CdS纳米颗粒修饰黑色Ti^(3+)/TiO_(2)纳米管用于高效光催化制氢研究

使用高效分级的半导体光催化剂进行光催化分解水产氢是解决目前面临的能源和环境危机的一个很有前景的策略。在这项工作中,通过阳极氧化法和NaBH 4氢化还原TiO_(2)纳米管阵列以及溶热法设计并制备立方稳态闪锌矿CdS NPs修饰于黑色Ti^(3+)/TiO_(2)纳米管的三元复合光催化剂。从扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)的分析结果中可以确认CdS NPs在Ti^(3+)/TiO_(2)纳米管中的负载情况。样品BTC-1∶1表现出较高的催化性能(氢气生成率为2.77mmol/(g·h),明显高于B-TiO_(2)和CdS,分别约13倍和3.6倍)。构建异质结可以拓宽可见光的响应范围,也可以分离电子-空穴对,同时保留较高的电子-空穴氧化还原电位用于光催化反应。该研究为制备高效光解水产氢材料提供了合理的设计。

Ti^(3+)-TiO_(2)@NGQDs纳米复合光催化剂的制备及其可见光降解双酚A的研究

通过两步水热法合成了Ti^(3+)自掺杂TiO_(2)负载氮掺杂石墨烯量子点(Ti^(3+)-TiO_(2)@NGQDs)纳米复合光催化剂,并通过X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱对其进行了详细表征,且研究了其可见光降解双酚A溶液的性能。结果表明,在可见光照射30 min时,Ti^(3+)-TiO_(2)@NGQDs复合光催化剂对双酚A的降解率高达91.9%,其降解双酚A的表观速率常数(k)分别是纯TiO_(2)和Ti^(3+)-TiO_(2)的约33.6倍和6.4倍,这归因于其具有更强的可见光吸收和更快的光诱导电荷传输和分离的协同作用。捕获实验结果表明h+和·OH是Ti^(3+)-TiO_(2)@NGQDs纳米复合光催化剂降解双酚A的过程中的主要活性物质。此外,重复使用性测试结果表明Ti^(3+)-TiO_(2)@NGQDs纳米复合光催化剂具有非常高的稳定性。

2 cm以上的C-TI-RADS 3类甲状腺结节的临床特点分析

目的统计2 cm以上的中国版甲状腺影像报告及数据系统(C-TI-RADS)3类甲状腺结节的临床特点,并探究其与性别、结节成分、对侧是否有癌、是否弥漫性回声改变、甲状腺过氧化物酶抗体(thyroid peroxidase antibody,TPOAB)、甲状腺球蛋白抗体(anti-thyroglobulin antibodies,TGAB)等的相关性。方法回顾性分析2022年9月-2023年3月我科收治的甲状腺超声C-TI-RADS 3类且最大直径≥2 cm的94例甲状腺结节患者(均接受细胞病理和/或组织病理检查)的临床病理学信息。统计TBSⅠ类、良性、低风险肿瘤、恶性的比例,并比较性别、结节成分、对侧是否有癌、是否弥漫性回声改变、TPOAB、TGAB等临床特点在良性、低风险肿瘤、恶性三组中的比例有无统计学差异。结果排除7例TBSⅠ类患者,87例结节病理明确患者中,良性72例(细胞学38例、组织学34例)、低风险肿瘤5例(细胞学2例、组织学3例)、恶性10例(PTC 8例、FTC 1例、MTC 1例)。不同病理类型之间,结节成分(囊实性/实性)组间差异具有显著性,差异有统计学意义(χ^(2)=10.369,P=0.006);性别、是否弥漫性回声改变、对侧是否有癌、TPOAB、TGAB组间差异无统计学意义(P均>0.05)。进一步分析结节成分与病理类型的关系,结果表明,低风险肿瘤相对于良性结节实性比例更高,差异有统计学意义(χ^(2)=9.571,P=0.002);而恶性结节相对于低风险肿瘤(χ^(2)=2.143,P=0.143),恶性结节相对于良性结节(χ^(2)=2.165,P=0.141)囊实性比例差异均无统计学意义。结论虽然各种版本的甲状腺影像报告与数据系统均将TI-RADS 3级结节认定为良性可能,但恶性结节在C-TI-RADS 3类甲状腺结节中仍占一定比例,需要重视诸如囊实性结节、甲状腺滤泡性肿瘤、甲状腺髓样癌等超声征象不典型的甲状腺结节。在评估结节良恶性时,超声引导下细针穿刺细胞病理学检查是必要的,需要重视标本不满意或无法诊断的情况,提高诊断的准确性。

