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.

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 .

ZnO/TiO_2纳米管晶膜电极的制备及光电性能

采用水热法制备了ZnO纳米棒,以ZnO纳米棒为原料制备出ZnO/TiO2纳米管晶膜电极并应用于染料敏化太阳能电池.用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线能谱仪（EDX）和N2吸脱附分析等研究了样品的结构、表面形貌和化学组成,并通过紫外可见光度计和电化学工作站探讨了煅烧温度在80~600℃范围内ZnO/TiO2纳米管电极的光电化学性能.此外,研究经TiCl4化学处理的ZnO/TiO2纳米管电极光电性能的改善情况.结果表明,600℃煅烧的ZnO/TiO2纳米管电极制备的染料敏化太阳能电池表现出较优的光电性能,其短路电流密度（Jsc）为2.28 mA/cm2,开路电压（Voc）为0.631 V,光电转换效率η为0.66%.600℃煅烧的ZnO/TiO2纳米管经TiCl4处理后的染料敏化太阳能电池的光电性能得到显著改善,其光电转换效率η提高到1.06%.

N-TiO_2/ZnO复合纳米管阵列的掺杂机理及其光催化活性

以ZnO纳米柱阵列为模板,采用溶胶-凝胶法制备出TiO2/ZnO和N掺杂TiO2/ZnO的复合纳米管阵列.扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)的结果表明:两种阵列的纳米管均为六角形结构,直径约为100nm,壁厚约为20nm;在N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列中,掺入的N离子主要是以N-Ox、N-C和N-N的形式化学吸附在纳米管表面,仅有少量的N离子以取代式掺杂的方式占据TiO2晶格O的位置;表面N物种形成的表面态能级和取代式掺杂导致带隙的窄化,增强了纳米管阵列的光吸收效率,促进了光生载流子的分离.光催化实验结果表明,N离子的掺杂有利于N-TiO2/ZnO复合纳米管阵列光催化活性的提高.

TiO_2/蒙脱石纳米复合材料结构组装过程与表征

将氧化钛前驱体钛酸丁酯引入到不同用量十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)柱撑蒙脱石的层间域中,经原位水解、脱羟、成核结晶作用制备TiO2/蒙脱石纳米复合结构材料。采用X射线衍射(XRD)分析手段对比研究了CTA+/蒙脱石、(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石和TiO2/蒙脱石复合结构,揭示了不同阶段样品层间物在蒙脱石层间域中的组装方式。在季铵盐用量不同情况下,CTA+/蒙脱石复合物和(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石复合物中季铵盐阳离子的排布方式均出现单层平卧、单层倾斜和双层倾斜排布,但单层倾斜和双层倾斜排布的倾斜角度不同,在(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石层间域中季铵盐阳离子仍起到骨架作用;TiO2/蒙脱石复合材料中锐钛矿相含量随季铵盐用量的增加而增大,但锐钛矿晶粒的尺寸逐渐减小,蒙脱石层间域对锐钛矿相晶粒的长大和转化为金红石相都具有显著的阻滞作用。

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 .

锐钛矿型TiO_2/MnFe_2O_4核壳结构复合纳米颗粒的制备及其光催化特性

采用柠檬酸盐前驱体技术，合成了粒径约为20～70nm的尖晶石结构MnFe2O4纳米颗粒，用聚乙烯亚胺（PEI）对MnFe2O4纳米颗粒进行表面处理后，以异丙醇钛为前驱物，采用sol—gel法在纳米MnFe2O4表面包覆锐钛矿型TiO2纳米层形成核壳结构。利用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）和振动样品磁强计等测试手段对样品的结构、形貌、粒径以及磁学性能等进行了表征。采用罗丹明B的光催化降解反应对所制催化剂的活性进行了评价。结果表明，核壳结构TiO2／MnFe2O4复合纳米颗粒的光催化活性随着壳层厚度的增加而增强，当达到一定厚度以后，其催化活性不随壳层厚度的增加而改变。复合颗粒中TiO2含量达到30wt％，反应时间4h时，TiO2／MnFe2O4磁性光催化剂对罗丹明B的光降解率达到100％，与纯TiO2纳米粉体的催化活性相当，且光催化活性稳定，是一种便于回收、可重复使用的高效光催化剂。

纳米TiO_2-ZnO复合材料的制备及其光催化性能

本文以TiO2纳米管阵列作为模板,利用溶胶-凝胶法制备ZnO@TiO2纳米复合材料,通过SEM等测试手段对其结构进行了表征,并进一步研究了该复合材料在紫外光下对亚甲基蓝溶液的光催化效率。发现ZnO@TiO2复合材料的光催化效率与模板孔深孔径有关,并且由于TiO2与ZnO间的电荷转移作用,使得纳米复合材料的光催化效率高于TiO2模板和ZnO@AAO光催化效率的线性加合。

聚吡咯敏化纳米结构TiO_2电极的光电化学研究

在NaNO3和吡咯单体的混合溶液中电合成聚吡咯膜,用PPy膜敏化TiO2纳米结构电极,取得了明显的敏化效果;探讨了合成聚吡咯膜时的条件(温度、时间、NO-3浓度等)对敏化结果的影响;比较了在对甲苯磺酸根离子中与在NO-3中合成PPy膜所产生的敏化效果,表明阴离子的类型和性质对敏化效果有很大影响;初步探讨了PPy膜对TiO2纳米结构电极产生敏化作用的机理。

