TiO2陶砂光催化材料的制备及对有机物降解的研究

以粘土和生石灰为主要材料,制备出陶砂材料后,在其上用溶胶-凝胶法涂敷了一层TiO2薄膜,制备成TiO2陶砂光催化材料,将其应用于降解水中有机污染物.结果表明,在热处理温度为350℃条件下,制备的TiO2光催化剂水处理效果较好,可使水中有机物的TOC值降低80%以上.     

聚噻吩修饰纳米结构TiO2膜电极光电性能研究

用光电流作用谱、光电流-电势图等光电化学方法研究了聚噻吩(PTh)膜和纳米结构TiO2/聚噻吩(ITO/TiO2/PTh)复合膜的光电转换性质。结果表明,PTh膜的禁带宽度为2.02eV,价带位置为-5.86 eV,导带位置为-3.84 eV。在ITO/TiO2/PTh复合膜电极中存在p-n异质结,在一定条件下异质结的存在有利于光生电子-空穴对的分离,PTh修饰ITO/TiO2电极可使光电流产生波长发生明显红移,从而提高了宽禁带半导体的光电转换效率。在实验条件下,单色光的光电转换效率最高可达到13%。     

铕、氮掺杂二氧化钛光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法结合浸渍法制备了同时掺杂Eu、N的纳米二氧化钛粉体。以甲基橙为目标污染物，对样品的光催化性进行了研究，并采用XRD对粒子晶型进行了表征。结果表明：①试验条件下，铕、氮的掺杂对于TiO2晶型基本没有影响；②在焙烧温度为450℃条件下制备出的掺铕、氮纳米二氧化钛样品具有较好的可见光光催化活性。     

超临界干燥法制备的锐钛矿TiO2纳米晶的性能研究

采用超临界干燥法制备了锐钛矿TiO2纳米晶,以光催化降解活性艳红X-3B作为测试反应,考察了不同温度焙烧的TiO2纳米晶的光催化活性,并用BET,XRD和TG等手段表征了催化剂的物理化学性质.结果表明,采用该方法制得的TiO2纳米晶具有较高的晶相转变温度;随着焙烧温度的升高,锐钛矿TiO2纳米晶活性逐渐提高,而且800℃焙烧的样品具有与Degussa P25商品催化剂相当的光催化活性,这可能是由于结晶度的提高降低了充当光生电子-空穴对复合中心的缺陷的浓度.     

TiO2离子筛的制备及表征

采用商品二氧化钛（P25）经过改性、浸渍、焙烧、酸洗和干燥过程制备离子筛，并通过X-射线衍射对样品晶相结构进行了表征，进一步对锂离子的吸附性能进行了研究．结果表明，P25在1173K、焙烧8h后得到了锐钛相TiO2，进一步得到对锂离子具有特殊记忆效应的离子筛；随着浸渍过程Li与Ti摩尔比的增加，前驱体中Li—Ti—O固熔体的量逐渐增加，主要物质为立方晶系的Li1.33Ti1.66O4；经酸浸脱得到的离子筛为锐钛相TiO2，对锂离子的平衡吸附量达到0．7mmol／g．     

反应气氛对铝热还原氧化钛合成氮化钛的影响

研究在流动氮气和埋炭条件下铝热还原氮化TiO2的反应过程,借助于X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别测试和观察两种气氛中不同温度下处理后产物的物相组成和显微结构。结果显示,与流动氮气氛下一样,在埋炭气氛下采用铝热还原氮化法可以制备氮化钛复相材料,但处理气氛明显影响着铝热反应的程度及产物的形貌,在埋炭条件下处理后的产物中氮化钛含量、晶粒大小、晶格常数明显低于流动氮气氛下处理产物中上述各项值;热力学计算发现埋炭条件下铝除参与铝热还原反应外,还与炭粉床中氧发生反应,使参与铝热反应的金属铝不足,造成产物中有剩余的金红石存在。     

