医用钛合金表面TiO_2覆膜生物改性的研究

在新型近B钛合金Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb表面分别用3种微弧氧化法(普通微弧氧化、复相微弧氧化、紫外照射微弧氧化)和优化溶胶.凝胶法镀上一层TiO2薄膜,考察了各种薄膜的表面微观结构、与基体的结合强度以及亲水性和抗腐蚀性能.XRD和SEM测试结果表明,3种微弧氧化膜主要由金红石相和锐钛矿相组成,表面布满微孔,普通微弧氧化法和紫外光照射微弧氧化法制备的薄膜表面较为光滑,与基体的结合强度为53 Mpa,略高于复相微弧氧化膜;溶胶一凝胶膜主要由锐钛矿组成,表面最为光滑致密.与基体的结合强度为32 Mpa.接触角测试结果表明,紫外光照射微弧氧化膜的表面亲水性最好,溶胶-凝胶膜的亲水性要好于普通微弧氧化膜和复相微弧氧化膜;电化学腐蚀试验显示,4种TiO2薄膜都具有较好的抗腐蚀性能,而普通微弧氧化膜的抗腐蚀能力最好.     

TiO_2薄膜对金刚石磨削性能的影响

采用溶胶-凝胶法在金刚石表面涂覆TiO_2薄膜.利用扫描电镜、能谱以及红外光谱等手段对涂膜后金刚石磨料表面形貌、结构和成键情况进行分析,研究在不同进刀量时TiO_2薄膜对金刚石磨削性能的影响.结果表明:磨料表面的TiO_2薄膜可以保护金刚石磨料在烧结过程中不受结合剂中碱金属氧化物的侵蚀,提高结合剂对金刚石的润湿性;在进刀量为5 μm/s时,与未涂膜金刚石砂轮相比,涂膜金刚石砂轮对硬质合金(WC,6%(质量分数)Co)的磨耗比提高121%.     

TiO_2薄膜光催化剂性能的研究

在空气环境下,通过浸涂的方法在普通玻璃基片(50mm×2mm×2mm)上采用溶胶-凝胶法制备了TiO2薄膜。通过XRD分析了TiO2薄膜处理温度对其结晶程度的影响。结果表明,增加热处理温度可以增加结晶的程度,甚至还会导致锐钛矿型向金红石型的晶相转变。此外,TiO2薄膜光催化性能的研究显示,TiO2薄膜的层数对其光催化性能具有明显的影响。增加薄膜的层数,TiO2薄膜对甲基橙的分解速率呈现出了一个逐步增加的趋势。当薄膜的层数达到4层和5层时,甲基橙的分解速率比较接近。然而不同的是,随着Ce或La的加入量的增加,掺杂Ce或La的TiO2薄膜对甲基橙的分解速率则呈现出了一个先增加后减小的趋势。     

三乙胺改性TiO_2光催化薄膜的制备与结构分析

采用溶胶-凝胶法,利用多水体系制备工艺制备了具有锐钛矿晶型的TiO2溶胶,通过三乙胺制备改性TiO2溶胶,最终制得具有可见光催化性能的TiO2复合薄膜。通过SEM、粒度分析、TEM等表征发现三乙胺的加入改变了TiO2晶粒尺寸和薄膜的结构。可见光催化实验表明:三乙胺与钛酸丁酯质量比为1:2时,薄膜光催化性能最优;利用UV-vis测试发现改性后的TiO2薄膜的吸收边有所红移,在可见光区具有较强的吸收。     

SiO_2添加量对TiO_2薄膜表面特征及亲水性的影响

采用溶胶凝胶法在载玻片表面制备了均匀透明的TiO2/SiO2超亲水性薄膜。利用XRD、红外光谱(IR)和分光光度计,研究了SiO2添加量对薄膜微结构、透光率、亲水性的影响。结果表明:添加SiO2后,薄膜中TiO2晶粒尺寸变小;在薄膜中,TiO2和SiO2分别单独形成颗粒,但有部分Ti—O—Si键形成,存在部分复合氧化物;由于取代反应,复合氧化物中表面形成Lewis酸,薄膜表面吸附的羟基含量增多且稳定,可提高TiO2薄膜的超亲水特性,其超亲水性状态在暗处可保持很长时间;SiO2添加量为40%时的薄膜亲水性最好。     

