纳米TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法在玻璃衬底上制备了纳米TiO2薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、紫外可见一光谱(UV/vis)和原子力显微镜(AFM)对纳米TiO2进行表征.结果表明,经300～700℃退火得到的TiO2粉体呈锐钛矿相,经800℃退火得到了锐钛矿相与金红石相的混合晶相,经900℃退火完全转化为金红石相.薄膜表面粒子分布均匀,表面平均粗糙度为1.54nm,该薄膜具有较高的光催化活性,可直接用于光催化降解有机物等领域,具有广阔的应用前景.     

纳米La2O3／TiO2复合薄膜的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法在陶瓷基体上制备了纳米La2O3／TiO2复合薄膜。利用XRD研究了La2O3不同复合量对纳米TiO2晶型转化的影响，利用SEM研究了Al2O3底膜对La2O3／TiO2复合薄膜形貌的影响，利用亚甲基兰溶液紫外光降解实验研究了La2O3／TiO2复合薄膜的光催化性能．结果表明：复合0．5％（物质的量）La2O3的TiO2干凝胶经850℃煅烧后仍为锐钛矿（64％（质量分数））占主导的混晶结构，平均粒径在10nm左右；当Al2O3底膜和La2O3／TiO2复合薄膜的厚度分别为4层和3层时，经850℃煅烧后，复合薄膜致密且无微裂纹出现，而且具有佳的光催化性能．     

SiO2／TiO2复合薄膜光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍提拉法在玻璃表面镀制了SiO2/TiO2复合薄膜,以SEM,XPS,UV-Vis等手段对其进行了表征;通过对亚甲基蓝的降解反应,研究了SiO2/TiO2复合薄膜在紫外光下的光催化性能。结果表明:在玻璃片上预镀SiO2层使TiO2薄膜中的Na 和Mg2 含量明显降低,同时,有利于TiO2薄膜中晶粒的长大,提高了光催化性能。     

SiO2改性纳米TiO2及可见光催化性能研究

以四氯化钛等为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2,制品为锐钛矿相和金红石相的混合物,随着热处理温度的升高,其中的锐钛矿相的比例逐渐降低,金红石相比例逐渐上升;又以Na2SiO3为原料,对TiO2进行表面改性,制得TiO2／SiO2复合材料。研究发现,原位改性后的TiO2在可见光下光催化甲醛可以发生聚合反应。     

Zn掺杂改性TiO2的制备及其光催化性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了Zn掺杂改性TiO_2催化剂。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制备的光催化剂进行表征,考察了该催化剂对亚甲基蓝废水的光催化降解性能。结果表明,Zn成功掺入TiO_2中,Zn掺杂改性TiO_2和纯TiO_2均属于锐钛矿TiO_2晶型。在催化剂投入量为1.5g/L、亚甲基蓝质量浓度为10mg/L、降解时间为0～2h条件下,Zn掺杂改性TiO_2催化剂对亚甲基蓝溶液的降解率超过60%,明显高于纯TiO_2的降解率。     

溶胶-凝胶法制备ZnFe2O4纳米薄膜及其光电催化性能研究

用溶胶-凝胶工艺在导电玻璃上制备出纳米ZnFe2O4薄膜,用X射线衍射仪、扫描电镜对膜的粒径、物相进行了表征,对不同层数的薄膜进行了光电催化性能测试.薄膜对甲基橙溶液的降解结果表明:随着ZnFe2O4薄膜层数的增多,对甲基橙的降解率先增大后减小,且以3层的ZnFe2O4膜片效果最好.当外加正向偏压时,薄膜的光催化性能有一定提高,且随着偏压增大而呈波动性增强.同时,薄膜与极板间的距离对薄膜的光电催化活性也有较大影响.     

氮掺杂TiO2纳米粉体的制备及其可见光催化性能

以钦酸四丁酯和尿素为原料,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2凝胶前驱体,干燥后在不同温度下进行热处理得到氮掺杂TiO2纳米粉体;以XRD,XPS,UV-Vis DRS等方法对氮掺杂TiO2纳米粉体的晶相、成分和光学性能进行了分析.结果表明,氮元素在TiO2晶格中主要以间隙掺杂形式存在,随着热处理温度升高和时间延长,TiO2...     

