Ni-TiO_2复合纳米晶的晶粒生长及热稳定性（英文）

系统研究Ni-TiO_2复合纳米晶的晶粒生长及热稳定性。通过电沉积法制备Ni-TiO_2复合纳米晶,并在电沉积过程中改变纳米TiO_2纳米颗粒含量,制得不同TiO_2含量的Ni-TiO_2复合纳米晶。详细讨论TiO_2含量对晶粒尺寸、相结构和显微硬度的影响;并考察不同TiO_2含量Ni-TiO_2复合纳米晶在加热过程中对应晶粒的生长和扩散机制。400°C退火处理保温90 min之后,掺入20 g/L TiO_2的复合纳米晶具有最佳的显微硬度,达到HV_(50) 270。激活能的计算结果表明,高温时晶格扩散为复合纳米晶生长的主导机制;高温时增加TiO_2纳米颗粒含量能提高晶粒生长的激活能,从而抑制晶粒生长。     

纳米TiO_2含量对等离子喷涂Al_2O_3/TiO_2涂层耐磨性的影响

采用大气等离子喷涂设备在H13热作模具钢表面制备了不同纳米TiO_2含量的Al_2O_3/TiO_2陶瓷复合涂层,并应用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等研究了陶瓷复合涂层的微观形貌、物相组成、显微硬度及摩擦磨损性能。结果表明,不同纳米TiO_2含量的Al_2O_3/TiO_2陶瓷涂层均为层片结构,存在一定的孔隙和裂纹,纳米TiO_2添加可以改善涂层表面质量。XRD图谱显示陶瓷涂层主要由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3和Rutile-TiO_2相组成,Al_2O_3再结晶过程中部分α-Al_2O_3转变为γ-Al_2O_3,且再结晶过程发生晶粒细化。涂层显微硬度平均值为1153 HV0.2。纳米TiO_2添加可以降低涂层摩擦因数,但其含量对涂层耐磨性影响不明显。     

纳米石墨微片/TiO_2复合材料的制备及其光催化性能

基于石墨烯与TiO_2协同作用可提高TiO_2光催化效率,以纳米石墨微片替代石墨烯,采用水热法原位制备纳米石墨微片/TiO_2复合材料(GN/TiO_2),主要研究了乙酸加入量、纳米石墨微片加入量对复合材料物相形貌的影响,并以亚甲基蓝为目标污染物考察了GN/TiO_2的光催化性能。结果表明,TiO_2全部为锐钛矿晶型。TiO_2纳米颗粒附着在片状的纳米石墨微片表面。改变乙酸的加入量可控制钛酸丁酯的水解进而保证复合材料内二者分散均匀性,乙酸加入量为20m L时可充分抑制钛酸丁酯水解,获得稳定前驱体溶液。改变纳米石墨微片的加入量,影响TiO_2的分散性,增加纳米石墨微片加入量到50%(质量分数)时,TiO_2均匀负载在纳米石墨微片表面。采用优化参数(乙酸20 m L、纳米石墨微片50%,质量分数)制备了复合材料,复合材料在120 min对亚甲基蓝脱色率达到93%以上。     

花状形貌TiO2-NTs@Sb-SnO2电极的脉冲电沉积法制备及电催化性能研究

目的通过引入TiO_2纳米管中间层,增加表面活性层与基体的接触和活性物质的负载量,提高电极的稳定性。通过表观形貌构建,增加电极的活性比表面积,提高Sb-SnO_2电极的电催化性能。方法采用TiO_2纳米管阵列(TiO_2-NTs)作中间层,通过两阶段脉冲电沉积法,构建了新型多层次花状形貌的Sb-SnO_2电极。通过调整脉冲信号,实现对电极形貌的控制。结果通过阳极氧化法,在Ti基体表面得到了均一的TiO_2纳米管阵列结构。在电极制备过程中,采用反向脉冲电沉积(8 ms,833 m A/cm2;2 ms,-833 m A/cm2;0.99 s,0 A),得到了均匀的管套管结构,继而得到了TiO_2-NTs@Sb-SnO_2的致密层。通过施加脉冲信号(5 ms,200m A/cm2;195 ms,0 m A/cm2),获得了花状形貌。电化学测试显示,电极的析氧电位达到2 V(vs.SCE),苯酚氧化峰出现在1.7 V左右,电极的电荷传递阻抗为50.4?,加速寿命结果可达到39 h。电化学苯酚降解测试显示,4 h电化学降解后,TiO_2-NTs@Sb-SnO_2电极对苯酚的去除率达到97%,苯酚降解的一级动力学速率常数为14.9×10-3 min-1。结论脉冲电沉积制备的电极具有良好的稳定性和良好的苯酚电催化去除性能。     