时效处理对Cu-Y_(2)O_(3)-Ti复合材料组织及性能的影响

以Cu、Y、Ti和CuO粉末为原料,采用机械合金化(MA)和热还原的方法制备了Cu-Y_(2)O_(3)-Ti复合粉末。然后经放电等离子烧结(SPS)技术制备了Cu-Y_(2)O_(3)-Ti复合材料,并对材料进行了900℃固溶1 h和不同温度时效2 h的处理。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、拉伸试验和导电率测量仪等研究了不同温度时效处理对Cu-Y_(2)O_(3)-Ti复合材料组织及性能的影响。结果表明:随着时效温度的升高,Cu-Y_(2)O_(3)-Ti复合材料的晶粒和第二相尺寸增大,导电率降低,最大应变和抗拉强度先增大后减小。Cu-Y_(2)O_(3)-Ti复合材料经900℃固溶1 h+400℃时效2 h后,综合性能最优,其具有良好塑性的同时,抗拉强度和导电率分别达到326.4 MPa和73.0%IACS。

水下搅拌摩擦加工Ti-15-3合金的组织及超塑性变形

采用水下搅拌摩擦加工技术制备细晶Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn(Ti-15-3)合金。通过电子背散射衍射对搅拌区(stirring zone,SZ)晶粒细化机制进行分析。用电子万能试验机对SZ试样进行超塑性拉伸。结果表明:SZ高角度晶界比例为74.5%,平均晶粒尺寸为1.8μm,主要的晶粒细化机制为连续动态再结晶;在变形温度为675℃,应变率为3×10^(-4)s^(-1)时,SZ试样的伸长率达到了465%,为超塑性,主要变形机制为晶界滑移,同时伴随连续动态再结晶和β→α相变。