热处理对纳米TiO_2薄膜结构的影响及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法在玻璃基体表面制备纳米TiO2薄膜,通过热处理改变其结构性能,X-射线衍射结果表明,经100℃处理后无明显衍射峰,纳米TiO2薄膜为非晶态,没有发生结构转变;经450℃处理后出现明显的锐钛矿结构衍射峰,但衍射峰的强度较弱,生长过程中锐钛矿在(101)面上具有一定的择优取向;经650℃处理后出现金红石结构衍射峰。催化降解性能表明,经450℃处理后得到的锐钛矿结构纳米TiO2薄膜具有较好的光催化性。     

溶胶-凝胶法制备PSR杂化TiO_2复合薄膜及性能研究

采用钛酸丁酯和全氟磺酸树脂(PSR),通过溶胶-凝胶过程形成均匀稳定的复合溶胶并成功制得复合薄膜,通过FTIR分析薄膜中二氧化钛与PSR的相互作用,利用SEM观察薄膜的表面形貌。对制得的复合膜光催化降解性能进行考察,发现复合薄膜表现出良好的光催化活性,优于纯二氧化钛的光催化活性和PSR吸附性能的叠加。     

金刚石表面改性的实用效果

利用真蒸镀使金刚石表面敷镀铬、钛或铬钛合金。检验其在金属烧结体中的力学性能和切割性能。发现金刚石通过改性后，金属烧结体的内界面强度有明显提高，金刚石锯片的切削磨削耗量降低近３０％。     

铒掺杂对玻璃表面TiO_2薄膜光催化性能的影响

通过溶胶-凝胶法、浸渍-提拉法在玻璃片表面制备一系列掺杂铒的TiO_2薄膜(Er-TiO_2).并利用XRD、SEM、DRS、FS等技术对掺铒TiO_2薄膜进行表征,通过甲基橙溶液的光催化降解评价其光催化性能.结果表明:所制光催化剂为锐钛矿型;铒掺杂使TiO_2薄膜的吸收光向长波方向移动.适量铒掺杂能够提高TiO_2薄膜的FS光谱强度,这可能是因为铒掺杂能够使表面氧空位和缺陷的浓度增加;FS光谱强度越高,薄膜的光催化活性越高.当掺杂浓度为1.0%,镀膜层数为4层,煅烧温度为500℃时,Er-TiO_2薄膜的光催化活性最高.     

氧化钛纳米薄膜对玻璃表面的强化机制研究

采用溶胶-凝胶工艺在玻璃基体表面制备的掺铈和未掺铈的纳米TiO_2薄膜,对玻璃基体具有强化作用.涂覆未掺铈TiO_2薄膜的玻璃与涂膜前相比较,其抗弯强度和断裂韧性分别增加了7%和24%,涂覆掺铈薄膜后玻璃的力学性能增加的更为显著.借助原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)分析,探讨了薄膜对玻璃基体表面强化的作用机制.研究表明,涂覆在玻璃表面均匀致密的纳米结构TiO_2薄膜,通过高温烧结,原子间发生相互扩散,牢固地粘附于玻璃表面,使玻璃表面的微裂纹、断键等得以修复,从而提高了玻璃的力学性能.     