聚酰亚胺-二氧化钛纳米复合薄膜的热稳定性

目的探究纳米颗粒对聚酰亚胺薄膜热稳定性的影响规律及影响机理。方法采用原位聚合法制备TiO_2含量不同的PI-TiO_2纳米复合薄膜,通过差热热重法分析复合薄膜的热稳定性,观察复合薄膜加热后的微观形貌,探讨复合薄膜的耐热机理。结果纳米颗粒的加入提高了薄膜的热稳定性,PI-5% TiO_2复合薄膜失重10%和50%时的温度分别较纯PI膜提高了19.3℃和20.7℃。复合薄膜的DTA曲线峰顶温度均高于纯PI膜,PI-5% TiO_2复合薄膜峰顶温度为637.8℃,较纯PI膜提升了40.1℃。随着TiO_2含量的增加,复合薄膜DTA曲线反应峰峰型逐渐变窄、增高且变得尖锐,复合薄膜的导热性能有所提高。结论纳米颗粒阻碍了聚酰亚胺分子的热运动,减缓了薄膜在分解过程中产生的空洞区域的扩散。聚酰亚胺基体中的纳米颗粒在薄膜中形成骨架结构,提高了薄膜的导热性和刚性。聚酰亚胺与纳米颗粒形成有机-无机相界面,界面层的聚酰亚胺分子具有更好的热稳定性,使得薄膜的反应热焓值增加。     

稀土对碳钢表面纳米TiO_2化学复合镀性能的影响

采用化学镀的方法,将含轻稀土Pr的硫酸镨和含重稀土Y的硫酸钇加入Ni-P合金掺杂纳米TiO_2酸性复合化学镀中以提高碳钢表面的整体性能。通过计算、化学及仪器分析法,借助紫外分光光度仪、显微硬度仪、扫描电镜、X射线荧光衍射、能量弥散X射线谱、电化学工作站进行分析,研究了稀土对沉积速率、纳米TiO_2在镀液中的分散性和复合镀层性能的影响。结果表明:添加一定质量浓度的稀土元素,能够提高沉积速率及纳米TiO_2在复合镀液及镀层的分散性,增加复合镀层的显微硬度和耐蚀性,并且使得复合镀层中P和Ti含量略有增加且仍为非晶态结构,细化了晶粒。添加重稀土Y比添加轻稀土Pr性能更优,最优添加稀土Y的质量浓度为10 mg/L。     

稀土对碳钢表面纳米TiO_2化学复合镀性能的影响北大核心CSCD

采用化学镀的方法,将含轻稀土Pr的硫酸镨和含重稀土Y的硫酸钇加入Ni-P合金掺杂纳米TiO_2酸性复合化学镀中以提高碳钢表面的整体性能。通过计算、化学及仪器分析法,借助紫外分光光度仪、显微硬度仪、扫描电镜、X射线荧光衍射、能量弥散X射线谱、电化学工作站进行分析,研究了稀土对沉积速率、纳米TiO_2在镀液中的分散性和复合镀层性能的影响。结果表明:添加一定质量浓度的稀土元素,能够提高沉积速率及纳米TiO_2在复合镀液及镀层的分散性,增加复合镀层的显微硬度和耐蚀性,并且使得复合镀层中P和Ti含量略有增加且仍为非晶态结构,细化了晶粒。添加重稀土Y比添加轻稀土Pr性能更优,最优添加稀土Y的质量浓度为10 mg/L。     