Cu薄膜上热氧化法制备CuAl2O4薄膜北大核心CSCD

采用离子束辅助沉积方法在95%(质量比)Al2O3基板上制备Cu薄膜,利用热氧化法使Cu薄膜氧化,并与Al2O3基板反应,制备出CuAl2O4薄膜。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线光电子能谱仪分别对CuAl2O4薄膜的结构、成分和微观形貌进行了表征。研究结果表明,大气环境下,热氧化温度低于1000℃时,薄膜主要成分为CuO,随着热氧化温度的提升,薄膜成分比例并无较大变化,但是薄膜晶粒在不断增大;热氧化温度为1000℃时,氧化后的Cu薄膜与Al2O3基板开始反应形成CuAl2O4晶体。当热氧化温度为1100℃时反应更加完全,形成纯度较高的CuAl2O4薄膜,且薄膜晶粒尺寸明显增大,薄膜表面Al元素含量增加。     

稀土元素掺杂TiO2薄膜的制备及其光学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备得到Y3 和Ho3 掺杂的TiO2薄膜,XRD分析表明薄膜结晶性能良好,具有锐钛矿晶型。薄膜表面AFM分析表明,薄膜的晶粒具有纳米尺寸。采用紫外-可见分光光度计对掺杂和未掺杂的TiO2薄膜进行紫外-可见吸收光谱分析,表明Y3 和Ho3 掺杂的TiO2薄膜在紫外光区吸光度有所提高,同时在可见光区光吸收范围出现了红移,相同掺杂浓度的Y3 和Ho3 掺杂的TiO2薄膜,前者在400~450nm的可见光区具有更高的吸光度。     

Zn掺杂CuO/CuAl2O4复合空心球的制备及光催化性能

以葡萄糖为模板, 硝酸锌、硝酸铜和硝酸铝为原料, 采用水热法制备高比表面Zn-CuO/CuAl₂O₄复合空心球。采用XRD、SEM、HRTEM、BET、DRS和PL等手段对样品进行表征, 结果表明: 在600℃下焙烧的Zn-CuO/CuAl₂O₄复合物呈空心球状, 球体直径约为2 μm, 比表面积高达214.97 m²/g。引入Zn有助于提高样品对紫外和可见光的吸收能力, 减少光生电子空穴对的复合, 光催化活性显著提高。在模拟太阳光照下, 以甲基橙溶液为目标降解物, 考察样品的煅烧温度和Zn加入量对光催化活性的影响。当Zn加入量为0.5wt%, 煅烧温度为600℃时, 样品的光催化活性最佳。光照60 min, 0.5 g/L光催化剂用量对25 mg/L甲基橙溶液的脱色率高达97%。     

TiO2/Fe2O3复合光催化超亲水性薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法及浸渍提拉法在普通的载玻片上制得了TiO2/Fe2O3复合薄膜,通过对薄膜及相应干凝胶和粉体的DSC、XRD、UV透射光谱等的测量,分析了Fe2O3的含量对TiO2/Fe2O3复合薄膜的光催化及超亲水性能的影响.结果表明:复合薄膜均优于纯TiO2薄膜的光催化活性,Fe2O3的摩尔含量为0.5%时光催化活性最好;复合薄膜的亲水性能也随Fe2O3含量的不同而不同,Fe2O3的摩尔含量为0.05%～0.1%时得到了接触角为0°的超亲水性复合薄膜.     

燃烧法合成CuAl2O4及其光催化性能的研究

讨论了不同的合成方法、点火温度、燃料的量、络合剂的量对燃烧法合成CuAl2O4的影响。在燃烧法中加入络合剂柠檬酸合成前驱物，可以成功地合成出粒径较均一且晶相纯度较高的纳米CuAl2O4。光催化降解甲基橙的实验表明，当pH值为7时的光催化效果较好，表观反应速率为0．003。     

