Zn^(2+)-SiO_2-TiO_2三元复合催化剂的制备及其光催化降解性能

采用溶胶-凝胶法制备了Zn2+-SiO2-TiO2三元复合纳米催化剂,并用DRS、FT-IR、XRD和SEM等对样品的形态和结构进行了表征,并以罗丹明B和刚果红染料的印染废水做探针反应,分别在紫外光和可见光照射下评价了其光催化性能.与TiO2一元纳米催化剂和Zn2+-TiO2、SiO2-TiO2二元纳米催化剂进行对比,Zn2+-SiO2-TiO2三元复合纳米催化剂对罗丹明B溶液(5 mg/L)和刚果红溶液(10 mg/L)都表现出较高的光催化降解性能,可见光下的降解率分别达到90%和83%.

纯镁表面Zn-TiO_2涂层的制备及其耐蚀性

以四氯化钛为前驱体,去离子水为溶剂,ZnCl2为掺杂剂,采用溶胶-凝胶方法制得TiO2溶胶,采用旋涂法在纯镁基体上制得Zn-TiO2薄膜。采用XRD、DSC/TG、SEM,表征不同实验条件下试样的组成和结构,发现Zn2+在一定程度上抑制了晶粒的长大和晶型转变;以电化学阻抗值作为评价标准,通过正交实验研究了热处理温度、涂层次数、Zn2+掺杂浓度对试样耐腐蚀性的影响。结果表明,Zn2+掺杂浓度为0.5%,涂层次数为3,热处理温度为300℃下得到的TiO2薄膜具有最好的耐蚀性。

Preparation and photoelectric effect of Zn^(2+)-TiO_2 nanotube arrays

Zn 2+-TiO2 nanotube arrays were prepared by anodic oxidation method.The current-time curves were used to investigate their growth mechanism.Scanning electron microscopy and X-ray diffractometry were applied to characterizing their structures and properties.The photoelectrochemical properties were studied by electrochemical impedance spectrum(EIS).The optimised working conditions for TiO2 nanotube arrays were found to be pH 1,0.5%HF(mass fraction),20 V oxidation voltage and for 2 h.The produced sample was in anatase form,with length of 70-100 nm,thickness of 10 nm,uniform diameter and structure that does not collapse under the preparation conditions.The EIS results show that TiO2 nanotube arrays prepared with 0.5%HF(mass fraction) present a low impedance and TiO2 nanotube arrays loaded by Zn 2+could have a decreased resistance.This decrease could likely accelerate the transfer of carriers and even increase photoelectric conversion.

温度对Zn掺杂TiO_2薄膜光电化学性能的影响

以四氯化钛为前驱体,以ZnCl2为锌源,采用溶胶-凝胶法在纯钛基体上制备了Zn掺杂纳米TiO2薄膜(Zn-TiO2),研究了温度对Zn掺杂纳米TiO2薄膜在0.2mol/L Na2SO4中的光电化学性能的影响。根据Mott-Shottky曲线可知,Zn-TiO2薄膜为n型半导体;经过300℃热处理的Zn-TiO2薄膜,导带位置最高,空间电荷层宽度W最大。从电化学阻抗谱得到,光照下300℃热处理的Zn-TiO2薄膜电阻较暗态下降低最多。通过线性伏安曲线发现,300℃热处理的Zn-TiO2薄膜具有最强的光电流。

Zn^(2+)离子掺杂对纳米TiO_2薄膜电极表面形貌和紫外光电性能的影响

采用sol-gel法制备了Zn2+离子掺杂的锐钛矿相纳米TiO2薄膜电极。通过X射线衍射(XRD)、吸收光谱、原子力显微镜(AFM),结合光电流作用谱研究了Zn2+离子掺杂对TiO2薄膜电极表面形貌和紫外光电性能的影响。结果表明,在所选浓度范围内,Zn2+离子掺杂浓度对薄膜的相组成和紫外光吸收强度无明显作用,但可显著改变薄膜表面颗粒大小和形貌特征,从而影响电极光电性能。0.1%(摩尔分数)Zn2+离子的掺杂使膜内颗粒尺寸由30nm增大至40nm,同时使表面颗粒的生长具有一定的择优取向,颗粒形状由本征薄膜的类球形变为垂直于膜面的柱状颗粒。这一结构大幅增大了薄膜的表面积,提高了载流子在固-液界面的传输效率,促使电极光电流密度(PCD)比本征电极提高40%。随掺杂浓度的提高,表面颗粒尺寸逐渐增大,形状恢复为类球形,电极光电性能有所降低。当掺杂浓度达到5%(摩尔分数)时,颗粒粒径急剧增大至130nm,表面颗粒因熔点降低而熔合成无孔表面,导致电极PCD急剧降低。

