室温合成Ag掺杂TiO_2复合材料及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛源,AgNO_3水溶液为介质,室温下水解合成Ag-TiO_2复合材料,然后在不同温度下煅烧;并对材料进行XRD、SEM表征,最后测试其光催化活性.结果表明:煅烧温度能够影响复合材料的形貌、材料后续相变及其光催化活性.煅烧温度为600℃时,TiO_2为锐钛矿型并且形貌均匀、粒径均一;30 W紫外光照下100 min,复合材料对罗丹明B的降解效率为98.51%;煅烧温度为700℃时,TiO_2由锐钛矿型部分转变为金红石型,光催化降解效率开始下降(97.46%);800℃时,TiO_2已全部转化为金红石型,光催化降解效率为94.8%.该合成方法简单、温和、绿色环保、不引入任何模板剂,得到的材料光催化效果佳.     

纳米TiO2的制备表征及光催化性能研究

采用溶胶—凝胶法制备纳米TiO2光催化剂。通过XRD、FT-IR、PL等对TiO2样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察经不同热处理温度TiO2催化剂对MB的降解效果。结果表明:所制备的TiO2粉体在500℃热处理5h后为锐钛矿相与金红石相的混晶相,对亚甲基蓝(MB)降解率最高。光催化剂存在最佳热处理温度和最佳用量。     

常压MOCVD法制备TiO_2薄膜及性质研究

利用常压MOCVD法在Si及Al2O3衬底上制备了TiO2薄膜.研究了沉积温度和退火温度对TiO2薄膜结构和形貌的影响,以及TiO2薄膜的光学性质.研究发现,沉积温度为600℃时,制备的TiO2薄膜结构为锐钛矿相,薄膜质量较高.TiO2薄膜在1 090℃高温退火后,薄膜结构完全转变为金红相.TiO2薄膜在可见区域有着高达90%以上透射率,在紫外区域有着强烈的吸收.     

水解沉淀法制备纳米TiO2及其表征

以TiOSO4为原料制备纳米TiO2 并对其进行XRD、BET、TEM研究 .结果表明 ,pH值与热处理温度对晶粒大小及晶型结构有很大影响 .在 5 0 0℃热处理条件下 ,pH =5时的纳米粉末比表面积为 10 1.3 9m2 ·g-1,粒径 10nm左右 ;pH =10时的纳米粉末比表面积为 95 .48m2 ·g-1,粒径 3 0nm左右 .在 75 0℃时的金红石晶型转变对粒径的长大有很大的促进作用 .     

SnO2/TiO2/AER复合光催化剂的制备、表征及其光催化性能

以锡酸钠、硫酸钛和氨水为原料,717型阴离子交换树脂(AER)为载体设计合成了SnO2/TiO2/AER复合光催化剂.采用XRD、SEM及EDS分析等对其表面形貌和结构进行表征,并考察其在可见光照射下对甲基橙溶液的光催化性能.结果表明,金红石型SnO2和锐钛矿型TiO2的复合半导体负载于AER上.其中AER的用量为5 g、n(SnO32-)/n(Ti4+)=1∶4、反应温度为100℃时合成的复合光催化剂对甲基橙溶液的脱色率最高,达94.84％;且重复使用10次后仍然超过90％.     

TiO_2的混晶效应与光催化性能综合实验研究

采用溶胶-凝胶法制备不同晶型的TiO_2粉体,以甲基蓝溶液为降解物研究TiO_2粉体的光催化性能。实验结果表明:当热处理温度为475℃以下时可以制备出纯锐钛矿相TiO_2粉体,550℃以上时可以制备出纯金红石相TiO_2粉体。混晶TiO_2粉体的光催化性能明显优于纯锐钛矿或金红石的TiO_2粉体,混晶比影响TiO_2的光催化降解效率,当合成温度为475℃(金红石相含量为25%),得到的TiO_2粉体光催化活性最好。该实验可以作为电子材料专业课的综合实验,使学生充分掌握溶胶-凝胶法制备TiO_2微粉的合成工艺以及熟悉常用的分析手段。该实验简单易行,利于分组操作和综合分析,可有效培养学生综合应用知识的能力和科研能力。     