MOFs衍生的二氧化钛促进Ti-Fe_(2)O_(3)光阳极高效光电化学水氧化的多重效应

光电化学(PEC)分解水是一种清洁可持续的获取氢燃料的方法,其中产氧半反应(OER)是制约整个水分解过程效率的关键步骤.因此,光阳极的性能是决定太阳能到氢能转化效率的关键因素.在各种水氧化光阳极材料中,赤铁矿(α-Fe_(2)O_(3))因具有良好的化学稳定性、合适的带隙(~2.1 eV)、无毒、储量丰富等优点而成为最有前途的光阳极材料之一.然而,α-Fe_(2)O_(3)丰富的受体表面态和缓慢的水氧化动力学导致光生电荷复合严重,限制了其在光电化学中的实际应用.因此,有必要对α-Fe_(2)O_(3)进行表面工程设计以提高水氧化效率.本文提出了一种新方法,以金属有机框架(Ti-MOFs)为模板,在Ti-Fe_(2)O_(3)表面煅烧合成TiO_(2)层,然后将富活性位点的ZIF-67加载在TiO_(2)/Ti-Fe_(2)O_(3)上作为助催化剂,制备出具有较好光电化学性能的ZIF-67/TiO_(2)/Ti-Fe_(2)O_(3)复合光阳极.X射线衍射、高分辨透射电镜、X射线光电子能谱和拉曼光谱等表征结果证实成功合成了ZIF-67/TiO_(2)/Ti-Fe_(2)O_(3).同时,氮气等温吸附脱附曲线和表面接触角测试结果表明,MOFs衍生的TiO_(2)为介孔材料.采用表面光伏技术、光致发光光谱、飞秒-瞬态吸收光谱和电化学阻抗谱分析,研究了光生电荷的分离和复合行为.结果表明,MOFs衍生的TiO_(2)不仅可以作为钝化层有效抑制了表面复合,还作为Ti-Fe_(2)O_(3)的电子阻挡层,显著减少了电子向表面的流失,从而大大提高了Ti-Fe_(2)O_(3)表面和体相的电荷分离效率.进一步的累积电荷量测试、电化学阻抗谱和Bode图分析显示,负载MOFs衍生TiO_(2)后,可以明显促进光生空穴向电解质的注入,其多孔结构也可以增加反应接触面积,这有利于光生电荷在固液界面传输.此外,理论计算结果表明,Ti-Fe_(2)O_(3)水氧化速控步骤的能垒(ΔG=3.38 eV)明显高于TiO_(2)(ΔG=1.67 eV),说明OER更容易在TiO_(2)/Ti-Fe_(2)O_(3)表面发生,这与其光电流密度结果一致.为进一步提高反应活性和加快水氧化动力学,负载助催化剂ZIF-67后,ZIF-67/TiO_(2)/Ti-Fe_(2)O_(3)复合光阳极实现了较好的光电化学性能,其在1.23 V vs.RHE时光电流密度高达4.04 mA cm^(‒2),是Ti-Fe_(2)O_(3)的9.3倍,并且复合光阳极的入射光子电流转换效率和空穴注入效率分别达到93%(390 nm)和91%.综上所述,本研究通过MOFs衍生的TiO_(2)和ZIF-67助催化剂改性α-Fe_(2)O_(3)光阳极,显著提升了其光电化学水氧化性能.其中,MOFs衍生TiO_(2)不仅优化了电荷分离,还促进了光生空穴的注入,从而显著提高其光电化学水氧化性能.本研究为构筑高性能的有机-无机杂化光阳极提供了新思路.

弹头形状对TC4-Al_(3)Ti叠层复合板侵彻性能影响的数值分析

TC4-Al_(3)Ti叠层复合材料由于其低密度、高强度的特点被广泛应用于装甲防护材料。为深入研究TC4-Al_(3)Ti叠层复合板的抗侵彻性能,结合弹道冲击试验和有限元数值模拟技术,采用一级轻气炮试验台对TC4-Al_(3)Ti叠层复合板进行弹道冲击试验,并利用LS-DYNA软件建立了接近弹道冲击试验工况的有限元模型,通过对比分析模拟仿真及试验获得的弹体剩余速度和靶板破坏形态,验证了该有限元模型的有效性。在此基础上,重点开展了弹头形状对靶板抗侵彻性能的影响研究。结果表明:在所研究速度范围内,TC4-Al_(3)Ti叠层复合板抗平头弹的侵彻能力最强,其次是半球形头弹,而对球形弹的抵抗能力最弱。

WO_(3)/TiO_(2)纳米晶的火焰合成及其电致变色性能研究

通过自行设计的火焰喷雾燃烧系统合成纯WO_(3)和Ti掺杂的WO_(3)/TiO_(2)纳米晶,采用旋涂法进行薄膜制备,并通过多种表征手段研究Ti掺杂量和退火温度对薄膜电致变色的影响。研究表明,Ti掺杂为薄膜提供更多的活性位点,增大离子迁移速率和电导率,WTi-6薄膜在633 nm处的最大光学调制为67.11%,着色效率也为纯WO_(3)薄膜的1.7倍。同时,400℃的退火处理增强了WTi-6薄膜和导电基材的附着力,薄膜的电化学性能得到提升,Li+在薄膜上嵌入/脱出的可逆性增强。相应地,退火后WTi-6薄膜获得较高光学调制范围(76.05%),响应速度加快,在着色时间和褪色时间也分别由未退火的5.7、10.4 s缩短为5.5和8.2 s,着色效率提高至82.20 cm^(2)/C。因此,通过火焰喷雾燃烧进行Ti掺杂改性和退火工艺精进,提高了WO_(3)薄膜电致变色性能,拓展了WO_(3)纳米晶的制备工艺,具有良好的应用前景。

