CuS/TiO2纳米管异质结阵列的制备及光电性能

利用水热反应制备了CuS/TiO2纳米管异质结阵列,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射谱(XRD)等手段表征了异质结阵列的表面形貌和晶体结构.电流-电压曲线结果表明,CuS/TiO2纳米管异质结阵列具有明显的整流效应.根据表面光电压谱和相位谱,在376～600 nm之间,CuS/TiO2纳米管异质结阵列表现为p型半导体特征,电子在表面聚集;在300～376 nm之间表现为n型半导体特征,空穴在表面聚集;在376 nm处异质结阵列的表面光伏响应为零.CuS/TiO2和CuS/ITO之间界面电场的不同导致异质结在不同波长范围内表面电荷聚集的差异.光电化学性能测试发现,以CuS/TiO2纳米管异质结阵列为光阳极组成的光化学太阳电池,在大气质量AM 1.5G,100 mW/cm2标准光强作用下具有0.4%的光电转换能力.

Sb2S3/TiO2纳米管异质结阵列的制备和光电性能

结合水热法和阳极氧化法合成了Sb_2S_3/TiO_2纳米管异质结阵列,采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射谱表征了异质结阵列的形貌和晶体结构。暗态下的电流-电压曲线表明Sb_2S_3/TiO_2纳米管异质结阵列具有整流效应。相比于纯的TiO_2纳米管阵列,Sb_2S_3/TiO_2纳米管异质结阵列的光电性能有了显著的提升:在AM 1.5标准光强作用下,光电转换效率从0.07%增长到0.40%,表面光电压响应范围从紫外光区拓宽至可见光区。结合表面光电压谱和相位谱,分析了Sb_2S_3/TiO_2纳米管异质结阵列中光生载流子的分离和传输性能。

脉冲沉积制备Cu_2O/TiO_2纳米管异质结的可见光光催化性能

在用阳极氧化法制备有序排列TiO2纳米管阵列薄膜的基础上,引入脉冲沉积工艺,成功实现了均匀、弥散分布的Cu2O纳米颗粒修饰改性TiO2纳米管阵列,形成Cu2O/TiO2纳米管异质结复合材料.利用场发射扫描电镜(FESEM)、场发射透射电镜(FETEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对样品进行表征,重点研究了Cu2O/TiO2纳米管异质结的光电化学特性和对甲基橙(MO)的可见光催化降解性能.结果表明,Cu2O纳米颗粒均匀附着在TiO2纳米管阵列的管口和中部位置,所制备的Cu2O/TiO2纳米管异质结具有高效的可见光光催化性能;在浓度为0.01 mol?L-1的CuSO4溶液中制得的Cu2O/TiO2纳米管异质结表现出最好的电化学特性和光催化性能;另外,对Cu2O纳米颗粒影响光催化活性的机理进行了讨论.

Cu_2O/TiO_2纳米管异质结制备和光催化活性机理分析

通过方波伏安电化学沉积法完成Cu_2O/TNAs纳米管管异质结的制备。利用电子显微镜、X射线、紫外照射等方法对样品进行表征,对其形态、主要元素构成、晶型特征和光学特性进行研究。通过光电化学降解布洛芬同时产氢气的实验,研究Cu_2O与TiO_2纳米管异质结的光催化活性机理。实验结果证明所制备的Cu_2O与TiO_2异质结电极具有良好的光电化学性能,并对光催化机理进行分析。

Ag_(3)PO_(4)修饰AgBr纳米线/Ti_(3)C_(2)双异质结光催化剂降解罗丹明B

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板和溴源,通过添加Ti_(3)C_(2)MXene,使用共沉淀法制备了Ag_(3)PO_(4)修饰AgBr纳米线/Ti_(3)C_(2)双异质结光催化剂(Ag_(3)PO_(4)-AgBr NW/Ti_(3)C_(2)),采用SEM、TEM、XRD、XPS、紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱对Ag_(3)PO_(4)-AgBr NW/Ti_(3)C_(2)进行了表征。以罗明丹B(RhB)为目标降解物,考察了质量分数1%的Ti_(3)C_(2)水分散液添加量对Ag_(3)PO_(4)-AgBr NW/Ti_(3)C_(2)光催化降解RhB的影响。结果表明,层状Ti_(3)C_(2)分布在AgBr纳米线周围,Ag_(3)PO_(4)纳米粒子修饰在两者之上,3种化合物之间形成Z型和肖特基双异质结;质量分数1%的Ti_(3)C_(2)分散液添加量为0.5 g制备的Ag_(3)PO_(4)-AgBr NW/Ti_(3)C_(2)-5具有最佳的光催化降解RhB性能,30 mg该光催化剂对30 mL质量浓度为10 mg/L RhB溶液的降解率为94.4%;超氧自由基和羟基自由基是Ag_(3)PO_(4)-AgBr NW/Ti_(3)C_(2)光催化降解RhB过程中起主要作用的活性物种;AgBr、Ag_(3)PO_(4)、Ti_(3)C_(2)三者之间形成的Z型和肖特基双异质结增强了光生电子-空穴对(e--h+)的分离效率,提升了Ag_(3)PO_(4)-AgBr NW/Ti_(3)C_(2)光催化性能。