金属含量对Co-TiO2纳米颗粒复合薄膜微观结构及其性能的影响

目的使Co-TiO_2纳米颗粒复合薄膜同时具备高的磁化强度及电阻率,从而实现更好的高频软磁特性。方法通过磁控共溅射的方法,在不同金属靶功率下制备了Co-TiO_2纳米颗粒复合薄膜,并探究金属含量对薄膜的微观结构、表面形貌、电学和静态磁学性能的影响。结果薄膜中的金属颗粒被非晶态的TiO_2分散。金属含量的增加可以显著提高纳米颗粒薄膜中金属颗粒的结晶性,降低薄膜电阻率,并且通过改变金属含量,可使薄膜逐渐从超顺磁态向铁磁态转变,达到精确调控纳米颗粒复合薄膜的磁学和电学性能的目的。结论在金属含量达到54%时,实现了高电阻率和高饱和磁化强度共存,有望得到具有高频软磁特性的纳米颗粒复合薄膜。     

以WS_2/g-C_3N_4杂化复合物为共催化剂提高TiO_2光催化活性（英文）

采用液相剥离和溶剂热法制备TiO_2/WS_2/g-C_3N_4复合光催化剂。通过液相剥离的方法在乙醇体系中将块状WS_2和C_3N_4剥离得到相应的纳米片;利用热处理法使TiO_2纳米粒子原位生长并固定于WS_2/g-C_3N_4纳米片上。采用光催化降解甲基橙(MO)来评价TiO_2/WS_2/g-C_3N_4的光催化活性。结果表明,TiO_2/WS_2/g-C_3N_4复合光催化剂的光催化活性远高于纯态TiO_2,g-C_3N_4及TiO_2/g-C_3N_4复合物,这主要归因于WS_2/g-C_3N_4杂化复合物与TiO_2纳米粒子之间的协同作用,有效促进了复合光催化剂中光生电子/空穴对的分离,提高了光子的利用率。活性自由基的捕获实验表明,·O_2~-对MO的降解起着决定性的作用,这说明·O_2~-是光催化反应过程中主要的活性自由基。     

TiO_2溶胶对Cu-Sn镀层微观组织和性能的影响（英文）

为了进一步提高Cu-Sn镀层的硬度和耐磨性,在保持镀层自润滑性能的基础上,采用纳米溶胶技术与复合电镀技术相结合的方法,将纳米TiO_2溶胶加入到电解液中,制备了TiO_2纳米粒子强化的Cu-Sn-TiO_2复合镀层。通过对微观组织、成分、显微硬度和摩擦学性能的分析表明,适量纳米TiO_2溶胶的加入,细化了Cu-Sn镀层组织,提高了镀层的致密性,其硬度和耐磨性均较Cu-Sn镀层显著提高。     

柠檬酸络合sol-gel法原位合成rGO-La~(3+)/TiO_2及其光催化性能

首先采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),然后用柠檬酸络合溶胶-凝胶法原位合成GO-La~(3+)/TiO_2,再经硼氪化钠还原得到石墨烯-La~(3+)/TiO_2(rG0-La~(3+)/TiO_2)复合材料;利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、荧光光谱(PL)对其进行表征分析。研究了GO加入量对复合材料光催化效率的影响及复合光催化剂投入量对甲基橙降解率的影响。结果表明:柠檬酸络合法可以有效改善纳米La~(3+)/TiO_2在rGO表面的分散情况;rG0-La~(3+)/TiO_2复合光催化剂的光催化活性明显高于La~(3+)/TiO_2,GO加入量对复合材料光催化性能影响很大;降解甲基橙时,复合光催化剂最佳投入量为0.10g。     

旋锻法制备高掺杂ThO2纳米颗粒的W热阴极材料的结构与性能

采用热旋锻工艺制备了纳米复合W-4．5％ThO2阴极材料，为了对其抗烧蚀性能进行研究，在氩弧焊机(GTA)上与商用W-2％ThO2和W-4．5％ThO2电极进行了比较试验。结果表明，这种新型电极的密度接近于全致密，其组织结构与目前工艺生产的商用电极完全不同，粒径小于20Onm的ThO1颗粒弥散分布于钨基体晶粒内。纳米复合W-4．5％ThO2阴极材料的起弧性能是3种测试电极中最好的，抗烧蚀性能得到明显改善，说明电极的性能主要受ThO2含量和粒度的支配。     