金属间化合物Al_(3)Ti多晶型性质的DFT理论研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理研究方法,考察了在DO_(22)、DO_(23)、DO_(19)和L1_(2)四种晶体结构下,Al_(3)Ti金属间化合物的热力学稳定性和力学性能。计算结果表明,四种结构的Al_(3)Ti生成焓均为负值,表明四者在热力学上均可以稳定存在。其中,DO_(23)-Al_(3)Ti的生成焓最负,热力学稳定性最高,其后依次是DO_(22)、L1_(2)、DO_(19)三种结构。力学性能计算表明,DO_(23)结构具有最高的杨氏模量E和体模量B。根据体模量B和剪切模量G的比值B/G,可知四种结构的Al_(3)Ti均呈脆性。各向异性指数A^(U)的排序为DO_(22)>DO_(23)>L1_(2)>DO_(19)。

Ti-Si-Fe合金添加量对Si_(3)N_(4)结合SiC材料结构与性能的影响

为促进Si_(3)N_(4)结合SiC耐火材料的致密化,降低Si粉氮化温度,以SiC颗粒和细粉、Si粉为主要原料,利用从高钛型高炉渣提取的Ti-Si-Fe合金部分取代Si粉,在埋碳气氛下于1350℃反应烧结5 h,制备了Si_(3)N_(4)结合SiC耐火材料。研究了Ti-Si-Fe合金添加量(加入质量分数分别为0、1.8%、3.6%、5.4%、7.2%)对Si粉的氮化行为、材料力学性能和显微结构的影响,并探讨了氮化反应烧结机制。结果表明:1)随着Ti-Si-Fe合金添加量的增加,材料的常温力学性能和高温抗折强度明显改善,荷重软化温度均超过1700℃,Ti-Si-Fe合金添加量超过3.6%(w)后材料性能的增幅变缓;2)Ti-Si-Fe合金促进了Si粉在较低温度下的完全氮化和材料的反应烧结,Ti-Si-Fe合金中各物相及Si粉氮化反应的体积增加能够充填气孔,氮化产物改善骨料与基质、基质内部的结合状态,从而提高材料的致密化程度,改善力学性能;3)引入Ti-Si-Fe合金后,反应体系中形成了富含Ti、Si、N、Fe成分的液相,氮化物的形成除传统的VS、VLS机制外,溶解-沉淀机制在短柱状β-Si_(3)N_(4)、粒状TiN的形成中起到主导作用,交错连结的α-Si_(3)N_(4)晶须、短柱状β-Si_(3)N_(4)、粒状TiN对材料的力学性能起到增强作用。

氧八面体扭转及其对CaCu_(3)Ti_(4)O_(12)介电性能影响的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理超软赝势平面波方法,通过调整氧原子的位置使TiO_(6)八面体扭转,对比了氧八面体扭转前后CaCu_(3)Ti_(4)O_(12)(CCTO)的成键状况、能带结构、原子态密度及光频介电函数等性能参数的变化,发现Ti-O-Ti键扭转方向的变化对各原子的电荷、键长和布居几乎没有影响,但扭转角度的改变发挥了关键性作用。随着Ti-O-Ti键夹角的增大,Cu的电荷量增加,Cu—O键键长增大,布居数减小,同时介电常数显著增大,表明Cu—O键刚性约束被打破后有助于CCTO光频介电常数的增加。研究揭示了TiO_(6)八面体的扭转对CCTO宏观介电性能的影响,为基于微结构调控优化CCTO的介电性能提供了新思路。

