纳米TiO2的制备方法研究进展

纳米二氧化钛作为一种重要的纳米材料,在环保等领域有着广泛的应用.本文简单综述了纳米二氧化钛的制备方法,包括化学气相法(化学气相沉积法、化学气相水解法等)、液相法(溶胶凝胶法、沉淀法、水热合成法等)两大类,并分析了各种工艺的优劣.     

纳米TiO2光催化剂的研究进展

纳米二氧化钛(TiO2)在光催化领域得到了广泛的研究,随着纳米技术的迅速发展,纳米TiO2被赋予了新的发展动力.文中通过梳理国内外纳米TiO2光催化剂的研究进展,分析发现纳米TiO2光催化剂的制备方法包括固相法(高能球磨法、火花放电法和热分解法)、气相法(四氯化钛气相氧化法、真空蒸发-冷凝法和四氯化钛氢氧火焰法)和液相...     

液相法制备纳米TiO2微粒的研究进展

纳米二氧化钛的制备方法主要有气相法和液相法。其中液相法由于制备形式的多样性,操作简单、粒度可控的特点而倍受人们重视。液相法主要有沉淀法、水热法、溶胶凝胶法和W／O微乳法等。介绍了液相法制备纳米二氧化钛的研究现状、表征方法,并提出了研究方向。     

激光技术在纳米材料制备中的应用

对制备纳米材料的激光方法-激光诱导化学气相沉积法、激光高温烧灼法、激光分子束外延、激光固相蒸凝法等作了简要介绍.应用激光固相蒸凝法制备了Zn/ZnO和Co/CoO纳米粒子,并对制备的纳米粒子进行了检验.     

类金刚石膜的制备方法和性能

分析了类金刚石(DLC)膜的结构、性能及影响因素,对类金刚石膜的应用进行了阐述,并对DLC的几种制备方法,包括物理气相沉积法、化学气相沉积(CVD)和等离子体增强化学气相沉积法进行了介绍.     

二氧化钛包覆对钙镁硅系陶瓷纤维晶化行为的影响

采用液相沉积法在钙镁硅系陶瓷纤维表面制备一层二氧化钛包覆层,通过FESEM、DTA、XRD等测试手段对包覆前后陶瓷纤维的晶化行为进行研究。结果表明,包覆处理使陶瓷纤维的晶化温度从912．5℃提高到936．5℃,析晶峰趋于宽化,陶瓷纤维析晶呈降低趋势;二氧化钛表面包覆不能改变陶瓷纤维中析出的钙（镁）硅酸盐晶相种类,但可在一定程度上抑制晶相的析出。     

纳米氧化铝的制备方法及应用

纳米氧化铝是一种用途广泛的纳米材料，它的制备方法主要有固相法、液相法和气相法。文中对这3种方法分别进行叙述，并介绍了各种方法的国内外研究进展，同时对纳米氧化铝的应用领域和发展现状做了阐述。     

镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层的制备及性能

为了改善金属基材的表面性能,以钛铁矿为原料,利用微波等离子体化学气相沉积法制备了纳米碳管/二氧化钛复合粉体.采用复合电泳电沉积法在不锈钢基体表面制备了镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层;利用扫描电镜、X射线衍射仪、数显维氏硬度计和电化学测试等手段研究了纳米碳管/二氧化钛复合粉体对复合镀层结构和性能的影响.结果表明纳米碳管/二氧化钛复合粉体的加入有效地减小了复合镀层中镍的晶粒尺寸,促进了金属镍沿(111)晶面择优取向生长,改变了镍的电沉积层结构,提高了镀层的硬度,改善了镀层的耐腐蚀性能;在复合粉体的作用下,复合镀层的硬度与纯镍镀层相比提高了110%,腐蚀电位正移了23mV,腐蚀电流密度减少了0.991微安/平方厘米.     

沉积参数对二氧化钛薄膜结构相变的影响

用磁控溅射的方法在硅衬底上制备了二氧化钛薄膜,并通过改变薄膜沉积过程中氧气含量、溅射时间、工作压强、衬底温度等溅射参数,制备了系列薄膜样品,得到了二氧化钛薄膜两种相结构的最佳生成条件.研究表明:较高的工作压强有利于金红石结构的生成;衬底加热、增加沉积时间有利于生成锐钛矿结构;氧气含量的变化对薄膜的相结构没有明显影响.     