Ce掺杂Bi_2MoO_6/TiO_2纳米纤维异质结的制备及可见光催化性能

以静电纺丝技术制备的TiO_2纳米纤维为基质,通过溶剂热法制备了异质结型稀土Ce掺杂Bi_2MoO_6/TiO_2复合纳米纤维。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)以及荧光光谱(PL)等分析测试手段对样品的物相、形貌和光学性能等进行表征。以罗丹明B为模拟有机污染物,研究了样品的可见光催化性能。结果表明:在稀土掺杂样品中,Ce离子进入Bi_2MoO_6晶格,部分取代Bi3+,导致晶胞膨胀,晶格畸变,形成缺陷;与TiO_2复合形成异质结,有利于光生电荷的产生、转移和有效分离,从而提高TiO_2纳米纤维的光催化活性。可见光照射180 min,罗丹明B的降解率达到95.1%。经5次循环光催化降解活性基本不变,样品具有良好的光催化稳定性。

NiO/TiO_2纳米管阵列异质结电极的制备及光电化学性能

采用阳极氧化方法在金属钛表面制备TiO2纳米管阵列,管内径为60～90 nm,壁厚约为15 nm,长度为600 nm,通过化学镀Ni并结合空气中热处理过程,在TiO2表面生长出NiO纳米颗粒层,厚度约为200 nm,颗粒尺寸为20～40 nm,获得异质结型NiO/TiO2纳米管阵列复合电极.结果表明,在100 mW/cm2的辐照下,该光阳极可提高其光电化学特性.在0.65 V偏压时的光电流密度和光电转换效率分别为3.05 mA/cm2和1.41%.

恒电流法制备Cu_2O/TiO_2复合纳米管阵列异质结光电极

通过在含F-离子的电解液中阳极氧化Ti薄片基底制备了TiO2纳米管阵列,随后通过恒电流沉积的方法在在TiO2纳米管阵列顶部原位电沉积了Cu2O纳米颗粒。场发射电子扫描显微镜显示TiO2纳米管这列被成功制备,通过恒电流电化学沉积后,TiO2纳米管阵列顶部出现大量纳米颗粒物质,并且随着沉积时间的延长,可以控制沉积物的量。通过X-射线衍射谱的特征衍射谱图我们可以发现TiO2锐钛矿的衍射峰以及相对较弱的Cu2O衍射峰,这说明Cu2O晶体的结晶度不高。在能谱(EDS)图中我们可以发现Ti、Cu、O三种元素,结合XRD以及FE-SEM结果我们可以指出,通过恒电流法确实可以在TiO2纳米管阵列顶部原位沉积Cu2O纳米颗粒。

氮掺杂SrTiO3/TiO2纳米棒异质结的制备及光催化活性

通过水热反应和直接浸渍法在FTO导电玻璃上制备得到了高度有序的氮掺杂SrTiO3/TiO2纳米棒异质结阵列(N-STO/TNR),利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对其表面形貌,晶体结构和元素价态进行了分析。同时,采用荧光光谱(FL)、紫外可见漫反射光谱(UV-DRS),电化学阻抗谱(EIS)和莫特肖特基(MS)对异质结的光电性能进行了测试。最后以甲基橙为模拟污染物,考察了异质结材料在可见光下的光催化活性。结果表明,SrTiO3/TiO2异质结构能有效的分离光生载流子,同时N元素的掺杂将异质结的光谱响应范围扩展到可见光区,得益于半导体复合和能级修饰策略的协同增强效应,N-STO/TNR展现出优异的光电性能,N-STO/TNR的光催化效率是未改性的TNR样品的5.7倍。

退火温度对TiO_2/CdSe纳米片异质结薄膜光电性能的影响

采用水热法在FTO上制备(001)高活性晶面主导的TiO_2纳米片薄膜,利用循环伏安法在TiO_2纳米片薄膜上沉积CdSe颗粒,制备了TiO_2/CdSe纳米片异质结薄膜。分别在150、250、350、450℃,氩气保护气氛中对样品进行退火。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计以及电化学工作站对不同温度退火后的TiO_2/CdSe纳米片异质结薄膜的微观形貌、晶体结构、光电化学性能进行表征和测试。结果表明:六方相CdSe纳米颗粒均匀包覆在TiO_2纳米片表面,直径30 nm左右;随着退火温度的升高CdSe纳米颗粒长大,形成光滑的CdSe薄膜,且晶化程度提高;TiO_2纳米片表面的Se元素与Cd元素发生氧化;TiO_2/CdSe纳米片异质结薄膜对可见光的吸收光谱发生红移,禁带宽度逐渐减小。光电化学性能测试表明随着退火温度的升高,TiO_2/CdSe纳米片异质结薄膜的光电流密度显著提高,开路电压减小,但由于SeO_2和CdO的出现,导致填充因子减小,影响光电转换效率的提高。在本实验条件下,TiO_2/CdSe纳米片异质结薄膜的最佳退火温度为150℃,填充因子为0.77,光电转换效率达到3.12%。

