 eV处出现了新的劈裂峰值。两种模型的介电函数虚部、吸收光谱以及复折射率的实部,它们的峰值位置一一对应,说明它们之间存在着内在的联系,这些都与电子态密度分布直接相关。理论分析和计算发现二者的介电函数虚部和吸收光谱峰值位置移动是弛豫效应影响的结果,同时,峰值大小变化是电子跃迁的几率来决定的。晶体的各向异性是由晶体结构的对称性决定的。

反应溅射法制备TiO_2薄膜

报道了用反应溅射法制备TiO2 薄膜的实验研究 .详细研究了氧分压、基底温度和退火温度对成膜结构的影响 .制备出了具有金红石和锐钛矿晶体结构的TiO2 薄膜 .分析了金红石和锐钛矿晶体的形成条件 ,并对薄膜的表面形貌进行了测量 .