低温液相法制备纳米TiO2粉体及其表征

以TiCl4为原料，利用低温液相法分别制备出了锐钛矿型、金红石型、锐钛矿和金红石混合晶型的纳米TiO2粉体．采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）及粒度分布仪等测试手段，对产品的物相、形貌和粒度分布进行了表征．实验结果表明，利用低温液相法制备出的纳米TiO2粉体结晶性能良好．粒径大小均匀．     

阳极电压对多孔纳米晶二氧化钛微弧氧化膜的生长特性影响研究

在Na2CO3溶液中,采用微弧氧化方法制备了纳米晶TiO2薄膜。利用XRD和SEM分别对氧化膜的相组成和表面形貌进行了分析。结果表明,氧化膜主要含锐钛矿和金红石相TiO2,且表面布满了尺寸在160nm-60nm之间的柱状TiO2晶粒。     

稀土掺杂纳米TiO2的合成研究

以钛酸四丁酯和硝酸钇为原料 ,采用溶胶—凝胶法制备了掺杂Y的TiO2 纳米材料 ,通过XRD、TEM对产物的晶体结构、晶粒大小、形貌进行了表征 ,TG -DTA研究了TiO2 在锐钛型和金红石型之间的晶型转变过程。结果表明 ,产物为纳米微粒 ,平均粒径为 30nm左右。     

稀土掺杂TiO2光催化剂的制备及其光催化活性的研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备稀土掺杂TiO2光催化剂RE/TiO2（RE=Pr、Nd、Gd、Er）,利用XRD、BET、DRS、SPS等手段进行表征,研究了稀土掺杂对TiO2的晶相结构、比表面积、吸光性能的影响,考察了RE/TiO2催化剂降解C2H4的气-固相光催化氧化反应性能.结果表明：掺杂适量的稀土离子可以抑制锐钛矿晶型向金红石晶型转变,细化晶粒,增加比表面积,提高光催化活性.     

CuO/TiO2的制备及其光催化性能研究

以钛酸丁酯和无水乙醇为反应物,采用溶胶-凝胶法制备CuO负载TiO2.以亚甲基蓝为模型反应物,实验结果表明,Cu/Ti元素质量比为30%,焙烧温度为500℃,产品光催化降解亚甲基蓝的反应性能最好.日光灯照射10 h后,亚甲基蓝的降解率可达58.4%.XRD表征结果显示,二氧化钛晶相为锐钛矿和金红石混晶结构,在Cu/TiO2中Cu以CuO晶体形式存在.     

S,N耦合掺杂TiO2光催化剂制备

以钛酸四丁酯为钛源,冰醋酸为水解抑制剂,DL-甲硫氨酸为小分子掺杂剂,采用溶胶-凝胶法制备了S,N非金属元素耦合掺杂的TiO2光催化剂。XPS能谱分析表明,N原子以N2-的形式替换了部分O2-而进入TiO2晶格,而S原子则分别以S4＋及S2-的形式替换了部分Ti原子及部分O原子,进入TiO2晶格,实现了S,N的耦合掺杂。XRD衍射表明,S,N耦合掺杂TiO2催化剂均为锐钛矿型晶体,同时也说明S,N的耦合掺杂对TiO2晶体从锐钛矿向金红石晶相转变有较强的抑制作用。光学特性分析表明,S,N的耦合掺杂不仅能将催化剂的光吸收边拓展到了可见光区,而且对紫外光区的光吸收几乎无影响。     

碳掺杂TiO_2可见光光催化剂的制备及可见光光催化性能

以乙二胺和钛酸四丁酯作为原料,采用改进的溶胶-凝胶法合成了碳掺杂TiO2可见光响应的光催化材料.以XRD、TEM、XPS、UV-vis等手段对样品进行了表征.结果表明：碳掺杂可以阻止样品由锐钛矿相向金红石相的转变,同时还可以抑制晶粒的生长.碳取代晶格中氧原子形成Ti—C键和O—Ti—C键,它能改变TiO2的能带结构,诱导可见光响应,还可提供新的活性点;碳掺杂400℃煅烧的样品具有较强的可见光响应.可见光下降解亚甲基蓝（MB）的结果表明：乙二胺加入1 mL,煅烧温度400℃时的样品具有最高的可见光光催化活性.     

