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溅射二氧化钛电极对过氧化氢电化学检测的研究(英文)

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传感技术学报 2008年第9期21卷 1487-1492页

作者：周庆利袁青于晶吴坚浙江大学医学院附属妇产科医院杭州310006 浙江大学生物医学工程与仪器科学学院杭州310027 浙江大学生物系统工程与食品科学学院杭州310029

介绍一种使用微电子技术制造的二氧化钛电极,并且研究了该电极在磷酸缓冲液中的电化学特性。循环伏安法测量的结果显示,过氧化氢和氧气都能在该电极上还原,而且过氧化氢的还原更为明显。在磷酸盐缓冲液中,以Ag/AgCl为参考电极,当所施加... 详细信息

介绍一种使用微电子技术制造的二氧化钛电极,并且研究了该电极在磷酸缓冲液中的电化学特性。循环伏安法测量的结果显示,过氧化氢和氧气都能在该电极上还原,而且过氧化氢的还原更为明显。在磷酸盐缓冲液中,以Ag/AgCl为参考电极,当所施加电压为-300V时,安培法显示二氧化钛电极对过氧化氢有很快的响应速度,其对于0.1mmol/L过氧化氢的响应电流是0.4μA,而由于溶解氧所带来的背景还原电流仅为14nA。为了研究这种电极在生物传感器中的应用可能性,实验中把葡萄糖氧化酶固定在钛氧化物电极薄膜上并测试了相应特性,发现存在的主要问题为酶在氧化钛表面的固定较为困难。

关键词：二氧化钛电极过氧化氢溅射还原

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二氧化钛电极结构调控及其电化学性能研究

二氧化钛电极结构调控及其电化学性能研究

作者：李德润燕山大学

学位级别：硕士

工业飞速发展的当今社会,环境的严重污染、能源的快速消耗使得人们对新型可持续的能源进行不断探索,而新能源的开发和利用又面临着难以储存的问题,超级电容器作为新时代储存能量的新型设备展现出了极大的优势。本文主要研究二氧化钛用... 详细信息

工业飞速发展的当今社会,环境的严重污染、能源的快速消耗使得人们对新型可持续的能源进行不断探索,而新能源的开发和利用又面临着难以储存的问题,超级电容器作为新时代储存能量的新型设备展现出了极大的优势。本文主要研究二氧化钛用于超级电容器方面的研究。采用简单水热法一步合成出原位生长的二氧化钛作为超级电容器的负极。通过高温水热法合成制备有区别与传统(1×1)孔道结构的二氧化钛纳米材料的新型(2×2)孔道结构的锰钡矿相二氧化钛(K TiO)纳米材料,然后通过离子交换法,置换出孔道中部分的K,以使锰钡矿相二氧化钛结构不坍塌的同时仍能为电荷传导清空障碍。最后通过高温裂解使活性物质完美结合在钛基底上,减少了因涂片带来的活性物质损失。通过组装柔性全固态非对称超级电容器,在柔性可弯曲的基础下更是展现出了2.4 V的超高压电位窗口,超高的功率密度和能量密度。在此基础上,本论文进一步研究了电解液的种类和浓度对纳米KTiO电极电化学行为的影响,发现反应液的浓度影响了其性能与形貌。为了提高纳米KTiO电极的导电性,以葡萄糖为为碳源,采用水热聚合结合高温热解的手段,在KTiO电极上包覆一层活性炭,与未包覆活性炭的KTiO电极相比,KTiO/C电极具有更高的二氧化钛活性物质担载量、连续的电子传导网络结构、短的离子输送通道和官能化的混合相亲水表面。得到的电极材料性能更是比原始电极提升2倍左右。将其组装成的Ni-Mn-O/C//KTiO/C非对称超级电容器更是展现出了2.7 V的超高电压窗口,从而为所合成的KTiO/C电极在超级电容器中的实际应用奠定了坚实的研究基础。

关键词：非对称超级电容器二氧化钛电极碳包覆

面向栽培基质的二氧化钛电极pH传感器制备及性能研究

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面向栽培基质的二氧化钛电极pH传感器制备及性能研究

作者：高涵江苏大学

学位级别：硕士

在设施农业中,栽培基质pH值是影响农作物生长的重要因素,栽培基质pH值的准确在线检测对促进设施农业自动化智能化生产具有重要意义。pH值在线检测时,电极周围的栽培基质往往处于离子非饱和溶液状态,并且,电极反复在栽培基质中使用,会对... 详细信息