磁控溅射制备的Au-TiO_2纳米棒阵列的光降解研究（英文）

通过磁控溅射制备了对齐的Au-TiO_2纳米棒阵列,Au-TiO_2纳米棒的制备通过直流反应磁控溅射法在室温中进行,之后在500℃的空气中热处理2 h,热处理导致Au-TiO_2纳米棒的Au纳米粒子嵌入到锐钛矿相TiO_2纳米棒中,与传统方法制备的纯TiO_2纳米棒相比,这些Au-TiO_2纳米棒表现出较低的光致发光强度和较高的光吸收性,并且对可见光反应强烈。TiO_2纳米棒中的Au纳米颗粒能够抑制电荷复合。     

太阳能电池光阳极的制备和光电性能研究

采用旋涂法制备TiO_2基底并摻入不同含量g-C_3N_4制备了g-C_3N_4/TiO_2复合光阳极,研究了不同g-C_3N_4掺杂量的复合光阳极对电池光电性能的影响。结果表明,g-C_3N_4/TiO_2复合光阳极相对于TiO_2光阳极更有利于量子点附着,并提高电池的光电转换效率;随着覆盖尿素含量的增加,g-C_3N_4会更多的沉积在TiO_2薄膜表面,电池的开路电压、短路电流密度、填充因子和光电转换效率均呈现先增加而后减小的趋势,在尿素添加量为15 g时取得最大值(V_(oc)=0.604 V,J_(sc)=16.97 mA/cm~2,FF=0.419,IPCE=4.15%)。     

纳米TiO_2/聚氨酯复合涂层的电化学阻抗研究北大核心CSCD

研究了含量分别为0%,1%,3%和5%(质量分数)的硅烷偶联剂改性前后的纳米TiO_2对涂覆在45#碳钢上的聚氨酯涂层耐蚀性能的影响。场发射电镜(FESEM)测试结果表明,未改性纳米TiO_2在涂层中以团聚体的状态存在,经过硅烷偶联剂KH-570改性后的纳米TiO_2在涂层中均匀分散,其中含量为3%的涂层结构最为致密。采用电化学阻抗(EIS)技术研究了纳米TiO_2/聚氨酯复合涂层在3.5%Na Cl溶液中浸泡不同时间的阻抗行为,实验结果表明添加硅烷偶联剂改性纳米TiO_2可明显提高聚氨酯涂层的耐蚀性,其中含3%改性纳米TiO_2的涂层在浸泡过程中,始终呈现一个时间常数特征,在浸泡至2880 h后,涂层电阻仍然为2.6×108Ω·cm2,明显高于其他组分的涂层电阻,表明该涂层具有最好的耐蚀性。     

纳米TiO_2/聚氨酯复合涂层的电化学阻抗研究

研究了含量分别为0%,1%,3%和5%(质量分数)的硅烷偶联剂改性前后的纳米TiO_2对涂覆在45#碳钢上的聚氨酯涂层耐蚀性能的影响。场发射电镜(FESEM)测试结果表明,未改性纳米TiO_2在涂层中以团聚体的状态存在,经过硅烷偶联剂KH-570改性后的纳米TiO_2在涂层中均匀分散,其中含量为3%的涂层结构最为致密。采用电化学阻抗(EIS)技术研究了纳米TiO_2/聚氨酯复合涂层在3.5%Na Cl溶液中浸泡不同时间的阻抗行为,实验结果表明添加硅烷偶联剂改性纳米TiO_2可明显提高聚氨酯涂层的耐蚀性,其中含3%改性纳米TiO_2的涂层在浸泡过程中,始终呈现一个时间常数特征,在浸泡至2880 h后,涂层电阻仍然为2.6×108Ω·cm2,明显高于其他组分的涂层电阻,表明该涂层具有最好的耐蚀性。     