TiO2-SnO2异质结纳米棒催化剂高效光降解甲基橙

采用水热法合成SnO2-TiO2异质结纳米棒光催化剂,该材料具有独特的纳米棒和异质结结构,可有效阻止光生电子和空穴的复合,通过光电流、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等表征手段证明其异质结功效.该材料作为光催化剂,使用时能大幅提升紫外光降解甲基橙(MO)的效率.

CuO/TiO_2异质多孔纳米结构的制备及其光催化性能

以Cu(OH)_2纳米棒阵列为前驱体,钛酸四丁酯为钛源,采用外向包覆合成法,利用Cu(OH)_2自身热分解产生的微量水分子与负载在其表面的钛酸四丁酯缓慢反应,制备了CuO/TiO_2异质多孔纳米结构,并研究了产物对罗丹明B(RhB)的光催化降解性能。结果表明,得到的产物薄膜为直径2~4μm的微孔组成的多孔纳米结构,微孔的孔壁由直径500nm左右的纳米棒组装而成。产物CuO/TiO_2异质多孔纳米结构比纯TiO_2纳米结构对RhB有更好的光催化降解性能,这主要是由两方面的原因引起的:一方面,CuO/TiO_2异质多孔纳米结构具有更好的吸附性能和更大的比表面积;另一方面,产物CuO/TiO_2为异质复合纳米结构,异质结的存在能有效地降低光生电子空穴对的复合,从而提高产物的光催化降解效果。

Au改性TiO2纳米复合物对人结肠癌细胞的光催化杀伤作用

提出了通过TiO2表面修饰纳米Au的方法来提高纳米TiO2光催化杀伤癌细胞的效率.采用化学还原法合成了Au改性的TiO2(Au/TiO2)纳米复合物,并研究了不同掺杂量(1wt%,2wt%,4wt%)的Au/TiO2对人结肠癌LoVo细胞的光催化杀伤效应.结果显示,Au的掺杂大大地提高了TiO2纳米粒子光催化杀伤结肠癌LoVo细胞的效率,而且Au掺杂量的高低影响Au/TiO2光催化杀伤癌细胞的效率,掺金量为2%的Au/TiO2对结肠癌LoVo细胞具有最高的光催化杀伤效率.在光强为1.8mW/cm2的紫外灯(λmax=365nm)下光照110min,50μg/mL掺金量为2%的Au/TiO2能够杀死所有的癌细胞,而同样浓度的TiO2只能杀死70%的癌细胞。

Bi_(2)Ti_(2)O_(7)/TiO_(2)/Bi_(4)Ti_(3)O_(12)多异质结的构筑及其增强的可见光催化性能

以静电纺丝技术制备的TiO_(2)纳米纤维为基质,硝酸铋为铋源,KOH为矿化剂,成功制备了多异质结Bi_(2)Ti_(2)O_(7)/TiO_(2)/Bi_(4)Ti_(3)O_(12)复合纳米纤维光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等一系列表征,对其物相组成、微观形貌和光学性质等进行分析。结果表明:TiO_(2)纳米纤维的介入,将Ⅰ型异质结Bi_(2)Ti_(2)O_(7)/Bi_(4)Ti_(3)O_(12)分离为2个Ⅱ型异质结Bi_(2)Ti_(2)O_(7)/TiO_(2)和Bi_(4)Ti_(3)O_(12)/TiO_(2)。Bi_(2)Ti_(2)O_(7)、Bi_(4)Ti_(3)O_(12)和TiO_(2)三者的协同作用,有效提高了可见光吸收能力,改变了光生载流子的传输路径,降低了光生电子与空穴的复合几率,从而获得高效的光催化降解CH_(3)CHO性能。可见光照8 h,Bi_(4)Ti_(3)O_(12)/TiO_(2)/Bi_(2)Ti_(2)O_(7)复合纳米纤维对CH_(3)CHO的降解率达到87.1%。