Review:Nanostructured TiO2 for Enhanced Photocatalytic Property by Glancing Angle Deposition Method

物理气相沉积GLAD法在二氧化钛光催化剂的应用

双爽¹,谢拯^1,2,张政军³

（1.清华大学 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室（材料科学与工程学院）,北京 100084;2. 西安高新技术研究所, 西安 710025;3. 清华大学 先进材料教育部重点实验室（材料科学与工程学院）,北京 100084）

创新点说明：

1）通过气相沉积的物理方法,制备垂直或倾斜生长的纳米阵列作为光催化剂,提高催化剂回收效率,减少二次污染;

2）运用掺杂、修饰以及复合其他材料的方法,拓展二氧化钛在可见光范围的利用;

3）通过表征手段分析,分析内在光催化效率提高机理。

研究目的：

通过多种方法,提高气相沉积GLAD法制备的二氧化钛在可见光范围的利用率,分析催化反应提高机理。

研究方法：

磁控溅射、电子束蒸镀、原子层沉积

结果：

1）通过气相物理沉积GLAD方法,制备了垂直或倾斜生长的纳米阵列作为光催化剂,提高回收效率,减少二次污染;

2）利用掺杂、修饰以及复合其他材料的方法,提高二氧化钛在可见光范围的利用率;

3）通过表征手段分析,分析内在光催化效率提高机理。

结论：

1）实现了在特定基底生长纳米阵列光催化剂的制备,提高回收效率减少二次污染;

2）使用化学方法复合窄带隙硫氧化物、贵金属及石墨烯提高催化剂在可见光范围的利用率,并分析其内在增强机理。

关键词：二氧化钛纳米阵列,倾斜生长阴影效应,带隙匹配

     

La掺杂混晶TiO2薄膜的制备及光催化活性

为提高TiO2的光催化降解性能,达到利用光能降解环境污染物的目的,对TiO2光催化剂进行了掺杂改性研究.通过在氟钛酸铵、硼酸混合溶液中加入硝酸镧,应用液相沉积法(LPD)制备了掺镧TiO2复合薄膜.采用XRD、UV-Vis、XPS、SEM等手段对TiO2薄膜的组成、结构和表面形貌进行了测试表征,并以甲基橙溶液的降解反应...     

气液沥青三相相平衡热力学模型与计算方法

原油中含有大量的高分子有机固相物质，因此，要准确地描述油气体系相平衡，必须对气液固三相相平衡进行研究。目前，人们对高分子有机烃类沥青沉降机理有了一定的认识；在此基础上，文章提出了大的交互作用系数可以描述沥青与原油中轻烃不相容性的程度。根据对油气烃类混合物体系的一般性认识与提出的沥青组分特征化方法，导出了与之相应的有其自身特殊性的气—液—沥青三相相平衡物料平衡方程组。用考虑沥青沉降三相闪蒸数值算法，该方法能对沥青沉降进行有效的量化模拟计算。此外，结合实例分析，给出了沥青质参考逸度的计算、饱和压力和沉降量的拟合方法。     

二氧化钛的表面化学改性

本文概述了二氧化钛的基本物性、表面羟基、润湿性、表面酸碱性、表面电性和光化学活性等表面物理化学性质;结合工业应用新产品和新技术的开发,综述了水溶液喷雾干燥法、表面活性剂法、偶联剂法、表面反应法、聚合物包膜法和化学蒸汽析出法等表面化学改性方法;探讨了二氧化钛表面改性技术的发展前景。     

Thickness and component distributions of yttrium-titanium alloy films in electronbeam physical vapor deposition