Zn-Co-TiO2纳米复合镀层的光生阴极保护特性

用纳米复合电沉积技术在低碳钢表面制备了Zn-Co-TiO₂纳米复合镀层。用SEM、EDS和XRD等技术手段对样品进行了分析与表征。结果表明,镀层中TiO₂的含量约为12.63%,并均匀分散在镀层中,可以起到细化Zn-Co合金镀层晶粒的作用,并使Zn-Co合金镀层的耐蚀性能得到提高。用紫外光辅助照射电极电位监测方法研究Zn-Co-TiO₂纳米复合镀层光生阴极保护特性。结果表明,在紫外光照射下,镀层的电极电位负移,说明镀层具有光生阴极保护性能;关闭紫外光灯后,其电极电位正移,但仍低于镀层未光照前的电极电位。在400℃下氧化6 h后镀层表面生成了ZnO薄膜,其与TiO₂的协同作用可进一步提高镀层的光生阴极保护性能。     

具有循环净化性能的纳米TiO2/活性炭复合表面的构筑

目的构筑净化性能优异的纳米TiO_2/活性炭复合表面。方法采用溶凝胶模板法构筑球形表面,将乳化法制备的石蜡球和复合活性炭的纳米TiO_2溶胶挤压成形,温和处理后形成规则稳定的球形表面。使用SEM、XRD和FTIR进行表面微观结构、形貌和物相检测,采用X射线断层扫描对球形表面结构进行重构和球面特征分析。分析测定了不同当量直径球形表面的样品对亚甲基蓝的净化效果。结果温和处理工艺维持了原始P25粉末的晶型和晶粒尺寸,溶凝胶模板法可以形成贯通、多面、多孔径的结构和簇状均匀表面。3DCT结果显示,活性炭的复合使样品形成了碳增强的TiO_2球形表面。构筑成功的纳米TiO_2复合活性炭样品,在8个周期的循环吸附-净化中可以完全将亚甲基蓝净化降解。平均当量直径为0.67mm的样品,在9个周期的净化反应中,净化率可以保持100%。结论溶凝胶模板法成功构筑了纳米TiO_2复合活性炭的球形连续表面,球形表面之间大的孔道连接和活性炭在纳米TiO_2颗粒之间的复合,可以提高传质效率,从而提高循环净化性能。     

复合溶胶电泳制备TiO_2涂层的研究

研究了由TiO_2颗粒和TiO_2溶胶组成的复合TiO_2溶胶,以及其电泳制备涂层的光催化性.实验发现复合溶胶的Zeta电位小于相应的溶胶Zeta电位.对于溶胶在不同温度下煅烧制备的TiO_2粉末进行XRD表征,结果表明随着煅烧温度升高,粉末结晶程度提高,从200 ℃开始出现锐钛矿TiO_2晶相,在550 ℃出现金红石型TiO_2.光催化性能表明,由溶胶而得到的TiO_2涂层的光催化性能要好于复合TiO_2溶胶的光催化性能.     

纳米Ni(OH)2/Ni-Ti-O 纳米管阵列复合电极的制备及其对甲醇的催化氧化性能

阳极氧化NiTi合金板获得了Ni-Ti-O 纳米管阵列（NTOs）,并将其加热至500℃在氢气气氛中还原处理2h。采用简单的溶盐浸渍法,将Ni(OH)2纳米颗粒负载在NTOs上制备Ni(OH)2/NTOs/NiTi复合电极。采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）,X射线光电子能谱（XPS）和循环伏安法（CV）表征电极的表面形貌、电极表面的元素价态和其对甲醇氧化的电催化性能。研究了不同浸渍时间和Ni源浓度等工艺参数对电极微观形貌和电催化氧化性能的影响。结果表明：随着浸渍时间的延长和Ni源浓度的增加,电极上负载的催化纳米颗粒尺寸逐渐增大,氧化峰电流密度先增后降。在25oC时,将NTOs依次浸渍在0.2M NiCl2?6H2O乙醇溶液和0.2M NH4OH乙醇溶液中各12h后,可得到电催化性能良好的纳米Ni(OH)2/NTOs电极,氧化峰电流达到38.41 mA?cm-2。经1000次循环后,电极峰电流密度为原来的75%,表明纳米Ni(OH)2/NTOs电极有良好的循环稳定性,可成为有前景的DMFC的阳极电极候选材料。