PEDOT∶PSS/TiO2纳米管肖特基结的制备及紫外探测性能

利用电化学阳极氧化方法制备了高度有序的TiO2纳米管阵列,采用旋涂方法在纳米管表面制作一层聚（3,4-亚乙二氧基噻吩）∶聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT∶PSS）薄膜构建PEDOT∶PSS/TiO2纳米管肖特基结并研究了其紫外探测性能。通过扫描电子显微镜（SEM）对TiO2纳米管和PEDOT∶PSS进行表面微观形貌表征。通过测试不同光照强度、不同偏压下的电压-电流和电流-时间曲线研究PEDOT∶PSS/TiO2纳米管肖特基结在紫外光（UV）下的光电探测性能。由于TiO2纳米管较高的比表面积和PEDOT∶PSS较高的透射率,PEDOT∶PSS/TiO2纳米管肖特基结具有优良的紫外光电探测性能。实验发现,在1 V偏压和光照强度为2. 14 m W/cm2的375 nm紫外光照射下,PEDOT∶PSS/TiO2纳米管肖特基结的光电流可达973. 5μA,响应度为2. 23 A/W,外量子效率高达736. 5%。实验结果表明PEDOT∶PSS/TiO2纳米管肖特基结的紫外探测结构性能良好。

氮镍共掺杂TiO_2纳米管的制备及其光催化性能

为了制备在高温焙烧后能保持良好管形结构的可见光响应的TiO2纳米管,通过NH4Cl水-溶剂热和Ni(NO3)2浸渍法对传统水热法合成的TiO2纳米管进行掺氮和掺镍改性。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)和荧光光谱(PL)等方法对样品进行了表征,并以甲基橙(MO)为光催化降解模型,考察了可见光下制备的样品的光催化性能。结果表明,NH4Cl水-溶剂热掺氮处理可提高TiO2纳米管的管状结构的热稳定性;氮镍共掺杂元素之间的协同作用增强了催化剂对可见光的吸收能力,并且能有效地抑制光生电子空穴的复合,Ni/Ti添加量为0.3%的催化剂具有较高的光催化活性。可见光照射210min,氮镍共掺杂TiO2纳米管对MO的可见光降解率比单独氮和镍掺杂的TiO2分别提高了9.1%和21.2%。

浸渍-分解法制备高可见光催化活性的Bi_2O_3/TiO_2纳米管阵列(英文)

用浸渍-分解法将Bi2O3纳米颗粒沉积在TiO2纳米管壁上,制备了Bi2O3/TiO2纳米管阵列.用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)测定了Bi2O3/TiO2纳米管阵列的化学组分,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱表征了所制备的样品.通过在可见光下(λ>400nm)降解甲基橙(MO)水溶液来评价样品的光催化活性.结果表明,Bi2O3纳米颗粒均匀地沉积在TiO2纳米管中.Bi2O3/TiO2纳米管阵列具有比纯Bi2O3膜和N-TiO2纳米管阵列高得多的可见光催化活性.Bi2O3/TiO2纳米管阵列活性的增强是其强可见光吸收和Bi2O3与TiO2之间形成的异质结的协同作用的结果.

负载有立方相p-型半导体Cu_(1.8)S颗粒的TiO_2纳米带制备与表征

采用Cu2O自牺牲模板法,以负载有立方相p-型半导体Cu2O颗粒的TiO2纳米带作为前驱物,在水热条件下与硫脲进行反应,制得了负载有立方相p-型半导体Cu1.8S颗粒的TiO2纳米带.测试结果表明,反应温度、反应时间和硫脲浓度对Cu1.8S纯度和形貌皆有影响.若反应在较低温度(如120℃)进行,即使反应时间达到25 h,产物中除了生成Cu1.8S还存在未反应Cu2O;若水热温度控制在160℃反应25 h,当硫脲浓度为0.25 mol/L时,负载物基本上是Cu1.8S且分散较好,当硫脲浓度升到0.5 mol/L时,负载物团聚严重.对罗丹明B的光催化降解活性测试结果表明,与纯TiO2纳米带相比,在负载有Cu2O或Cu1.8S后光催化活性显著降低.

背入射Au／TiO2／Au肖特基结紫外探测器

TiO2作为一种宽禁带（3．0～3．2eV）半导体材料，由于具有优异的物理化学特性和独特的光电特性，在许多领域都展现出广泛的应用前景．

基于纳米TiO_2开发的家蚕饲料添加剂在生产上的应用

纳米TiO_2由于具有独特的尺寸效应,被广泛应用于工业、农业等各领域。为了研究纳米TiO_2在家蚕生产中的应用效果,根据纳米TiO_2的理化特征和家蚕食性特点,开发新型添加剂。生产应用表明,添食该添加剂可以增强家蚕对病毒病、细菌病的抗病能力;可以使单位质量茧数减少10.5粒/kg,万头蚕收茧量提高1.45 kg,从而提高蚕茧的产量;添食该添加剂可以分别使蚕茧的全茧量、茧层量、茧层率提高0.04 g、0.04 g、1.64百分点,从而提高蚕茧的质量。研究结果为纳米TiO_2的产业化应用奠定了基础。