Thickness and component distributions of large-area thin films are an issue of international concern in the field of material processing. The present work employs experiments and direct simulation Monte Carlo (DSMC) method to investigate three-dimensional low-density, non-equilibrium jets of yttrium and titanium vapor atoms in an electron-beams physical vapor deposition (EBPVD) system furnished with two or three electron-beams, and obtains their deposition thickness and component distributions onto 4-inch and 6-inch mono-crystal silicon wafers. The DSMC results are found in excellent agreement with our measurements, such as evaporation rates of yttrium and titanium measured in-situ by quartz crystal resonators, deposited film thickness distribution measured by Rutherford backscattering spectrometer (RBS) and surface profilometer and deposited film molar ratio distribution measured by RBS and inductively coupled plasma atomic emission spectrometer (ICP-AES). This can be taken as an indication that a combination of DSMC method with elaborate measurements may be satisfactory for predicting and designing accurately the transport process of EBPVD at the atomic level. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 90205024, 10502051 and 10621202)     

微生物燃料电池非贵金属氧化物阴极催化剂研究进展

微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)是一种利用微生物将底物中的化学能直接转化为电能的理想产电装置,具有产电与废弃物处置双重功效.为探究非贵金属氧化物作为微生物燃料电池阴极催化剂可能的研究方向和发展趋势,主要总结了近几年来两种主要非贵金属氧化物(二氧化锰、二氧化钛)作为微生物燃料电池阴极催化剂的最新研究进展,并分析了其可能的催化反应机制.随后,对其发展方向提出了自己的见解:1)阴极材料改性:包括金属氧化物替换、掺杂、形貌特征改变等;2)阴极材料结构形貌改性:水热合成、液相沉积、溶胶凝胶等方法.     

在线常压化学气相沉积方法制备TiO_2自洁薄膜玻璃(英文)

利用常压化学气相沉积技术,在浮法玻璃线上制备了TiO2自洁薄膜玻璃。研究了水和氧气对薄膜沉积速率的影响,结果表明水和氧气的加入增加了薄膜的沉积速率。分别用原子力显微镜和X-射线衍射分析仪研究了薄膜的表面形貌和晶型结构,薄膜表面的平均粗糙度为84 nm,其晶型由锐钛矿和金红石组成。同时还研究了自洁玻璃的光催化活性和亲水性,随着紫外光照时间的增加,薄膜的光催化活性增加且对水的接触角由光照前的54°降到光照后的6°。     

液氢和液氮绕水翼空化流动特性分析

为分析液氢和液氮两种低温流体介质的空化特性,通过对CFX软件二次开发,将Schnerr-Sauer空化模型和液氮、液氢随温度变化的物性参数嵌入到CFX求解代码中,同时耦合求解考虑汽化潜热影响的能量方程,从而在考虑热力学效应条件下,开展了液氢和液氮绕水翼空化流动的三维数值模拟研究,并将计算结果与试验数据进行对比,验证了数值方法的有效性.计算结果表明,热力学效应对液氢空化区域压力和温度参数变化影响更显著,在液氮空化核心区域内液相体积分数比液氢中的更小,在空泡尾部闭合区域从汽相向液相转化迅速.汽-液两相间质量传输特性可作为评估空化区域内温度、压力以及相体积分数分布的有效依据.     

外场影响汽液相变的机理分析

以能量公设为基础,从非平衡热力学的层面推广了化学势的定义,由此得到了有外场作用下汽液相变的动力学模型。在此基础上,分析了外场影响汽液相变的机理。结果表明,外场既可以加快物质的相变速率,也可以减慢物质的相变速率,还可以改变原来相变的变化方向。以水蒸气凝结成水滴的相变过程为例,当以电离子为水滴凝结核时,电离子激发的电场可加快水滴的生长,这与雷雨天空中或威耳孙云室中的水蒸气容易凝结的现象一致。     

粉石英包覆二氧化钛制备复合粉体的研究

采用化学沉积法在粉石英表面包覆TiO2,研究了TiOSO4—H2O—SiO2反应体系的温度、水解时间、晶种、表面活性剂等因素对包覆的影响;利用SEM,XRD,IR等对复合粉体的形貌、组成、表面官能团等进行表征.结果表明:化学沉积过程中采用自生晶种、并有表面活性剂作用下,水解温度95℃,粉石英-硫酸氧钛水溶液体系保持5 h,能制备出包覆效果良好的复合粉体,白度最高可达93.4,复合粉体中粉石英表面包覆致密的锐钛型TiO2,二者以化学键结合,强度较高.