Ti^(3+)自掺杂的TiO_2(A)/TiO_2(R)/In_2O_3纳米异质结的制备与可见光催化性能

以TiCl_3和InCl_3为Ti源和In源,在不使用还原剂的条件下,首先通过液相沉淀反应制备前驱体沉淀,然后采用后续水热处理制备Ti^(3+)自掺杂的TiO_2(A)/TiO_2(R)/In_2O_3纳米异质结,考察了水热处理温度对材料结构和性能的影响。利用X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外-可见漫反射光谱对样品进行表征。分别以罗丹明B和苯酚溶液为模拟废水评价了样品的可见光催化降解性能。结果表明,与纯的TiO_2、In2O_3以及Ti^(3+)自掺杂的TiO_2相比,Ti^(3+)自掺杂的TiO_2(A)/TiO_2(R)/In_2O_3纳米异质结在可见光区有明显的吸收,并具有良好的可见光催化降解性能,200℃下水热处理24h所得样品光催化降解罗丹明B的反应速率常数(0.0444min-1)分别是纯TiO_2和In_2O_3的17.76倍和8.71倍。瞬态光电流时间响应结果表明样品的光催化性能主要来源于TiO_2(A)/TiO_2(R)/In_2O_3纳米异质结导致的提高的光生电子和空穴分离效率。

新型白光LED荧光粉Y_2O_3:Ti^(3+)的光谱性能

采用共沉淀法,在不同的烧结气氛下制备了Y_2O_3:Ti^(3+)粉体,测量了它们的激发、发射光谱以及XRD光谱,观测了形貌。在紫外光激发下,微晶Y_2O_3:Ti^(3+)在439 nm附近有较强的发射带,而纳米Y_2O_3:Ti^(3+)在400～500 nm范围内出现了强的发射带。随纳米粉体的晶粒尺寸减小,它的发光明显增强,覆盖了整个可见光区。结果表明Y_2O_2:Ti^(3+)纳米粉体有望成为新一代白光LED或汞灯的光转换荧光粉。

纳米粉体Y_2O_3:Ti^(3+),Eu^(3+)的光谱性能

采用共沉淀法在氮氢气氛中制备出Y_2O_3:Ti^(3+),Eu^(3+)纳米粉体,测量了它的XRD、激发与发射光谱,观测了形貌。通过与Y_2O_3:Ti^(3+)纳米粉体的光谱比较分析,发现Y_2O_3中的Ti^(3+)至Eu^(3+)存在能量传递,以致紫外至蓝光区域的光,均能使Eu^(3+)经~5D_0→~7F_2等跃迁通道发射出610 nm左右的荧光,于是增强了粉体在红橙光区发光的比重,因此可以调节粉体的发光性能。Y_2O_3:Ti^(3+),Eu^(3+)纳米粉体的吸收带从紫外延伸到蓝光区,强荧光带覆盖了整个可见光区,这预示它有望成为新一代白光LED或汞灯的光转换荧光粉。

Al_2O_3∶Ti^(3+)生长技术及其特性评述

本文介绍了 Al_2O_3∶Ti^(3+)晶体的多种生长方法,晶体缺陷,晶体化学,吸收和荧光光谱,以及表征晶体质量的两个参数:FOM 值和非指数衰减时间。

Ti^(3+)在Sol-gel多孔磷光SiO_2干凝胶中的发光

采用常规的Sol gel工艺合成了Ti3+ 掺杂的多孔磷光SiO2 干凝胶 ,Ti3+ 离子作为间隙离子存在于SiO2 网络中 ,展示了一种新颖的发光现象 ,改变了Sol gelSiO2 干凝胶的发射光谱。这种掺杂SiO2 干凝胶的激发和发射光谱均由 2个带组成 ,短波长的发光峰在 44 0nm(λex=3 80nm) ,其相对荧光强度约是纯SiO2 干凝胶的 5倍 ;长波长的发光峰在 60 0nm(λex=5 5 0nm) ,其相对荧光强度约是Ti3+ 掺杂ZnS纳米晶的 2 0倍。由此可以得出 :过渡金属离子掺杂的多孔磷光SiO2

