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La掺杂对TiO2薄膜性能的影响

李金泽黄洁陈浩厉以宇苏晓东

材料研究学报

用溶胶--凝胶法制备TiO2以及La掺杂TiO2的前驱体凝胶, 将其均匀旋涂不同层数制备出不同厚度的薄膜, 研究了La掺杂对TiO2薄膜结晶性能、表面形貌、光学特性和亲水性能的影响. 结果表明: 在500℃可以获得结晶性良好的锐钛矿相TiO2薄膜; 随着La掺杂量的增加, 薄膜中TiO2晶粒会变大, 同时引起紫外可见光谱中吸收边的蓝移. 掺La的TiO2 薄膜经紫外照射后其接触角明显高于未掺杂样品, 主要原因是到达表面的活性载流子相对减少. 一方面, 大的TiO2晶粒使得光生载流子到达光催化表面的路程变长, 电子--空穴对的复合几率也随之变大; 另一方面, 未完全替代Ti的La可能成为光生电子--空穴对的复合中心. 因此, 通过La的掺杂可以有效调节TiO2晶粒尺寸和光致接触角.

关键词: 无机非金属材料 , sol–gol , TiO2 thin film , La doping, contact angle , null

丙烯酸表面修饰法制备纳晶TiO2薄膜的研究

毛立群 , 丁彦 , 张治军 , 党鸿辛

无机材料学报

采用sol-gel法制备纳晶TiO2薄膜,在溶胶的制备过程中加入丙烯酸对纳米TiO2胶体颗粒进行表面修饰.溶胶的透射电镜(TEM)分析表明,丙烯酸的表面修饰作用可以抑制在制备和陈放过程中胶体颗粒的团聚.采用原位程序升温,使用X射线衍射仪(XRD)对TiO2粉体由锐钛矿向金红石的转变过程(A→R)进行了考察,结果显示,晶粒的迅速生长和晶型的转变有着密切的联系;此外,丙烯酸的修饰作用能显著提高A→R的温度,且有助于抑制热处理过程中纳晶TiO2颗粒的团聚.TiO2薄膜的原子力显微照片(AFM)表明,丙烯酸修饰法制备的TiO2薄膜,膜层均匀连续,颗粒为纳米尺度.

关键词: 表面修饰 , thermal aggregation , phase transformation , TiO2 thin film

Pb掺杂TiO2薄膜的制备及光催化活性研究

赵秀峰 , 孟宪锋 , 张志红 , 刘浪 , 贾殿赠

无机材料学报

以硝酸铅和钛酸丁酯[Ti(OBt)4]为前驱体,用溶胶-凝胶法在活性炭表面制成了Pb掺杂TiO2薄膜.并用X射线衍射(XRD)、紫外可见光谱(UV-VIS)、透射电镜(TEM)对制得的Pb掺杂TiO2薄膜进行了表征.分别用甲基橙水溶液的光催化脱色反应、有机磷农药一氧化乐果(omethoate)水溶液的光催化降解反应评价了不同Pb掺杂TiO2薄膜的光催化活性.结果表明,薄膜为金红石和锐钛矿的混合晶相.相对于未掺杂的TiO2薄膜,由于金红石含量的增加,不同Pb掺杂TiO2薄膜的吸收带发生了微小的红移.Pb掺杂使薄膜的光催化活性明显提高,当Pb/TiO2质量分数为1.7%时,薄膜显示出最高的光催化活性. TiO2薄膜中的Pb可能以Pb(Ⅳ)和Pb(Ⅱ)两种形态存在,在紫外光的辐射下,Pb(Ⅳ)和Pb(Ⅱ)可能通过浅势俘获TiO2的光生电子和空穴而发生相互转化,减少了光生电子和空穴的简单复合,从而提高了薄膜的光催化活性.

