TiO2薄膜结构特征初探

主要研究了半导体材料TiO2的部分特征，光谱吸收率与TiO2膜厚度成正比，TiO2膜在烧结前呈水合物团块状结构，表面粗糙度大，空气中烧结后呈等粒或椭圆粒状镶嵌结构，表面粗糙度比未烧的小，在抽真空加氮气烧结后成等粒状结构，表面较光滑，在空气中烧结的TiO2膜放至光敏染料中泡1h后呈等粒状结构，表面较光滑。从TiO2光电池器件输出电功率来看，TiO2膜在空气中烧至450℃时的电输出的功率比在氮气中烧至530℃的高，印刷TiO2膜的丝网目数为500目时，电输出功率较佳。     

TiO2纳米管负载V2O5催化剂的制备、表征及其在3-甲基吡啶氨氧化反应中的应用

采用10 mol/L NaOH溶液对商品化TiO2进行碱处理制备TiO2纳米管,通过X射线粉末衍射、N2吸脱附、扫描电镜等手段表征了碱处理温度和时间对TiO2纳米管结构和形貌的影响.研究发现:120～150 ℃碱处理生成TiO2纳米管,180 ℃则为纳米棒;400 ℃焙烧后纳米管的BET比表面积大于100 m2/g,而纳米棒的比表面积小于50 m2/g.以TiO2纳米管为载体,采用浸渍法制备V2O5负载的催化剂,拉曼(Raman)光谱、程序升温还原(H2-TPR)分析等表明钒氧物种在TiO2纳米管表面呈高度分散状态.3-甲基吡啶氨氧化反应结果表明,以120 ℃制备的TiO2纳米管为载体负载V2O5催化剂的催化选择性最高.     

纳米级TiO2添加剂对Al2O3陶瓷微观结构与烧结性能的影响

用微米级和纳米级两种不同的TiO2作为烧结助剂加入Al2O3陶瓷中，研究其对Al2O3陶瓷微观结构和烧结性能的影响。结果表明，纳米TiO2能更好的提高Al2O3陶瓷的烧结活性，降低烧结温度，Al2O3陶瓷在1600℃以下就可致密烧结。另外，纳米TiO2的加入，对Al2O3陶瓷的微观结构也产生影响，加入纳米TiO2的试样其晶粒尺寸比加入微米TiO2的大，TiO2与A12O3形成固溶体。     

TiO2/Si与TiO2-SnO2/Si的制备及表面光伏特性

用溶胶 -凝胶法在 p型单晶硅的表面镀上一层TiO2 或TiO2 -SnO2 纳米结构薄膜 ,并用表面光电压谱 (SPS)研究了TiO2 /Si和TiO2 -SnO2 /Si的表面光伏特性 .结果表明 ,在单晶硅表面镀一层TiO2 或TiO2 -SnO2 薄膜后所得的复合纳米材料的光伏效应比单晶硅提高了 1个数量级 ,且在 4 0 0～ 70 0℃热处理温度范围内TiO2 /Si和TiO2 -SnO2 /Si的光伏效应均随着温度的升高而增强 ,同一温度下TiO2 -SnO2 /Si的光伏效应比TiO2 /Si强     

氧化钛纳米陶瓷的制备及其结构与力学性能

为探讨在无压烧结过程中TiO2纳米陶瓷的致密化与晶粒长大的关系以及纳米陶瓷的结构对其力学性能的影响,采用溶胶一凝胶技术制备的不同颗粒粒径的TiO2纳米粉体经冷压成型后无压烧结TiO2纳米陶瓷.研究结果表明:利用相变辅助无压烧结方法在800℃烧结获得了晶粒粒径小于60 nm、相对密度超过95%的TiO2纳米块体陶瓷:当800℃以下烧结时,TiO2纳米陶瓷的相对密度随烧结温度的升高而快速增大,而TiO2纳米陶瓷的平均晶粒粒径随烧结温度升高则缓慢长大;当大于800℃的温度烧结时,TiO2纳米陶瓷的致密化加快,但陶瓷的晶粒粒径则快速长大.TiO2纳米陶瓷的显微硬度主要取决于TiO2纳米陶瓷的相对密度和平均晶粒粒径,即纳米氧化钛陶瓷的相对密度越大,晶粒粒径越小,则显微硬度越大.     