TiO_2/ZnO纳米复合材料的制备及表征

以钛酸正四丁酯及L-Cys为钛源和模板剂仿生合成纳米TiO2前体,采用水热合成法制备TiO2/ZnO纳米复合材料,并利用XRD、SEM、XPS、FT-IR以及比表面积及孔径分析等对TiO2/ZnO纳米复合材料进行表征。结果表明:合成TiO2/ZnO复合材料是由锐钛矿TiO2和纤锌矿ZnO组成,形貌是由许多几十纳米厚薄片组成的花状,直径在2～3μm之间,比表面积为219.54m2/g。

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。

TiO_2/ZnO纳米复合薄膜溶胶-凝胶法制备与表征

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片表面制备了TiO2/ZnO纳米复合薄膜并进行了SEM、XRD和EDS分析与表征。结果表明,复合薄膜微观结构和结晶化程度都强烈依赖于钛相对百分含量;随着钛含量减少,薄膜微裂纹消失,由晶化相趋向于玻璃态后又逐步趋向于结晶态。

纳米ZnO/TiO_2复合颗粒制备及紫外屏蔽性能研究

以Ti(SO4)2和Zn(AC)2为原料,在制备金红石型纳米TiO2粉体的基础上,用溶胶凝胶法制得纳米ZnO/TiO2复合粉体.实验结合纳米TiO2和纳米ZnO的优点制得一种广谱防晒剂.TEM显示该复合颗粒为核壳式结构;XRD分析该复合颗粒内核为金红石型TiO2,表面包覆一层六方晶系ZnO且该复合颗粒中存在强的化学键.UVVis测试表明该复合颗粒在整个紫外区的吸收能力达到85%,在UVA(320～400nm)区吸收性能比纯的TiO2强得多.

ZnO/TiO_2纳米管复合材料的制备及光电化学性能研究

采用电化学阳极氧化法制备TiO2纳米管,然后用光化学沉积法在TiO2纳米管表面沉积ZnO纳米颗粒制备ZnO/TiO2纳米复合材料。对样品进行了Raman谱、XRD和SEM表征,通过测定光电流-时间(I-t)和开路电压-时间(OCPT)曲线对ZnO/TiO2纳米复合材料的光电化学性能进行研究。结果表明,沉积ZnO没有改变TiO2的相结构;复合ZnO提高了TiO2的光电性能;在Zn(NO3)2浓度为10-3 mol.L-1的条件下制得的ZnO/TiO2纳米复合材料具有较好的光电性能。

掺N纳米ZnO/TiO_2复合粉体的光催化性能

以Ti(SO4)2和Zn(NO3)2为原料,CO(NH2)2为沉淀剂,采用均匀沉淀法制备了掺N和不同质量分数ZnO掺杂的纳米TiO2复合粉体,通过XRD、XPS、TEM等进行了表征,并以甲基橙水溶液为底物,测定了其光催化性能。结果表明,掺杂产生了Ti—O—Zn和Ti—O—N键,使复合粉体的激发波段从紫外光波段扩展到可见光波段,催化活性大大提高,其中w(ZnO)=2%时,复合粉体太阳光催化性能最高,太阳光照射6 h,甲基橙降解率达到98.4%,重复使用6次后,降解率仍达到94.2%。

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.

纳米复合ZnO-TiO_2晶体的制备及其光电催化性能研究

采用溶胶凝胶法制备了纳米复合半导体ZnO -TiO2 薄膜,并进行了结构和光电催化性能的测试。TiO2 薄膜对五氯酚溶液的光电催化降解结果表明:当输入正向偏压后,其光催化性能有较大提高。由于ZnO的掺入,半导体薄膜电极的光吸收能力增强;同时,Zn2+可能作为光生载流子的浅俘获中心,导致表面界面电荷转移加速,从而延长光生电子/空穴对的寿命并抑制其复合,有效地提高了TiO2 薄膜光电催化活性。

核壳结构Fe_3O_4@TiO_2磁性纳米复合材料的制备及性能表征

利用热分解油酸铁复合物得到油相Fe_3O_4磁性纳米粒子,以冰醋酸、钛酸四异丙酯和乙醇组成混合溶液,采用水热仿生合成法制备Fe_3O_4@TiO_2核壳结构磁性纳米复合材料。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)及振动样品磁强计(VSM)对材料的形貌、结构、磁学性能等进行了分析表征。结果表明,TiO_2在Fe_3O_4颗粒表面进行了有效的包覆,形成了良好的包覆层,产品分散性好、结晶度高、形态稳定、磁性良好,为其在环境保护、生物、光催化等诸多领域的潜在应用提供了有利条件。

纳米TiO_2光触媒及其高分子复合材料的结构与性能

研究了纳米 Ti O2 的结构特征及纳米 Ti O2 复合高分子材料的结构和性能。考察了含纳米 Ti O2 高分子复合材料的抗紫外、抗老化、抗菌及抗恶劣环境的性能。试验数据表明 ,纳米 Ti O2 光触媒对于细菌有显著的抑制作用 ,对于塑料有明显增韧作用 。

纳米TiO_2与纳米ZnO复合粉体的制备、表征及光电性能研究

以Ti(SO4)2和Zn(NO3)2为原料,尿素为沉淀剂宿主,运用尿素加压法进行压热反应,经干燥煅烧制备纳米TiO2与ZnO复合纳米粉体,用TEM、XRD对其进行了表征。本文主要研究了ZnO和TiO2的不同配比及煅烧温度对复合纳米粉体光电性能的影响,将TiO2ZnO复合纳米粉体制备成纳米结构电极并进行了光电化学研究。