TiO2过渡层对BiFeO3薄膜微结构和铁电磁性质的影响

研究了TiO2过渡层对BiFeO3薄膜微结构和铁电磁性质的影响.采用溶胶-凝胶法分别在Si（100）和Pt（111）/Ti/SiO2/Si（100）衬底上制备了BiFeO3薄膜.通过加入约10 nm厚度的TiO2过渡层,在两种衬底上均制备出了纯相BiFeO3薄膜,而未加过渡层的薄膜均有杂相存在.与未加TiO2过渡层相比较,BiFeO3/TiO2薄膜表面颗粒大小更加均匀、致密、平整.在室温10kHz下沉积在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上的薄膜的损耗从0.094下降到0.028;而薄膜的介电常数变化不大,分别为177和161.在室温下同时测得了薄膜的电滞回线和磁滞回线.BiFeO3/TiO2薄膜的饱和磁化强度为16.8 emu/cm3,在600kV/cm电场下,剩余极化强度为9.8μC/cm2.研究表明,TiO2过渡层能够有效地抑制Bi FeO3薄膜杂相的生成,提高薄膜的表面平整度以及耐压性.     

改性TiO2薄膜对水杨酸光催化降解的影响

利用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜光催化剂,考察掺杂铁、银离子改性与酸处理的TiO2薄膜以及有微量H2O2存在时光催化降解水杨酸的活性,并对改性薄膜光催化降解水杨酸的动力学进行研究.实验表明:改性后的TiO2薄膜光催化剂的活性均有不同程度的提高,其中体相掺铁和酸改性的TiO2薄膜光催化活性最高,并且改性的TiO2薄膜降解水杨酸过程符合一级反应;微量的H2O2存在使TiO2光催化降解效率明显提高.     

二氧化钛涂层/钢的摩擦磨损性能

在室温下对二氧化钛涂层/GCr15钢、20Cr钢/GCr15钢进行了油润滑情况下的球盘式摩擦磨损试验.研究了速度、载荷等外部因素对摩擦系数、磨损率等的影响.结果表明,涂层的显微硬度(HV)基本维持在685,气孔率很低,具有较高的致密性和较好的加工性能,可以更好地满足耐磨工艺的需要;TiO2涂层/GCr15钢摩擦副在试验条件下抗磨损性能优于20Cr钢/GCr15钢.     

Preparation of Zn-doped TiO2 nanotubes electrode and its application in pentachlorophenol photoelectrocatalytic degradation

Zn-doped titanium oxide （TiO2） nanotubes electrode was prepared on a titanium plate by direct anodic oxidation and immersing method in sequence. Field emission scanning electron microscopy （FESEM） showed that the Zn-doped TiO2 nanotubes were well aligned and organized into high density uniform arrays with diameter ranging from 50 to 90 nm. The length and the thickness were about 200 and 15 nm respectively. TiO2 anatase phase was identified by X-ray diffraction （XRD）. X-ray photoelectronspectroscopy （XPS） indicated that Zn ions were mainly located on the surface of TiO2 nanotubes in form of ZnO clusters. Compared with TiO2 nanotubes electrode, about 20 nm red shift in the spectrum of UV-vis absorption was observed. The degradation of pentachlorophenol （PCP） in aqueous solution under the same condition （initial concentration of PCP： 20 mg/L; concentration of Na2SO4：0.01 mol/L and pH： 7.03） was carried out using Zn-doped TiO2 nanotubes electrode and TiO2 nanotubes electrode. The degradation rates of PCP using Zn-doped TiO2 nanotubes electrode were found to be twice and 5.8 times as high as that using TiO2 nanotubes electrode by UV radiation （400 μw/cm^2） and visible light radiation （4500 μw/cm^2）, respectively. 73.5% of PCP was removed using Zn-doped TiO2 nanotubes electrode against 45.5% removed using TiO2 nanotubes electrode in 120 min under UV radiation. While under visible light radiation, the degradation efficiency of PCP was 18.4% using Zn-doped TiO2 nanotubes electrode against 3.2% using TiO2 nanotubes electrode in 120 min. The optimum concentration of Zn doping was found to be 0.909%. The PCP degradation efficiencies of the 10 repeated experiments by Zn-doped TiO2 nanotubes electrode were rather stable with the deviation within 3.0%.