Zn^(2+)/TiO_2中空纤维纳米材料模板辅助的两步法制备及其光催化性能

利用一种模板辅助的两步法制备了一系列Zn2+掺杂的TiO2中空纤维纳米材料(Zn2+/TiO2);利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等技术进行表征;以亚甲基蓝(MB)的降解为模型反应,考察Zn2+量对TiO2中空纤维纳米材料光催化性能的影响。结果表明:制备的样品为复制了模板形貌的中空结构纳米纤维材料;在0.00～0.62%Zn2+量范围内,Zn2+/TiO2的光催化活性明显高于TiO2的,且随掺杂量呈先增后降的变化趋势,当Zn2+量在0.29%左右时,其光催化活性最高,在太阳光下3h,MB溶液在Zn2+/TiO2表面的脱色降解率达98%以上,而在TiO2表面仅为60%;Zn2+/TiO2在重复使用5次时仍能保持MB溶液脱色率在90%以上。样品Zn2+/TiO2所表现出的优良催化性能是众多因素-表面羟基、吸附氧、Zn2+活性位、特殊的纤维形貌等协同作用的结果。

掺锌纳米TiO_2光催化降解亚甲基蓝研究

选用掺杂锌的纳米TiO2作为光催化剂对亚甲基蓝进行降解研究。制备工艺参数对样品光催化降解亚甲基蓝的活性具有很大影响,焙烧温度为500℃,Zn2+掺入量为0.5%,催化剂的加入量为1 g/L时光催化剂对亚甲基蓝的降解效果最好;亚甲基蓝的初始浓度为5 mg/L降解速率较快。

水热法合成染料敏化太阳能电池薄膜电极及其性能

目的研究不同水热反应条件对薄膜太阳能电池性能的影响,使其光电转换效率达到较高水平.方法采用通常的水热合成方法制备纳米Ti O2和掺Zn2+纳米Ti O2,用其组装染料敏化太阳能电池,利用紫外可见光谱测试分析不同薄膜样品对染料的吸附量和吸光特性,利用标准太阳光模拟器和数字源表测定电池的光电转换效率,利用扫描电子显微镜观察薄膜形貌.结果用180℃水热反应12 h合成的纳米Ti O2制作成的电池,所得光电转换效率最高可达到4.00%.用200℃水热反应12 h并且掺杂Zn2+的纳米Ti O2制作成的电池,所得光电转换效率最高可达3.65%.纳米Ti O2薄膜对染料的吸附量最高可达2.51×10-7mol/cm2.结论扫描电镜观察揭示出样品的孔结构丰富,有较小的粒径,说明水热合成法制备的纳米Ti O2薄膜电极具有较大的比表面积.当230℃水热反应12 h时,Ti O2薄膜对染料的吸附量最大.当180℃水热反应12 h时,染料敏化太阳能电池的光电转换效率最大.Zn2+的掺杂并未改善薄膜电极的光电特性.

纳米二氧化钛膜电极测定痕量锌

以nano-TiO2膜修饰玻碳电极作为工作电极,采用线性扫描溶出伏安法测定饮料样中的痕量Zn2＋。在pH值4.5的磷酸盐缓冲溶液中,Zn2＋在-1.2 V电位下富集7min,再静置60s后阳极化扫描,于-0.72 V处出现一个灵敏而尖锐的阳极溶出峰。Zn2＋溶出峰电流与其浓度在1.0×10-8~5.0×10-6mol.L-1范围内呈良好的线性关系,富集12 min,检出限（S/N=3）为2.5×10-9mol.L-1。方法用于实际饮料样中Zn2＋的检测,结果令人满意。