CNT/TiO_2复合电极吸附去除水中苯酚研究

采用涂覆法制备CNT/TiO2复合电极。通过扫描电镜、接触角测试仪、X射线光电子能谱、循环伏安测试对复合电极的表面形貌、润湿性、元素成分及电化学性能进行了表征。结果表明,加入TiO2后的复合电极比表面孔隙、亲水性、比电容均得以增加;进一步研究表明,复合电极对苯酚的吸附量较CNT电极提高了32%;并且,CNT/TiO2复合电极电吸附苯酚过程符合准2级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型。

NanoTiO_2-CNT复合膜电极在DMF溶液中对糠醛的异相电催化还原

通过在乙醇中电化学溶解Ti金属阳极合成前驱体Ti(OEt)4和溶胶-凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2-碳纳米管(nanoTiO2-CNT)复合膜,采用循环伏安和电解合成法研究了nanoTiO2-CNT复合膜电极在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的氧化还原行为以及对糠醛(furfural)还原的电催化活性.结果发现,nanoTiO2-CNT电极在阴极扫描时有两对氧化还原峰,可逆半波电位E1r/2分别为-1.27V和-2.44V(vsSCE,扫描速度100mV·s-1),分别对应于TiO2/Ti2O3氧化还原电对的可逆电极过程和TiO2/Ti(OH)3电对的准可逆电极过程;在DMF电解液中nanoTiO2-CNT复合膜中的Ti(IV)/Ti(III)氧化还原电对作为媒质间接电还原糠醛为糠醇,反应机理为电化学偶联随后化学催化反应(EC′)机理.

Ti基纳米TiO_2-CNT-Pt复合电极制备、表征及电化学性能

以电合成前驱体Ti(OEt)4直接水解法和电化学扫描电沉积法制备Ti基纳米TiO2-CNT-Pt(Ti/nanoTiO2-CNT-Pt)复合电极.透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)测试表明,锐钛矿型纳米TiO2粒子(粒径5～10nm)和碳纳米管(CNT)结合形成网状结构,Pt纳米粒子(平均粒径9nm)均匀地分散在纳米TiO2-CNT复合膜表面.循环伏安及计时电流测试表明,Ti/nanoTiO2-CNT-Pt复合电极具有高活性表面,对甲醇的电化学氧化具有高催化活性和稳定性,Pt载量为0.32mg/cm2时,常温常压下甲醇氧化峰电流达到480mA/cm2.

Pt/纳米TiO_2-CNT复合电极的制备及对甲醇的电催化氧化

通过电合成前驱体Ti(OEt) 4直接水解法和在恒电位- 0 .0 5V (vs .SCE)电沉积法制备Pt/nanoTiO2 -CNT电极.透射电镜(TEM )和X射线衍射(XRD)分析结果表明,锐钛矿型纳米TiO2 粒子(粒径5 - 1 0nm)和碳纳米管结合形成网状结构,Pt纳米粒子(粒径8- 1 5nm)均匀地分散在纳米TiO2 /碳纳米管复合膜表面.通过循环伏安和计时电流测试表明,Pt/nanoTiO2 -CNT电极具有高活性表面,同时对甲醇的电化学氧化具有高催化活性和稳定性,Pt载量为0 .2 4mg/cm2时,常温常压下甲醇的氧化峰电流达到2 60mA/cm2 .

等离子改性CNT/TiO_2电极吸附去除水中苯酚的研究

利用电感耦合空气等离子体对涂覆法制备的CNT/TiO2复合电极进行射频放电改性处理.复合电极的表面形貌、润湿性及元素成分分别通过扫描电镜(SEM)、接触角测试仪、x射线光电子能谱(XPS)进行了表征.结果表明,改性后有利于苯酚吸附,电极比表面孔隙、亲水性、TiO2及含氧官能团均得以增加;循环伏安测试(CV)表明改性后电极比电容提高54%;改性后复合电极对苯酚的吸附量较改性前提高了45%.且等离子改性CNT/TiO2电极对苯酚的去除量随电压、苯酚初始浓度的增加而增加,吸附过程符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型.

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 .

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 .

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。

CNT-TiO_2复合物的制备及其乳液催化苯甲醇选择氧化

以CNTs为基质,钛酸异丙酯为钛源,采用水热法制备CNT-TiO2复合物。采用扫描电子显微镜和X射线衍射等技术手段研究CNT-TiO2复合物的形貌和晶型结构特征,通过光学显微镜等技术手段研究TiO2、CNT-TiO2固体纳米颗粒形成的乳液体系的特征。以苯甲醇选择氧化制备苯甲醛为探针反应,研究浸渍法所制负载型钌基TiO2、CNT-TiO2乳液催化剂的催化反应性能,催化剂载体的乳化能力与其催化性能之间的规律性关系。结果发现:CNT-TiO2复合物的乳化能力强于TiO2颗粒,易形成乳液体积大及乳滴分布均匀的乳液体系;负载型Ru/CNT-TiO2催化剂的催化活性高于Ru/TiO2;催化剂载体的乳化能力与其催化活性密切相关,载体的乳化能力越强催化活性越高;CNT-TiO2复合物在苯甲醇选择氧化反应体系中起到了催化剂载体和固体乳化剂的双重作用。