在设施农业中,栽培基质pH值是影响农作物生长的重要因素,栽培基质pH值的准确在线检测对促进设施农业自动化智能化生产具有重要意义。pH值在线检测时,电极周围的栽培基质往往处于离子非饱和溶液状态,并且,电极反复在栽培基质中使用,会对电极本身造成磨损,导致栽培基质pH值在线检测误差增大。针对以上问题,本文研制了一种具有超亲水、耐磨、氢离子敏感特性的二氧化钛（TiO）电极,试验分析退火处理对TiO电极各项性能的影响,以TiO电极为基础,设计制备了一种基于TiO电极的延伸式栅极场效应晶体管（Extended Gate Field Effect Transistor,EGFET）pH传感器,并测试其性能。在实际的栽培基质中,结合温度补偿公式对该pH传感器进行栽培基质pH值在线检测试验。主要研究内容与结果如下:（1）分析金属/金属氧化物电极pH传感器检测理论,结合栽培基质pH值在线检测实际使用情况,分析了电极表面具有亲水性对栽培基质pH值在线检测的作用,同时对电极表面的耐磨性提出了更高的要求。分析了退火处理对TiO电极表面的有益作用,确定使用退火工艺来提高电极表面的硬度,以此提高耐磨性。分析了基于EGFET的pH传感器的检测原理,为设计基于TiO电极的EGFET pH传感器提供理论依据。（2）采用化学腐蚀法制备了TiO电极,并采用退火工艺对电极表面进行处理。通过X射线衍射（XRD）测试,发现经过退火处理的电极均为无定形,X射线光电子能谱（XPS）测试表明,经过200℃退火处理的电极表面的TiO含量最高。退火处理没有改变电极的表面形貌,电极的硬度会随着退火温度增加而提高。电极磨损越小,电极的亲水性衰减越小。对电极进行pH响应性能测试可得,经过200℃退火处理的电极pH响应灵敏度最佳,达到-52.07 m V/pH,当电极在栽培基质中多次使用后,依旧保持了良好的pH响应性能。（3）设计了基于TiO电极的EGFET pH传感器,在场效应晶体管的线性状态和饱和状态下对EGFET pH传感器性能进行测试,灵敏度分别为0.05063 V/pH和-0.97863（μA）/pH,线性度分别0.9977和0.9992。在不同pH缓冲液中的响应时间最长为18 s,在重复性测试中,在pH值为4.03和7.95的缓冲液前后两次测得的I相差为0.20%和-0.15%,在pH值为4.03、6.86和9.04的缓冲液中的稳定性测试中,I变异系数均较小,分别为0.0019、0.0027和0.0057,稳定性在酸性溶液中最优。测试结果表明,基于TiO电极的EGFET pH传感器具有良好的pH响应灵敏度、线性度、响应时间、重复性和稳定性,这些特性有利于pH传感器在栽培基质pH值在线检测中应用。在不同的环境温度下对EGFET pH传感器进行温度补偿试验,建立了温度补偿算法。（4）在栽培基质中对pH传感器进行应用试验。在不同温度下的栽培基质中使用传感器检测pH值,在288 K的环境温度中,误差的绝对值最大为0.78,经过温度补偿后,误差缩小了0.61,误差的绝对值仅为0.15,证明温度补偿有效。在不同温度、不同含水量和不同种类的栽培基质中,该pH传感器均有良好的准确性,温度补偿后的误差均绝对值均在0.30以内。将传感器反复插入栽培基质10次,电极表面的接触角均保持良好,最大为15.15°,证明传感器电极具有良好的耐用性。研究结果的应用有利于实现栽培基质pH值准确在线检测,对设施农业自动化智能化生产具有促进作用。

关键词：二氧化钛电极退火处理延伸式栅极场效应晶体管栽培基质 pH值在线检测

有机染料修饰的新型醇氧钛化合物及其在染料敏化二氧化钛光电极上的应用

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有机染料修饰的新型醇氧钛化合物及其在染料敏化二氧化钛光电极上...