TiO_2透明薄膜的制备与光诱导超亲水性研究

采用溶胶凝胶法和旋涂工艺在普通玻璃表面制备透明的TiO2薄膜,经500℃退火处理后,TiO2薄膜完全晶化为锐钛矿结构,是由一些大小只有约30nm的TiO2粒子组成的多孔颗粒膜.经紫外光照射后,TiO2具有光诱导超亲水性.     

催化荧光灯的制备及其降解甲醛的能力

以钛酸丁酯为前驱物,采用溶胶-凝胶-水热晶化法制备了锐钛型氟掺杂TiO2（F—Ti02）溶胶;把F—TiO2溶胶涂覆在荧光灯管上,经低温（120—280℃）烘干后,制备了具有光催化净化空气功能荧光灯,以含有甲醛的空气为模拟污染空气,评价了荧光灯管的光催化净化活性,并且测定了溶胶干燥制得的粉末物的吸附性能．运用紫外-可见漫反射光谱（UV—Vis-DRS）及原子力显微镜（AFM）研究了在玻璃表面形成的F—TiO2膜的有关特征．结果表明：锐钛矿型纳米F-TiO2溶胶具有良好的降解甲醛和净化空气的能力,当甲醛浓度小于5．4mg／m^3及流速小于0．015L／min时,催化降解率高达90％．F—TiO2膜具有荧光性,涂膜后的荧光灯光强度增加2％-3％;氟的掺杂提高了催化剂的表面酸度、晶化度和吸附能力,从而有效地提高了F—TiO2膜的催化活性.     

连续片状纳米TiO2薄膜的制备和表征

采用溶胶-凝胶法，通过在制备过程中加入丙烯酸对纳米TiO2胶体颗粒进行表面修饰以及加入引发剂偶氮双异丁腈(AIBN)引发丙烯酸聚合，利用提拉法在载玻片表面制备了纳米TiO2薄膜；采用热分析仪考察了纳米TiO2胶体颗粒中有机物的热解行为，并用X射线衍射仪测定了经不同温度下焙烧后的纳米TiO2粉体的晶体结构；采用原子力显微镜和透射电子显微镜观察分析了薄膜的微观结构；在对不同制备条件下制备的纳米。TiO2干胶进行红外光谱分析的基础上，初步考察了薄膜成膜机理，结果表明，所制备的TiO2薄膜经400℃烧结处理后形成连续、片状、由粒径为6-8nm的纳米TiO2组成的薄膜材料。     

无机表面改性制备纳米复合粒子

以水玻璃和Ti(SO4)2为原料，制备出TiO2／SiO2纳米复合粒子。用高浓度无机包覆剂溶液在复合粒子表面包覆一层无机结晶膜，根据无机包覆剂的热分析曲线，在干燥过程中连续采用80℃和120℃对包覆有无机改性剂的复合粒子沉淀进行真空干燥，在600℃马弗炉中焙烧。用热处理使粒子表面的结晶膜分解后，获得单分散的纳米复合粒子。运用XRD、TEM和FTIR对复合粒子进行表征，发现TiO2以12．6nm左右的纳米晶粒的形式被SiO2膜包覆，所形成的复合粒子约为20nm，且为单分散纳米粒子；复合粒子中有Ti-O-Si键的生成。     

TiO2透明薄膜的制备与光诱导超亲水性研究

采用溶胶凝胶法和旋涂工艺在普通玻璃表面制备透明的TiO2薄膜，经500℃退火处理后，TiO2薄膜完全晶化为锐钛矿结构，是由一些大小只有约30nm的TiO2粒子组成的多孔颗粒膜，经紫外光照射后，TiO2具有光诱导超亲水性。     