不锈钢表面TiO2薄膜的溶胶-凝胶法制备及其性能

通过溶胶-凝胶法在316L不锈钢表面制备TiO2薄膜.研究发现,经500℃热处理1h的TiO2主要由锐钛矿相构成,随着热处理温度的提高,锐钛矿相逐渐转变为金红石相.降解结晶紫水溶液和对水的接触角结果测试表明,随着涂膜次数的增加,TiO2薄膜的光催化性和亲水性都有一定的提高.电化学腐蚀测试说明,表面涂有TiO2薄膜的316L不锈钢的耐腐蚀性提高,薄膜对基体起到了一定的保护作用.     

Sol-Gel法制备纳米Fe-TiO_2光催化剂及其光催化性能

以钛酸四正丁酯和无水乙醇为主要原料,掺杂一定比例的Fe3+,采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备TiO2-Fe2O3复合催化剂,并用XRD和SEM等手段进行表征。以4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚(PAR)光催化降解为模型反应,在可见光条件下对所制备的催化剂催化性能进行表征和评价。结果表明:掺铁TiO2比不掺杂TiO2有更高的催化活性,同时也验证掺铁量在0.5%时,光催化活性最高。焙烧温度在400℃时,催化活性大。     

TiO2超疏水膜的制备及影响因素

采用溶胶-凝胶法于金属基片上制备了TiO2膜,经表面修饰低表面能物质1H,1H,2H,2H-十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS)后,呈现良好的超疏水性能,通过实验优化确定了最佳实验条件,得到最佳TiO2超疏水表面,其与水的接触角达到173.7°。并研究了聚乙二醇(PEG)含量、TiO2纳米粒子含量和烧结温度和时间对超疏水性能的影响。     

锐钛矿型TiO_2溶胶原位改性醋丙乳液的研究

采用TiOSO4为原料制备稳定的锐钛矿型TiO2溶胶,将其与醋丙乳液复合,原位合成含有锐钛矿型TiO2晶粒的复合乳液,并采用浸渍提拉法制备薄膜。分别采用XRD、TEM、SEM等测试手段对TiO2溶胶的物相结构、复合乳液中粒子的大小和形态、薄膜表面形貌等进行表征,并考察TiO2溶胶添加量对薄膜表面形貌、接触角以及光催化性能的影响。结果表明:该复合乳液具有较高的稳定性和良好的成膜特性,TiO2粒子在复合薄膜中分布均匀,随TiO2含量的增大,薄膜表面的TiO2粒子增多,导致薄膜粗糙度增大。经紫外光照后,复合薄膜对水的接触角随TiO2含量的增大而降低,光催化活性逐步提高。     

纯钛表面微米级多孔TiO_2薄膜的制备及形成机制

研究了阳极氧化电压、氧化时间和电解液的浓度对纯钛表面形成的阳极氧化薄膜形貌的影响。在氧化电压为20V,HF溶液浓度为0．5％（质量分数,下同）,氧化时间为60min的条件下,可在纯钛表面获得分布比较均匀的微米级多孔氧化膜,孔径为1．5-2．2μm。经500℃,1h处理后,该薄膜成为锐钛矿结构的TiO2。可以通过控制工艺参数,使得TiO2钝化膜的局部溶解速率大于形成速率来获取这种微米级多孔TiO2薄膜。     

玻璃基TiO_2-SiO_2/SiO_2增透膜的溶胶-凝胶法制备和表征

采用溶胶-凝胶工艺,用提拉法在普通玻璃上制备TiO2-SiO2/SiO2复合增透膜。用紫外-可见光谱(UV-Vis)测试膜层的透射率,计算复合膜层的光学常数、折射率和膜层的厚度;用扫描电镜(SEM)观察膜层的表面形貌;研究TiO2-SiO2的比例以及热处理工艺对复合膜光学常数的影响。结果表明:溶胶的稳定性是整个工艺的关键与基础,溶胶中乙醇含量、陈化时间以及热处理制度会对膜层的折射率和厚度造成影响,从而导致整个复合膜的透过率变化。通过优化工艺,制备出在可见光范围最大透过率>98%、平均透过率约为95%的高增透膜,并对得到的结果进行详细地讨论。