TiO_2与ZnO复合纳米结构电极的光电化学研究

利用尿素加压共沉淀法以Ti(SO4)2与Zn(NO3)2为原料制备了TiO2-ZnO复合纳米粒子,其纳米结构电极的光电化学研究结果表明,反应物摩尔比为3∶1,于530℃煅烧制备的复合纳米结构电极的光电转换效率最高.对吸附染料RuL2(SCN)2∶2TBA的纳米结构TiO2和各种复合纳米粒子的纳米结构电极进行光电研究的结果表明,染料对各纳米结构电极都起到了敏化作用,其中也是由反应物摩尔比为3∶1,于530℃煅烧制备的纳米结构电极的光电转换效率最高.对聚3-甲基噻吩修饰的纳米结构TiO2和摩尔比为3∶1,于530℃煅烧的复合纳米粒子构成的纳米结构电极进行光电性能研究,结果表明,聚3-甲基噻吩与半导体纳米粒子之间存在p-n结,在一定条件下p-n结的存在有利于光生电子/空穴的分离,从而提高了光电转化效率.

纳米结构TiO_2/3-甲基噻吩和2-噻吩甲酸共聚物复合膜电极光电化学性能

用光电流作用谱、光电流-电势图等光电化学方法研究了ITO/3-甲基噻吩和2-噻吩甲酸共聚物(CTCMT)膜电极和ITO/TiO2/CTCMT复合膜电极的光电转换性质.结果表明,CTCMT膜为p型半导体,禁带宽度为2.36eV,价带位置为-5.52eV.在ITO/TiO2/CTCMT复合膜电极中存在p-n异质结,在一定条件下异质结的存在有利于光生电子-空穴对的分离.CTCMT膜修饰ITO/TiO2电极可使光电流增强,光电流起始波长红移至600nm以上,使宽禁带半导体电极的光电转换效率得到改善.

基于TiO_2/CNTs纳米复合物增敏作用电致化学发光法检测葡萄糖的研究

利用二氧化钛/碳纳米管（Ti O2/CNTs）纳米复合物对鲁米诺电致化学发光信号的增敏作用发展了一种检测葡萄糖的方法。通过溶胶-凝胶法合成Ti O2/CNTs纳米复合物,将其修饰在玻碳电极表面后,发现其能够很好地增强反应体系的电致化学发光强度,H2O2能与鲁米诺发生反应产生电致化学发光信号,结合葡萄糖在葡萄糖氧化酶作用下所产生的H2O2对发光体系具有良好的响应特性,可以实现葡萄糖的检测。本方法检测葡萄糖的线性范围为1.0×1007~5.0×1006mol/L,检出限为5.2×1008mol/L。本研究为葡萄糖的检测提供了一种灵敏、快速、简便、经济的方法。同时,Ti O2/CNTs纳米复合物修饰电极为电致化学发光信号增强提供了一种新材料。

Ti/nano-TiO_2-Pt复合电极催化甲醇氧化的研究

采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备纳米TiO2(Ti/nano-TiO2)膜电极,再用电沉积法在纳米TiO2膜上修饰Pt微粒,制成Ti/nano-TiO2-Pt复合电极。用循环伏安法研究了纯Pt丝电极和Ti/nano-TiO2-Pt电极对甲醇氧化的电催化活性以及稳定性。结果表明:对甲醇氧化,复合电极比Pt丝电极具有更高的催化活性,且对甲醇氧化中间产物CO的吸附量少,因而不易中毒;复合电极载铂量达到一定值时,电极具有最强的催化活性。

CNTs/TiO_2复合物的水热法合成及其光催化性能

利用水热法制备了高活性碳纳米管(CNTs)/Ti O2光催化剂,采用XRD,IR,SEM和UV等手段表征了其结构及表面组成,并以偶氮类染料EBPV为目标物评价了该催化剂在可见光下的光催化效果。结果表明:CNTs/Ti O2复合物为锐钛矿型,粒子为球状和类球状;与Ti O2相比,CNTs/Ti O2复合物吸收峰移至可见光区;在实验条件下其对目标物的可见光催化降解效率达95%以上。实验表明,在水溶液中EBPV的光催化降解过程服从准一级动力学方程。9次循环利用后,CNTs/Ti O2复合物的光催化活性降低了5%。

NiO/TiO_2纳米复合电极的制备及电化学性能研究

金属氧化物理论上具有较高的比电容,是赝电容超级电容器的主要电极材料,不同的沉积方法将直接影响到其电化学性能。首先采用阳极氧化法制备高度有序的TiO_2纳米管阵列作为基底,分别采用化学沉积法和电化学沉积法(差分脉冲伏安法)沉积NiO,测试并比较所沉积NiO的电化学性能。电子扫描显微镜表征发现化学沉积的NiO颗粒较大未能均匀沉积,电化学沉积法沉积形成的NiO颗粒较小且均匀附着在纳米管中。恒流充放电结果显示电化学沉积法制备的复合电极获得了60mF/cm^2的比电容,可以用作电化学超级电容器的电极材料。