衬底对直流磁控溅射制备TiO2薄膜结构和形貌的影响

在气压为1Pa和2Pa的情况下,文章采用直流磁控溅射法分别在Si(100)、Al2O3陶瓷、普通载玻片3种衬底上生长TiO2薄膜;利用原子力显微镜对TiO2薄膜的表面形貌进行观察,研究了压强及衬底对薄膜表面形貌的影响。并研究表明,在Si(100)衬底上生长的TiO2薄膜,气压为2Pa时比1Pa时表面粗糙度要大;在相同溅射气压下,Si(100)衬底上得到的TiO2薄膜质量明显优于Al2O3陶瓷和普通载玻片衬底上的。     

热处理对TiO2薄膜结构和表面形貌的影响

研究了热处理对电子束蒸发法制备的TiO2薄膜结构和表面形貌的影响。利用X射线衍射仪和原子力显微镜,检测了TiO2薄膜的晶体结构和表面形貌。实验结果显示：沉积态TiO2薄膜为非晶态;低温（400℃以下）退火TiO2薄膜开始向锐钛矿相转变;高温退火（850℃以下）TiO2薄膜由锐钛矿向金红石相转变。     

退火温度对磁控溅射Ti02薄膜结构及性能的影响

采用对向靶磁控溅射法在FTO导电玻璃基底上制备了Ti02薄膜,分别在450℃、500℃和550℃条件下对Ti02薄膜进行退火处理;利用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）测试手段分析了不同退火温度对TiO,薄膜晶体结构与表面形貌的影响以异丙醇（iso—propanol,IPA）为目标物,研究了所制备Ti02薄膜的光催化性能,并分析了该气相光催化反应机理．同时在氙灯照射下,测试了Ti02薄膜的光电流以分析其光电性能．结果表明：当退火温度由450℃升至550℃时,Ti02薄膜由纯锐钛矿结构转变为金红石与锐钛矿型混晶结构,其表面形貌则变化不大;Ti02薄膜光催化性能与光电性能均随退火温度的升高而提高,经550℃退火的Ti02薄膜可将IPA高效降解为丙酮和C02,其光电流可达0．7mA并保持稳定．     

介孔TiO_2微米棒的制备及电化学脱嵌锂性能研究

以空气中稳定的乙酰丙酮钛为钛源,乙二醇为反应介质,采用多元醇工艺制备了聚羟基乙酸钛前驱体微米棒,然后将前驱体热解或水解得到介孔TiO2。500℃热解得到的TiO2由于颗粒烧结,比表面积仅有16m2/g,孔隙率为0.05cm3/g;沸水中水解得到的TiO2比表面积与孔隙率与热解得到的TiO2相比大大提高,分别为240m2/g和0.30cm3/g。最后对锐钛矿介孔TiO2进行电化学性能测试,结果表明水解制备的TiO2由于丰富的介孔结构以及大的比表面积,锂离子扩散路径短,电荷转移极化小,因此倍率性能高于热解制备的TiO2。     

微波辐射制备的TiO2/NaY膜结构及光催化活性研究

采用微波辐射加热方法制备出负载型TiO2/NaY光催化剂,采用X-射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(IR)与紫外可见漫反射谱(UV-vis DRS)对催化剂结构进行了表征,以苯酚光催化降解与矿化对催化剂活性进行评价.结果表明,微波辐射加热方法促进了表面TiOx物种与载体NaY间的相互作用,TiO2在载体表面难以形成晶相结构,同时也导致了NaY分子筛结构的坍塌,因而催化剂对水体中苯酚的光催化降解与矿化活性较低.     

