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 .

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.

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。

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.

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.

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。

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。

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。

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 .

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.

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。

Au-TiO_2纳米复合膜电极的光电化学性能及其表面形貌

应用绿色激光研究了Au TiO2 纳米复合膜电极的光电化学行为 ,发现Au TiO2 复合膜电极在Na2 SO4 溶液中对 5 32nm的可见光表现出良好的阳极光电流响应 ,光电流随电极电位的增加而增大。可见光激发下产生光电流的主要原因在于金粒子的表面等离子体共振吸收。SEM的观测实验表明电极表面存在纳米孔洞 ,这些纳米孔洞是金基底在煅烧过程中产生的。

TiO_2/CdSe纳晶复合薄膜电极的光电性能研究

研究了TiO2/CdSe纳晶复合薄膜电极的瞬态光电流、光电流作用谱、光吸收特性,结果表明TiO2/CdSe纳晶复合薄膜电极阻止了CdSe上光生电子和空穴的复合,从而提高了阳极光电流的响应,获得了较高增幅的稳态光电流。

ZnO/TiO_2复合涂层电极的制备及其光电性能

以氧化铟锡导电玻璃为基材,采用电泳沉积法制备负载型ZnO/TiO2复合涂层,经450℃后续烧结处理后,采用XRD、SEM、EDX和UV-Vis DRS对ZnO/TiO2复合涂层进行表征;在pH=7.00的磷酸盐缓冲溶液中,分别测试ZnO/TiO2复合涂层电极在紫外灯和100 W白炽灯辐照下的电化学阻抗谱、Tafel极化曲线和循环伏安等电化学性质。结果表明：ZnO以200-300 nm晶粒分散于复合涂层中,质量百分比为0.74%;ZnO/TiO2复合涂层在可见光区有一定的吸收;在可见光辐照下ZnO/TiO2复合涂层电极具有较好的光电活性,并对水的分解具有较强的光电催化活性。

TiO2/C复合电极的电容性能

将活性炭与二氧化钛TiO_2纳米纤维混合组成复合电极材料,研究复合方式和比例对复合电极材料及其电容性能的影响.结果表明,随着活性炭比例的增加,TiO_2/C电容器的等效串联电阻迅速降低,比容量和能量密度相应提高.当活性炭与二氧化钛TiO_2比例为2∶1时性能最优,比容量为24.2 F/g,能量密度为3.32 Wh/kg.

加入增韧材料提高TiO2复合纳米电极的力学和电化学性能

为了改善传统钛复合薄膜电极力学性能较差的问题,制备了力学性能优异并且具有高比容量的多孔钛连续复合增韧薄膜并将其作为锂电池的负极材料。通过非溶剂置相分离法与高温烧结相结合的方法制备出力学性能优异、空间利用率高的多孔钛复合增韧平板膜然后选择了最佳阳极氧化条件对其进行表面修饰,生长TiO2纳米管,最后经过退火处理得到多孔钛连续复合增韧薄膜电极。实验以3μm粒径钛粉和钛丝直径100μm、厚度100μm的钛网为原料,N-甲基-2-吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈为添加剂制备多孔钛复合增韧平板膜生坯,将生坯在氩气保护下经1000℃烧结,得到孔径为2~8μm的多孔钛复合增韧平板膜。采用阳极氧化法在多孔钛复合增韧平板膜和钛网上直接生长TiO2纳米管,制得多孔钛连续复合增韧薄膜电极。该复合薄膜电极作为锂电池的负极材料具有良好的电化学性能,其在100μA/cm^2电流密度下,比容量可以稳定在1250μAh/cm^2左右,即使电流密度增加到500μA/cm^2,比容量仍能保持在950μAh/cm^2。这种经过增韧处理的钛复合增韧薄膜电极的力学性能相比单一的TiO2薄膜电极得到巨大提升,进一步提高了电极在反应过程中的结构稳定性,同时新的三维多孔骨架结构与无增韧材料钛网的多孔钛薄膜电极相比容量提高20%~30%。本工作通过以同材料作为增韧材料制备复合薄膜增韧电极的方法,不仅改善了TiO2薄膜电极力学性能差的问题,还进一步提高了其比容量和循环稳定性,为TiO2复合材料作为锂电池负电极材料提供了新思路。

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.