高电催化活性染敏电池对电极CNT/TiO2-xNx材料的制备

以钛酸异丙酯为钛源,CNTs为载体,结合水热和高温NH_3处理技术成功制备了CNT/TiO_(2-x)N_x复合物,并研究了其作为染料敏化太阳能电池(DSSC)对电极材料的电催化性能。采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱和循环伏安等表征手段对CNT/TiO_(2-x)N_x复合物的形貌、结构和电化学性能进行表征。结果表明:直径30~50 nm的CNTs和直径为3~8 nm的TiO_(2-x)N_x纳米线相互交联形成了三维的网状结构,这一结构有利于增大复合物与电解液的接触面积。复合物融合了N掺杂Ti O2的高电催化活性和CNTs的高导电性的优势使得复合物的光电效率高达7.16%,与贵金属催化剂Pt相当,有望成为DSSC对电极材料理想替代材料之一。

用于复合型薄膜电极的TiO_2-ZnO复合溶胶的研究

为了制备TiO2-ZnO复合型薄膜电极,本研究采用了不同Ti/Zn摩尔比,探讨TiO2与ZnO溶胶混合方法对TiO2-ZnO复合型薄膜结构与性能的影响。溶胶制备方法为溶胶-凝胶法(sol-gel),两种复合溶胶的Ti/Zn摩尔比为3∶1及1∶1。对两种混合溶胶分别进行了差热-热重分析(TG-DTA)及XRD分析。测试结果表明:Ti/Zn(摩尔比)=3∶1复合溶胶的差热-热重曲线在370℃和415℃两个温度点出现较为明显的放热峰。对应XRD分析中也显示热处理后的溶胶中出现了锐钛矿和偏钛酸锌这两种晶相,Ti/Zn(摩尔比)=1∶1复合溶胶的差热-热重曲线仅在450℃出现一个明显放热峰,其对应XRD分析显示,在各个热处理温度下,该复合溶胶仅含有唯一晶相偏钛酸锌。两种混合溶胶测试分析表明,以直接混合TiO2及ZnO溶胶的方式,薄膜中将会出现偏钛酸锌,偏钛酸锌具有高介电常数,即具有较低的绝缘性能和较高的导电性能,用于半导体薄膜中可能会有益于光电性能的提高。本文还采用Ti/Zn(摩尔比)=3∶1混合溶胶在未腐蚀和已腐蚀玻璃载体上进行了镀膜实验,对热处理后的样品进行了表面及断面的SEM研究,发现采用分步热处理方式,可以得到较为理想的薄膜,基体腐蚀与否对薄膜和基体的结合性甚微。

离子液体中CNT/nanoTiO_2-Pt膜电极电催化氧化葡萄糖

循环伏安法研究葡萄糖在离子液体[EMI]BF4中于碳纳米管/纳米TiO2膜载Pt(CNT/nanoTiO2-Pt)复合膜电极上的电催化氧化.结果表明,CNT/nanoTiO2-Pt电极对葡萄糖氧化具有高催化活性,氧化电位为-0.46V;在组成为离子液体与水的体积比为3∶1的电解液中,葡萄糖的氧化效果最好.电极反应过程受浓差极化控制.

TiO_2/CdSe纳晶复合薄膜电极的制备及表征

研究了CdSe敏化TiO2纳晶多孔薄膜电极的制备及其表征,采用化学沉积法在TiO2纳晶薄膜电极表面制备了窄带隙纳米微粒CdSe,对丝网印刷制备的TiO2纳晶薄膜电极进行敏化处理,制备了TiO2/CdSe纳晶复合薄膜电极;同时利用XRD、SEM、TEM、XPS对TiO2/CdSe复合薄膜电极的晶型、粒径、元素组成和表面结合态进行了表征分析。

复合对电极CdS量子点敏化TiO_2纳米管太阳能电池

采用水热法和磁控溅射法相结合,在FTO导电玻璃上分别制备金属Pt和Cu1.8S/CuS薄膜,构成复合对电极,并将其成功应用到CdS量子点敏化TiO_2纳米管太阳电池中.这种复合对电极能够与多硫电解质相匹配,有效地提高量子点敏化太阳能电池的光电转化效率.利用X线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜电极(SEM)和透射电镜(TEM)对复合对电极和TiO_2纳米管光阳极的结构与形貌进行表征,通过AM1.5模拟太阳光测试系统对其光电性能进行表征.结果表明:复合对电相较与传统的Pt对电极和Cu1.8S/CuS单一对电极而言具有明显优势,提高了CdS量子点敏化太阳能电池的短路电流密度(9.27 m A/cm^2)、开路电压(0.577 V)和填充因子(49.4%),最终获得2.64%的光电转化效率.