交流阻抗法研究四羧基酞菁锌掺杂的二氧化钛半导体电极

中国化学会第八届全国配位化学会议

作者：戴洁朱琴玉苏州大学材料与化学化工学部

染料敏化太阳能电池(DSSC)由于光电转换的成本低、效率高,一直被认为是新能源开収的一个重要方向。染料敏化太阳能电池的光电转换效率丌仅叏决于光敏染料分子自身的结构及能量匘配问题,而且还叏决于敏化染料和半导体表面之间的高效载流... 详细信息

染料敏化太阳能电池(DSSC)由于光电转换的成本低、效率高,一直被认为是新能源开収的一个重要方向。染料敏化太阳能电池的光电转换效率丌仅叏决于光敏染料分子自身的结构及能量匘配问题,而且还叏决于敏化染料和半导体表面之间的高效载流子转移的动力学问题[1]。后者的问题很大程度上依赖于染料分子在半导体表面的锚定结构及染料分子的分散性。有效的单分子表面锚定可以增加染料激収态的电子转移,减少电荷复合。虽然对金属联吡啶类及一些有机染料的锚定已有较多相关研究。然而,常用的染料浸渍法仍然没有大的突破:表现在(1)染料在半导体表面随机的化学键合及物理吸附;(2)染料分子分散状态丌可控易局部堆积,这些都将影响激子的分离和迁移。最近我们収现具有醇氧钛结构的染料相比传统有机染料在二氧化钛表面具有较好的分散性和键合能力,可以有效提高光电转换效率[2];因此,制备具有醇氧钛簇结构的光敏染料,利用有机染料与钛氧结构的预先分子态键合以及醇氧钛结构的水解与介孔TiO表面的有效结合,可以以得到分散性好、且具有规整键合结构的光敏电极。开拓功能化钛氧簇合物在光电转换方面的潜在应用是很有意义的研究课题,以便获得性能优于常规有机染料的新型光电功能染料。近期人们对多组分染料的协同作用迚行了较多研究,収现染料间可以相互补充使光电转换效率得到有效提高。我们在醇氧钛染料研究的基础上引入具有电子推拉作用的非染料辅助配体,収现辅助配体的电子效应对光电响应的增强具有很好的协同作用。

关键词：染料敏化醇氧钛化合物二氧化钛电极光电转换

来源： cnki会议评论

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物理化学学报 2008年第1期24卷 79-84页

作者：张俊颉吴敏秦艳涛陈蕊蒋银花孙岳明杨朝晖东南大学化学化工学院南京211189 新安江职业技术学院杭州311600

用电沉积和丝网印刷法制备了纳米二氧化钛膜电极及四羧基酞菁锌(ZnPcTc)掺杂的多孔纳米二氧化钛半导体电极.采用交流阻抗法(EIS)对二氧化钛膜的电子传输性能以及界面性质进行了表征,确定了各阻抗弧对应的电极过程.采用合理的模型计算了... 详细信息

用电沉积和丝网印刷法制备了纳米二氧化钛膜电极及四羧基酞菁锌(ZnPcTc)掺杂的多孔纳米二氧化钛半导体电极.采用交流阻抗法(EIS)对二氧化钛膜的电子传输性能以及界面性质进行了表征,确定了各阻抗弧对应的电极过程.采用合理的模型计算了电极的电子传输动力学参数.结果表明,掺杂ZnPcTc后,膜电阻明显降低,且电极-电解液界面电容有所增大,有利于TiO2电极在染料敏化太阳能电池器件中的应用.

关键词：二氧化钛电极掺杂四羧基酞菁锌交流阻抗

铈掺杂Ti／TiO2电极的制备及催化降解油田废水性能

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催化学报 2009年第2期30卷 154-158页

作者：张翼于婷张玉洁吴盛文大庆石油学院化学化工学院黑龙江大庆163318 大庆油田有限责任公司第二采油厂黑龙江大庆163414

用溶胶-凝胶法制备了稀土(Ce)掺杂TiO2电极,优化了制备改性TiO2电极的稀土掺杂量、热处理温度及热处理时间.借助于油田废水化学需氧量(COD)去除情况分析了电极的电催化氧化能力,并分析了电极结构与电催化特性之间的关系.采用SEM,EDX和XR... 详细信息