关键词: Pb掺杂 , TiO2 thin film , sol-gel method , preparation , photocatalytic activity

氮氟共掺杂二氧化钛薄膜的制备、表征及杀菌性能

丁卉 , 张诺 , 戎非 , 付德刚

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00517

通过溶胶?凝胶法制备了氮氟共掺杂TiO2(N-F-TiO2)溶胶, 并利用丝网印刷法在玻璃基底上制备了N-F-TiO2薄膜, 通过XRD, XPS及漫反射对N-F-TiO2进行了表征. XRD分析表明制备出的N-F-TiO2以锐钛矿结晶为主; XPS谱显示 N元素以N-Ti-O成键的形式掺杂在晶体中, F元素以表面吸附和晶格掺杂的形式存在; 紫外?可见漫反射表明与TiO2相比, N-F-TiO2的吸收强度明显增强, 光吸收起始位置有明显红移. 利用大肠杆菌做为实验菌种, 采用可见光与365nm紫外光分别作为激发光源, 对其相对存活率及细胞膜损伤程度进行了研究. 结果表明: N-F-TiO2薄膜具有较高的杀菌效率, 光照60min时紫外光下大肠杆菌相对存活率降低到0, 可见光下为10%; 细胞损伤实验结果表明在紫外光作为光催化激发光源时, 菌悬液中脂质过氧化物(MDA)含量最大值可以达到1.4 nmol/mg干细胞重, 可见光下可以达到0.9 nmol/mg 干细胞重.    

关键词: 氮掺杂 , fluorine doping , TiO2 film , photocatalysis , sterilization

医用金属表面溶胶-凝胶法和离子束合成TiO2薄膜的结构、性能比较

刘敬肖 , 杨大智 , 史非 , 蔡英骥

无机材料学报

采用溶胶-凝胶法和离子束增强沉积法在医用NiTi合金表面制备TiO2薄膜以提高其生物相容性.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和X光电子能谱(XPS)对薄膜的结构、表面形貌及组成进行了比较研究;电化学腐蚀实验表明,两种方法制备的TiO2薄膜对金属基体均起到一种保护膜的作用,能够提高医用金属材料在模拟体液中的抗腐蚀性;对薄膜表面固定肝素抗凝血分子进行研究发现,溶胶-凝胶法制备的TiO2薄膜表面能够获得较好的肝素固定效果.

关键词: 溶胶-凝胶法 , IBED , TiO2 film , heparin immobilization

在二氧化钛修饰的基体上生长氧化锌纳米棒阵列的研究

杨安丽 , 崔作林

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.01092

以硝酸锌和六亚甲基四胺为主要原料, 采用简单、低温的水热法在预先用金红石二氧化钛薄膜修饰过的硅基体上生长了高取向性的ZnO纳米棒阵列. 运用扫描电子显微镜 (SEM), 透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对产物的结构和形貌进行了表征. 并且讨论了溶液?浓度对ZnO形貌的影响. 测试结果表明, 在0.025mol/L的Zn(NO3)2·6H2O和C6H12N4水溶液中70℃反应4h后的ZnO纳米棒的平均直?径为100nm,平均长度为1μm, 属于六方纤锌矿结构且沿c轴择优取向生长. 并且对制备出的ZnO纳米棒阵列薄膜进行了室温下的荧光测试, 发现 ZnO纳米棒阵列膜在389nm处具有很强的紫外发射峰, 在466nm处有一个比较弱的发射峰.

关键词: ZnO纳米棒阵列 , TiO2 films , hydrothermal

直接氮化法制备纳米晶TiN薄膜

姜洪波 , 高濂 , 李景国

无机材料学报

首先采用溶胶-凝胶法在Al2O3基体上制备了TiO2纳米晶薄膜,然后在管式气氛炉中,用氨气作为还原剂,直接氮化制备TiO2纳米晶薄膜;从而成功地在α-Al2O3陶瓷基片上制备了纳米晶TiN薄膜.利用XRD、XPS、FE-SEM等分析技术,研究了制备的纳米晶TiN薄膜的相组成及形貌.结果表明最佳工艺条件为:氮化温度为700℃,氮化时间为1h.

关键词: 直接氮化法 , nanocrystalline TiN film , Ti02 film

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