硫氮共掺杂TiO2薄膜的可见光催化性能

以钛酸丁酯(C16H36O4Ti)和硫脲(SC(NH2)2)为前驱体制备溶胶,通过旋涂方法制备Ti O2光催化剂薄膜;利用XRD、SEM、XPS、UV-vis等手段进行结构表征和光吸收性能测试,并通过降解亚甲基蓝溶液评定其可见光下的光催化活性。结果表明,以硫脲为前驱体时可实现硫氮元素在Ti O2中的共掺杂;掺杂后的Ti O2薄膜对可见光有明显的吸收,并在可见光下对亚甲基蓝溶液显示出较高的降解率,其中掺杂量质量分数为3.0%的薄膜样品光催化活性最好。在本实验条件下,经可见光照射7 h后,亚甲基蓝溶液降解率接近100%。分析表明,硫元素以S6+状态取代Ti4+存在于Ti O2晶格,氮元素则以间隙和取代的方式存在。硫氮元素的协同作用在Ti O2的禁带中引入杂质新能级,使Ti O2带隙变窄,因此对可见光吸收并显示出强的可见光催化活性。     

多孔薄膜型TiO_2光催化剂及其环境净化研究

利用溶胶凝胶法在不锈钢以及玻璃载体表面制备了具有多孔结构的TiO2 薄膜光催化剂 ;利用俄歇电子能谱、紫外光谱、X射线衍射以及透射电镜研究了薄膜催化剂的表面结构 ;利用有机染料和含甲醛空气研究了薄膜光催化剂的反应活性 ,获得了很好的结果     

活化溅射法在NiTi合金上制备TiO2生物薄膜

采用活化溅射方法,在不同溅射电压条件下,在NiTi形状记忆合金表面成功制备出了纳米TiO2生物薄膜.采用台阶轮廓仪和拉曼光谱仪研究溅射电压对薄膜厚度和晶体结构的影响,并对NiTi合金覆膜前后在37℃模拟人体体液中的耐腐蚀性能进行了评价.结果表明,在本实验条件下薄膜为锐钛矿结构,薄膜表面均匀,其主要成分为纳米尺寸的TiO2;TiO2薄膜明显改善了NiTi合金在37℃模拟人体体液中的耐腐蚀性能.     

TiO2纳米管薄膜的制备与光学性能研究

用阳极氧化法以NH4F和含水丙三醇作电解液在室温条件下制备TiO2纳米管薄膜。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射分析（XRD）和紫外可见光谱分析（UV-Vis）对纳米管薄膜的结构与性能进行表征,研究阳极氧化电压、退火处理对TiO2纳米管薄膜形貌的影响。研究结果表明：随着阳极氧化电压的增高纳米管直径增大,当阳极氧化电压为70V,80V,90V,100V时制备的纳米管直径为143nm,167nm,191nm,215nm;在阳极氧化电压为100V、退火温度为380℃时制备出的TiO2纳米管薄膜的吸收性能最好,其吸收率在紫外光区达到92%。     

纳米二氧化钛的原位有机表面改性及性能

低温条件下通过控制TiCl4水解制备出金红石型的纳米TiO2,通过原位表面修饰的方法制备了十二烷基水杨酸(DASA)表面改性的纳米TiO2 (TiO2/DASA).分别采用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和热分析仪(TGA)对表面改性前后的纳米TiO2进行了表征.通过透射电子显微镜(TEM)和分散稳定性实验分析,DASA能有效改善纳米TiO2在有机介质中的分散性能.在丙烯酸树脂中加入DASA改性的纳米TiO2,并进行超声波分散和成膜,获得了含不同比例纳米TiO2的丙烯酸树脂复合薄膜.原子力显微镜(AFM)分析结果表明DASA表面改性的纳米TiO2在丙烯酸树脂中分散性好,且纳米微粒的引入显著改变了树脂薄膜的表面形貌.对制得的纳米复合涂膜进行紫外-可见吸收光谱分析,结果表明,随着纳米TiO2含量的增加,纳米复合涂膜对紫外光的吸收呈上升趋势,抗紫外线性能增强.