掺杂Mo6+对纳米TiO2薄膜亲水性的影响

用溶胶-凝胶法制备了一系列掺杂钼量不同的TiO2纳米薄膜.用XRD,SEM和CAS(Contact Angle System)对TiO2薄膜的结构和性能进行了表征.结果表明,Mo6+掺杂浓度对薄膜的热致亲水性和光致亲水性均有影响,当掺Mo6+质量分数为0.75%,热处理温度为400℃时,掺钼TiO2薄膜在黑暗中放置72 h后仍能表现超亲水性.     

人血纤肽片段在TiO2表面吸附行为的分子模拟研究

生物分子在材料表面的吸附行为对于许多领域的研究具有重要意义,分子模拟能提供实验上无法获得的重要分子层次的信息.该文采用Materials Studio 4.4软件包, Adsorption模块, Universal力场,分别在真空与水环境下模拟研究了TiO2锐钛矿和金红石两种晶体材料表面吸附人血纤肽片段( HFG)的行为,并研究了不同电荷HFG的影响.结果表明：真空中带负电的HFG与金红石结合较稳定;水的介入,明显的影响了HFG在TiO2表面的吸附行为,尤其对锐钛矿影响更大;如果材料上带有负电荷,那将会大大提高它的抗凝血性能.     

TiO_2覆膜层厚度的拉曼光谱测定

为解决TiO2覆膜层厚度值测定和验证问题,采用拉曼光谱一维线扫描技术,对金红石型TiO2覆膜的厚度和物相进行了测定。研究表明,通过金红石型TiO2位于610cm-1处的峰A1g振动的拉曼谱峰强度信息,无损测得了微米级金红石型TiO2覆膜的厚度。     

负载型TiO2光催化剂的制备及其表征

通过溶胶-凝胶法,在玻璃基体上制备透明的TiO2薄膜催化剂.采用TG-DTA、XRD、EDX、SEM和AFM等方法对薄膜的形成过程和结构进行测试.结果表明制备的TiO2溶胶-凝胶性能稳定,负载1～10次时TiO2的负载量在1.51×10-5g/cm2～11.34×10-5g/cm2范围内,负载5次的薄膜铅笔硬度为4H、附着力为0级,500℃烧结1h后薄膜中的TiO2为锐钛矿结构,细颗粒分布均匀,并呈纳米级大小.     

纳米二氧化锡薄膜的AFM研究

以SnCl4.5H2O作为反应前驱物,采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO2薄膜,对薄膜烧结的温度及时间等工艺进行了研究,得到了最佳的烧结条件,采用X射线衍射仪（XRD）及原子力显微镜（AFM）对薄膜进行了结构形貌表征。结果表明,当烧结温度为450℃时,纳米SnO2薄膜为金红石型结构,表面形貌最佳,平均颗粒约为39-45nm。     

二氧化钛的制备和改性研究

通过溶胶-凝胶法制备Ti O2粉末,对Ti O2粉末进行了XRD、DRS表征,探讨了二氧化钛的煅烧温度和稀土掺杂对其光催化性能的影响.结果表明,随煅烧温度升高,Ti O2逐渐由无定型向锐钛矿转化,当温度高到700℃开始出现金红石型,制备锐钛矿Ti O2的最佳煅烧温度为500℃.稀土离子掺杂扩展了Ti O2的光响应范围,同时提高了晶体的热稳定性,从而抑制Ti O2晶粒生长,有利于提高二氧化钛光催化活性.     

退火温度对反应共溅法制备CoTiO_2薄膜的影响

通过超高真空反应磁控共溅射方法制备了CoTiO_2薄膜样品,在退火过程中加入了紫外光照射,研究了退火温度在反应共溅法中对薄膜微结构和磁性能的影响。形貌和结构研究表明,随着退火温度的升高样品的表面颗粒尺度逐渐减小,温度越高越有利于磁性相的形成,且500℃退火温度下锐钛矿结构的衍射峰较明显,晶胞变大;磁滞回线显示出样品呈现铁磁性特征,并且随着退火温度的升高样品的磁化强度逐渐降低;热磁曲线测量显示有序温度高于120℃。退火过程中进行辐照干预的处理,发现在薄膜制备过程中对薄膜的结构及磁性有重要影响。铁磁性有可能是起源于在热处理过程中引起的磁性离子和氧空位导致的晶格缺陷。