共沉淀法制备Y_2O_2S∶Eu^(3+),Mg^(2+),Ti^(4+)红色长余辉材料

用共沉淀法制备了Y2O2S∶Eu3+,Mg2+,Ti4+红色长余辉材料。测量了材料的电子显微形貌、晶体结构和发射光谱。通过与固相法制备的Y2O2S∶Eu3+,Mg2+,Ti4+长余辉材料比较,发现两种方法都可以制备粒度基本相同的纯相Y2O2S基质晶体,但共沉淀法样品的颗粒结构更松散。研究了Eu3+浓度对两种方法制备样品的谱线发射强度的影响,通过比较共沉淀法和高温固相法制备的样品中Eu3+的5D1→7F3较高能级跃迁的587.6 nm谱线强度随Eu3+浓度的变化,发现共沉淀法更有利于Eu3+均匀进入Y2O2S基质晶格而形成有效的发光中心。

Ti_(3)C_(2)/NH_(2)-MIL-125(Ti)复合光催化剂制备及其还原Cr(Ⅵ)性能研究

构建异质结复合光催化剂促进光生电荷的分离是提升半导体光催化活性的有效途径。本研究通过一步溶剂热法在NH_(2)-MIL-125(Ti)的合成过程中引入Ti_(3)C_(2)制得Ti_(3)C_(2)/NH_(2)-MIL-125(Ti)复合光催化剂,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、光致发光谱图、光电流响应研究了催化剂的晶相结构、形貌及其光生载流子的分离效率,并考察了可见光光催化还原Cr(Ⅵ)的性能。结果表明,制得的复合光催化剂在光照60 min后对Cr(Ⅵ)的去除率可达100%,是纯NH_(2)-MIL-125(Ti)的2.5倍。这归因于具有良好导电性的Ti_(3)C_(2)纳米片为光生载流子提供了一个快速通道,加速了复合材料中电子的传输和迁移。

Y_2O_2S:Eu^(3+),Mg^(2+),Ti^(4+)红色材料的制备和长余辉性能

用高温固相法制备了Y_2O_2S:Eu^(3+),Mg^(2+),Ti^(4+)红色长余辉材料,余辉时间达到1h以上,X射线衍射测量表明材料的晶体结构为Y_2O_2S。发射光谱对应了Eu^(3+)离子~5D_J(J=0,1,2,3)→~7F_J(J=0,1,2,3,4)的特征发射;激发光谱主峰位于345 um,另外在260,396,468,540 um等处也存在激发峰。对比测量了Y_2O_2S:Eu^(3+),Mg^(2+),Ti_(4+)和Y_2O_2S:Eu^(3+)的热释发光曲线,Y_2O_2S:Eu^(3+)的热释发光曲线可以拟合成3个热释发光峰的叠加:237,226,301K;而Y_2O_2S:Eu^(3+),Mg^(2+),Ti^(4+)的热释发光曲线可以拟合成5个热释发光峰的叠加:149,215,262,287,334 K,并计算了相应的陷阱能级。Ti^(4+)是引起较深陷阱能级的主要原因,Mg^(2+)起电荷补偿的作用。

La^(3+),Nd^(3+),Ti^(4+)掺杂对纳米MnZn铁氧体粉末结构的影响

研究了La3 + 、Nd3 + 和Ti4+ 分别掺杂和多元掺杂对水热法制备纳米MnZn铁氧体粉末粒度、形貌和结构的影响。结果表明 ,掺Ti4+ 质量分数 >1 0 %的粉末粒度明显增大 (>10 0nm) ;掺La3 + 、Nd3 + 对粉末粒度影响不大 ;但TEM照片上 ,掺La3 + 质量分数为 1 2 %的样品晶粒大小均匀 ,成六角片状 ,且均比其他样品晶粒大 ,此含量的La3 + 离子对MnZn铁氧体水热晶化过程产生严重影响 ,它改变了晶粒的生长方向并促进晶粒生长。样品的XRD分析结果表明 ,掺质量分数≤ 0 4 %的Ti4+ 无杂相 ,而掺质量分数为 0 4 %的La3 + 、Nd3 +均出现杂相 ,多元掺杂也无明显杂相 ;IR分析表明 ,掺杂的纳米MnZn铁氧体的尖晶石特征吸收峰与未掺杂的样品相比向低波数方向移动 ,表明掺杂离子进入MnZn铁氧体次晶格影响了原有的离子分布状态。