染料敏化太阳电池CuAl2O4/TiO2光阳极制备及性能

采用柠檬酸法制备了尖晶石型纳米晶CuAl2O4,将其添加到P25(degussa,TiO2)中,制备成CuAl2O4/TiO2薄膜光阳极,并组装成染料敏化太阳电池(DSSC),对其光电性能进行表征。结果表明:CuAl2O4的加入,电池性能得到提高;当CuAl2O4含量为2%(质量分数)时,与纯TiO2薄膜光阳极相比,光电转化效率提高了39.1%。     

热处理温度对TiO2薄膜光催化及亲水性的影响

采用溶胶-凝胶法及浸渍提拉法在普通的载玻片上制得TiO2薄膜,通过对薄膜及相应粉体的XRD、IR谱及薄膜致密度的测量,分析了热处理温度对TiO2薄膜光催化及超亲水特性的影响.结果表明:薄膜经过不同温度的热处理,光催化活性不同,亲水性能也有显著的差别,经450℃热处理的薄膜光催化活性最高,而在450～550℃的热处理温度范围得到了接触角为0°的超亲水性薄膜;薄膜表面的超亲水性与薄膜中TiO2的晶型、羟基浓度及薄膜的孔隙度有关.     

稀土Ce2O3掺杂TiO2薄膜的结构和光学特性

采用真空热蒸发法在玻璃、单晶硅衬底上制备Ce2O3掺杂TiO2薄膜，研究热处理和Ce2O3掺杂对薄膜性能的影响。结果显示，热处理可明显改善薄膜的结构和光学性能，Ce2O3掺杂可降低薄膜晶型转化温度。TiO2薄膜（玻璃衬底）经600℃热处理由锐钛矿转为金红石结构；当掺Ce2O3含量为5at％时热处理温度为500℃薄膜就已开始发生晶型转变。薄膜表面颗粒较均匀，存在程度不同的孔洞和颗粒聚集现象；掺Ce2O3后薄膜表面致密度明显增强。薄膜（玻璃衬底）的光学带隙从3．74eV降至3．60eV。     

片状磁性纳米TiO2/SiO2/NiFe2O4制备及光催化性能

以锐钛矿磁性纳米TiO2/SiO2/NiFe2O4(TSN)为原料,采用水热法制备了片状磁性纳米TSN.利用XRD、TEM等技术对样品进行了表征.水热法处理后核壳结构的TSN部分转变为片状,催化剂磁性增强.以亚甲基兰溶液为模拟水样测试了样品的光催化性能,考察了催化剂加入量、反应时间、pH值等因素的影响.实验表明:片状磁性纳米TSN光催化性能明显优于粒状TSN.片状TSN具有良好的吸附性能,提高了光催化反应的初始速率.用于处理亚甲基兰废水时受pH值的影响较小,1小时的脱色率在90%以上.     

Ag/TiO2光催化薄膜清除乙烯气体的研究

乙烯对果蔬的生长有积极的作用,它可以促进果蔬的成熟,使其变得香甜可口。但果蔬成熟后乙烯的存在又可以加速果蔬的熟化程度,使其变得脆弱、易腐烂。因此,清除乙烯将对果蔬保鲜产生积极的影响。本文采用溶胶一凝胶方法制备了TiO2及Ag／TiO2薄膜。利用气相色谱法通过在自制的反应器内进行检测清除乙烯的实验,比较了TiO2薄膜和Ag／TiO2薄膜的光催化清除乙烯性能。结果发现,TiO2薄膜有较好的光催化清除乙烯性能,掺杂适量的Ag后,Ag／TiO2薄膜有更好的清除乙烯性能。本文还用XRD、SEM对TiO2及Ag／TiO2薄膜的形貌、物相结构、颗粒尺寸进行了表征分析并对实验结果进行了讨论。     

掺银TiO2薄膜的亲水特性

采用溶胶—凝胶法及浸渍提拉法在普通的载玻片上制得含不同掺银量的TiO2薄膜，通过对薄膜及相应粉体的XRD、XPS及薄膜致密度的测量，分析了银的掺杂量对TiO2薄膜亲水特性的影响。结果表明：TiO2薄膜中银的掺杂量≤0．635mol％时有利于TiO2薄膜亲水性能的改善；表面羟基和表面桥氧的含量对TiO2薄膜的亲水性能均有直接影响。