Fe元素掺杂TiO_2纳米晶结构和光物理性质研究

使用反胶束方法,制备TiO2纳米溶胶和Fe元素掺杂TiO2纳米溶胶,通过提拉涂覆及热处理方法在玻璃基底上形成一定厚度的二氧化钛纳米薄膜和Fe掺杂二氧化钛纳米薄膜,并且在不同温度下对陈化干燥后的TiO2凝胶和Fe元素掺杂TiO2凝胶进行热处理,得到不同粒径的锐钛矿型二氧化钛纳米晶体和Fe元素掺杂TiO2纳米晶体.研究表明,700℃热处理纳米晶的晶粒粒径远远大于500°C纳米晶的粒径,500℃热处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的可见区光学活性不如未掺杂的TiO2纳米晶薄膜,而700℃热处理条件得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的在可见区光学活性远优于未掺杂的TiO2纳米晶体薄膜.高温处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜将在太阳能光催化和光电转换等方面具有潜在的应用前景.     

铁元素掺杂TiO2纳米晶薄膜结构和光学性质研究

通过反胶束法制备掺铁（1%）的TiO2纳米溶胶,用浸渍提拉法在洁净的玻璃基底上形成不同条件下铁掺杂的TiO2（Fe-TiO2）纳米薄膜,分别在500℃和700℃温度下对陈化干燥的铁掺杂的TiO2凝胶进行热处理,得到不同粒径和不同堆积的铁掺杂TiO2纳米晶体.将不同制备条件下得到的（Fe-TiO2）纳米膜进行UV-可见光谱、SEM图像进行研究.实验表明：经过700℃热处理的铁掺杂的TiO2纳米晶粒比500℃铁掺杂的TiO2纳米晶粒大,且薄膜不同涂覆次数对TiO2纳米晶粒的大小与堆积均产生一定的影响;随着膜涂覆层数的增加,掺Fe-TiO2纳米薄膜的紫外可见吸收光谱出现明显红移,吸光度也大大增加。     

Fe元素掺杂二氧化钛纳米薄膜的光物理化学性质

分别用硝酸铁溶液浸渍法和反胶束溶胶制备法中添加硝酸铁的掺铁方式,制备铁元素掺杂TiO2(Fe-TiO2)纳米薄膜.对Fe元素掺杂二氧化钛纳米薄膜和未掺铁二氧化钛薄膜的紫外可见光谱进行研究,发现硝酸铁浸渍法制备的掺铁二氧化钛薄膜吸收光谱发生红移,在可见光区表现出一定的光学活性,而反胶束制备过程中掺杂的二氧化钛薄膜吸收光谱发生蓝移.膜的半导体禁带宽研究表明,与纯二氧化钛薄膜相比,浸渍法制备的膜禁带宽变小了,而反胶束制备过程中掺杂的二氧化钛薄膜其禁带宽变大了,表明不同的掺方式对膜的电子结构产生了不同的影响,从而影响了膜的光催化反应活性.     

钴镍共掺TiO2纳米薄膜的物理化学性质研究

利用涂覆提拉法从钴镍的TiO2反胶束纳米溶胶中制备钴镍共掺TiO2纳米薄膜,用原子力显微镜(AFM)和紫外-可见光谱对钴镍共掺TiO2纳米薄膜的形貌和光谱性质进行表征测试.结果表明,钴镍共掺扩宽了TiO2的光响应范围,提高了光学活性,掺杂1.5％钴镍的TiO2薄膜的平均粗糙度和比表面积最大以及紫外可见光吸收最强.热处理发现,与500C热处理温度相比,700C热处理的钴镍共掺TiO2薄膜有优越的光学活性.     

不同晶相组成TiO2纳米粒子的拉曼光谱表征及其光催化性能

通过溶胶-水热法制备了不同晶相组成的TiO2纳米粒子,并利用XRD,Raman光谱等方法对样品进行了表征,同时考察了晶相组成对TiO2光催化降解罗丹明B活性的影响.结果表明,热处理温度为400℃时,TiO2纳米粒子为锐钛矿相.从400℃到700℃是锐钛矿向金红石的相转变过程.当热处理温度升至700℃时,TiO2纳米粒子完全为金红石相.在光催化实验中,580℃热处理的TiO2纳米粒子表现出较高的光催化活性,且随着热处理温度的进一步升高,光催化活性下降,这能够从晶相组成上给出解释.     

TiO2纳米膜紫外可见光谱研究

采用反胶束法制备TiO2纳米溶胶,利用浸渍提拉方法制备TiO2薄膜,通过对膜进行紫外可见光谱分析,探讨了影响TiO2纳米膜厚度和禁带宽的各种因素.实验结果表明溶液的配比、陈化时间、热处理温度、涂覆次数等都将直接影响二氧化钛薄膜的紫外光谱和禁带宽.     

TiO2纳米粉制备的热处理条件研究

采用溶胶-凝胶法和湿胶粒法制备了TiO2纳米粉,通过TG-DTA、XRD实验手段研究了焙烧温度、焙烧时间、升温速率等热处理条件对制备的TiO2纳米粒子的粒径、晶相转变的影响,XRD研究表明焙烧温度越低、焙烧时间越长、升温速率越低得到的纳米粒子粒径越大,晶相转变温度越低.     

TiO_2锐钛矿晶化度对其光生电荷性质及光催化活性的影响

采用溶胶-水热法合成掺杂La、Zn以及La和Zn共掺杂的纳米TiO2。重点调控纳米TiO2的热稳定性及改善锐钛矿相的晶化度,在维持与P25型TiO2具有相似晶相组成条件下,考察锐钛矿相晶化度对光生电荷分离及光催化活性的影响。结果表明,La或Zn离子的引入能抑制晶相转变过程,且前者的抑制作用明显大于后者,相转变温度从500℃升高至750℃。表面光电压谱证实,锐钛矿相的晶化度越高,光生电荷越易分离。虽然La或Zn的引入可以提高纳米TiO2单位面积上的光催化活性,但却不能超过P25的活性。此结果表明锐钛矿晶化度强烈影响光生电荷的性质和光催化活性。     

锐钛矿纳米晶粒TiO2薄膜的制备及分析

以金属钛为靶材,采用射频磁控溅射方法制备纳米晶粒TiO2薄膜.利用扫描电镜、紫外-可见光谱仪、X射线衍射仪研究不同热处理温度下制备的纳米晶粒TiO2薄膜的结构及表面形貌.实验结果显示,用射频磁控溅射得到的纳米晶粒TiO2薄膜与衬底结合紧密,薄膜表面致密、平整,经550℃晶化的纳米晶粒TiO2薄膜为均一的锐钛矿相,具有良好的紫外光吸收率.     

TiO2薄膜制备及光诱导超亲水性能研究

以玻璃为基底,采用溶胶一凝胶法,利用旋涂技术在玻璃表面制备了膜厚小于100nm,粒径在10-30nm之间的纳米TiO2薄膜;利用XRD,AFM系统研究了煅烧温度及膜厚对薄膜亲水性的影响．结果表明,煅烧温度可以控制TiO2薄膜晶相类型,从而强烈影响薄膜的亲水性,煅烧温度为550℃时TiO2薄膜亲水性能达到最佳,经紫外光照2h后接触角为6°;研究还发现TiO2薄膜的亲水性随膜厚增大而提高,当膜厚超过85nm后趋于稳定．