用溶胶-凝胶法制备了稀土(Ce)掺杂TiO2电极,优化了制备改性TiO2电极的稀土掺杂量、热处理温度及热处理时间.借助于油田废水化学需氧量(COD)去除情况分析了电极的电催化氧化能力,并分析了电极结构与电催化特性之间的关系.采用SEM,EDX和XRD分析了制备电极的表面形貌、元素组成和晶体结构.结果表明,掺杂Ce后电极的表面凹凸感变小,表面更为平滑、致密,几乎没有裂缝,这种均匀一致的高密度小碎片结构可能具有较大的表面粗糙度和比表面积,有利于催化反应.TiO2电极的晶体结构主要为锐钛矿型.稀土的掺入使得晶相所对应的衍射峰强度变弱且峰形宽化,说明适量Ce的掺杂使涂层表面TiO2晶粒细化了.在掺杂比为Ti∶Ce=100∶1·5,热处理温度为450℃,热处理时间为90min时制备的掺杂Ce元素的电极性能最好,此电极对目标有机物COD去除率达到80%,而不掺杂稀土元素的Ti/TiO2电极为阳极时COD去除率在同样时间内仅为62%,说明稀土的掺杂提高了电极催化性能.

关键词：溶胶-凝胶法铈二氧化钛电极锐钛矿油田废水

TiO_2薄膜的优化及其对染料敏化太阳能电池性能的影响

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科学通报 2011年第17期56卷 1354-1359页

作者：王丽伟骆泳铭黄仕华浙江师范大学物理系金华321004 复旦大学应用表面物理国家重点实验室上海200433

介绍了染料敏化太阳能电池的制备过程,深入探讨了二氧化钛薄膜厚度、四氯化钛处理电极及添加大粒子散射层对电池效率的影响.研究结果表明,在一定范围内增加TiO2电极的厚度可以显著提高电池效率,但当电极过厚时,薄膜中的缺陷态增加,降低... 详细信息

介绍了染料敏化太阳能电池的制备过程,深入探讨了二氧化钛薄膜厚度、四氯化钛处理电极及添加大粒子散射层对电池效率的影响.研究结果表明,在一定范围内增加TiO2电极的厚度可以显著提高电池效率,但当电极过厚时,薄膜中的缺陷态增加,降低了电子的传输效率,导致光电流下降,电池效率降低;四氯化钛处理电极增强了基底导电面与薄膜界面以及二氧化钛粒子间的电接触,加快电子传输使光电流增强;引入散射层,提高了电池在长波段的光捕获效率,从而提高了电池的效率.

关键词：染料敏化太阳能电池二氧化钛电极薄膜厚度四氯化钛处理散射层

微弧氧化法制备TiO_2/Ti电极及其光催化性能研究

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世界科技研究与发展 2009年第6期31卷 997-999页

作者：辛言君马东赵留辉青岛农业大学资源与环境学院青岛266109 哈尔滨工业大学市政环境学院哈尔滨150090 中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

采用微弧氧化的方法,分别在2,4,8,12和16 g/l的NaH2PO4溶液中制备了不同的TiO2/Ti电极,并在主波长为365 nm的250 W高压汞灯照射下,对所制备的TiO2/Ti电极的光催化性能进行了测试。结果表明:在NaH2PO4电解质溶液浓度为4 mg/l时制备的TiO2... 详细信息

采用微弧氧化的方法,分别在2,4,8,12和16 g/l的NaH2PO4溶液中制备了不同的TiO2/Ti电极,并在主波长为365 nm的250 W高压汞灯照射下,对所制备的TiO2/Ti电极的光催化性能进行了测试。结果表明:在NaH2PO4电解质溶液浓度为4 mg/l时制备的TiO2/Ti电极效果最好。辐照浓度为5 mg/l的若丹明B溶液120 min时,若丹明B降解速率达到85%。试验结果模拟证实,在该实验条件下,TiO2/Ti电极降解若丹明B溶液反应符合准一级反应。

关键词：二氧化钛电极微弧氧化光催化

熔盐电脱氧法制备金属钛中TiO_2电极孔隙率影响因素研究 Ⅰ.粘结剂及成型工艺

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材料开发与应用 2010年第2期25卷 1-5页

作者：李珍孙建科常鹏北汤胜博罗志涛邢朋飞彭晖哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院黑龙江哈尔滨150001 中国船舶重工集团公司第七二五研究所河南洛阳471039

采用模压成型的方法制备了适用于熔盐电脱氧法制备金属钛中的TiO2电极,研究了粘结剂及成型工艺对TiO2电极制备过程中孔隙率的影响。结果表明,粘结剂溶液浓度为5%,含量为7%,使用5MPa单面加压成型工艺制备的TiO2电极具有优良的孔隙率。

关键词：二氧化钛电极孔隙率粘结剂成型工艺

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