Ge掺杂二氧化钛复合薄膜制备及光吸收性能研究

采用磁控溅射和溶胶-凝胶两种方法在石英基体上制备了纯TiO2薄膜,并通过离子注入及溶胶掺杂方法分别对TiO2薄膜进行Ge掺杂改性。利用XRD、XPS及UV-Vis对两种TiO2复合薄膜的晶相结构、原子化学态以及光吸收性能进行了表征。结果表明,磁控溅射法制得TiO2薄膜为锐钛矿相,Ge离子注入引起复合薄膜的锐钛矿相消失,且该相600℃退火后并未得到恢复;经过退火后Ge在磁控溅射TiO2薄膜中以Ge单质存在。溶胶-凝胶法Ge掺杂复合薄膜中存在锐钛矿相TiO2和Ge晶相,Ge在薄膜表面以Ge和GeO2形式存在。两种掺杂方法制得的复合薄膜紫外-可见光吸收边均发生了红移。

CaO-P_2O_5-SiO_2系统溶胶—凝胶生物活性多孔材料的降解特性及生物活性研究

通过溶胶—凝胶法合成制备了CaO-P2O5-SiO2系统溶胶—凝胶生物活性玻璃,并通过一定的烧结工艺将其制备成用作骨组织工程支架的多孔材料。采用生物材料的体外实验方法(invitro)及DTA、XRD、SEM及FTIR等材料显微结构及性能研究手段分析研究了烧结温度对多孔材料的显微结构、生物活性和可降解性能的影响。

Li^+离子嵌入V_2O_5干凝胶薄膜的XPS研究

V2 O5薄膜是最具有实用价值的全固态“灵巧窗”器件中候选锂离子储存材料之一。本研究采用熔融淬冷法成功制备了V2 O5溶胶 ,利用提拉法在ITO玻璃片上制备了表面均匀和无裂纹的V2 O5干凝胶薄膜 ,并采用电化学方法将Li+ 离子嵌入到V2 O5干凝胶薄膜中。本文着重采用X射线光电子能谱 (XPS)分析了Li+ 离子嵌入V2 O5干凝胶薄膜前后的化学组成及钒、氧。

溶胶-凝胶法制备纳米双相磷酸钙生物陶瓷粉体的研究

制备纳米级双相磷酸钙（BCP）生物陶瓷粉体。采用溶胶－凝胶法，以（CH3 O）3 P 和 Ca（NO3）2＆#183;4H2 O为主要原料，通过钙 XRD、SEM、TEM等检测方法，探索煅烧温度及原料初始 Ca ／P 比对产物组成以及粉体粒径的影响。煅烧温度对产物钙磷比、颗粒尺寸均有一定影响，调节反应物初始 Ca ／P 可控制产物两相组成比例，进而调节产物生物活性、降解速度等特性。通过溶胶－凝胶法制备了粒径为50～100纳米、粒径和组成可控的双相磷酸钙粉体。

三种方法制备金属掺杂二氧化钛光催化薄膜

分别采用离子注入法、电子束辐照法和溶胶混合法制备了掺杂银和钒的二氧化钛光催化薄膜。以甲基橙光催化降解为参照物，比较了上述三种方法的效果。

钛植入体表面钽功能涂层制备及性能表征

背景:钛合金因其良好的生物相容性被广泛应用于临床骨科,但其作为生物惰性材料缺乏骨诱导活性,易导致植入假体松动,因此有必要对钛植入体表面进行改性来增强其成骨活性。目的:利用溶胶凝胶法在钛表面制备钽功能涂层,并对涂层的理化性质及成骨性能进行表征。方法:利用溶胶凝胶法在医用钛片表面制备钽功能涂层,采用扫描电镜及能谱分析对涂层的表面形貌及元素组成进行表征,通过接触角测试评估钛片、钽片、钽涂层的表面亲水性。将兔骨髓间充质干细胞分别接种于钛片、钽片、钽涂层上,利用扫描电镜观察材料表面细胞黏附形态,荧光染色观察材料表面细胞黏附及存活,CCK-8法检测细胞增殖活性,碱性磷酸酯酶显色及茜素红S染色评估材料表面细胞的成骨分化能力。结果与结论:(1)扫描电镜显示,涂层表面均匀分布着大小一致的纳米级颗粒,且表面涂层均一,未见裂纹产生;元素分析结果显示,钽涂层表面的元素主要为Ta、O、Ti元素;钽涂层表面的亲水性优于钛片、钽片;(2)接种12 h后的扫描电镜显示,细胞在钛片和钽片表面的黏附形态相似,呈长梭形,向周边伸出少量丝状伪足;细胞在钽涂层表面呈铺展态黏附生长,向远处伸出大量丝状伪足并与相邻细胞连接;(3)接种72 h后的荧光染色显示,细胞在钽涂层表面几乎均呈铺展态黏附生长,黏附细胞的数量多于钛片、钽片,并且钽涂层表面的活细胞数量多于钛片、钽片(P <0.05);(4)CCK-8法检测结果显示,钽涂层表面的细胞增殖速率快于钛片、钽片(P <0.05);(5)钽涂层表面细胞的碱性磷酸酶含量和钙结节形成数量均多于钛片、钽片;(6)结果表明,钽涂层修饰后的钛表面更利于骨髓间充质干细胞的黏附及成骨分化。

羟基磷灰石的光学方法研究

研究了一种在医用金属表面涂覆以羟基磷灰石为主要成份的生物活性材料的新技术：溶胶一凝胶烧结涂层法工艺。制备出了新型生物活性材料涂层人工齿根。利用Ｘ光衍射、扫描电镜、能谱分析等手段研究了涂层的物相组成，并测量了涂层的厚度及气孔率。

Fe离子注入二氧化钛复合薄膜制备及光吸收性能研究

采用溶胶凝胶法在石英基体上制备了纯TiO2薄膜,并通过离子注入方法对TiO2薄膜进行Fe掺杂改性以促进TiO2薄膜光吸收边红移,提高其光吸收性能。利用XRD、XPS及UV-vis对不同注入剂量的Fe掺杂TiO2复合薄膜的晶相结构、原子化学态以及光吸收性能进行了表征。XRD测试结果表明,溶胶凝胶法制得的TiO2薄膜为锐钛矿相,经Fe离子注入后,复合TiO2薄膜经退火后锐钛矿相消失,金红石相出现,因为Fe3+离子进入晶胞代替Ti4+,在TiO2基体形成铁的固溶体,结果氧空缺形成促进了TiO2从锐钛矿向金红石的转变;XPS测试结果表明,经过退火Fe在复合TiO2薄膜中以Fe和Fe3O4形式存在,说明Fe离子进入TiO2晶格取代Ti,但Fe及其氧化物晶体峰未在XRD上观测到,说明两者结晶程度不高,以非晶形态存在;通过对溶胶凝胶法制备的TiO2薄膜注入不同剂量Fe的复合薄膜的紫外-可见吸收光谱分析可知,由于复合薄膜中Fe3O4的存在,使复合薄膜紫外-可见光吸收边发生了红移,并随注入剂量增加红移增大,根据红移效果确定Fe的适宜注入剂量为1×1017 cm-2。