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Ni-P/(tio2/zno)复合材料制备及性能研究

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Ni-P/(TiO2/ZnO)复合材料制备及性能研究

作者：徐兴明中国海洋大学

学位级别：硕士

在人类大规模开发和利用海洋资源的背景下，金属材料作为重要的结构材料被广泛应用到海洋环境中。但是，海水及海洋微生物等对金属材料的腐蚀和污损严重影响了其在海洋环境中的使用，因此对海洋环境中的金属材料进行有效地防腐防污保护... 详细信息

在人类大规模开发和利用海洋资源的背景下，金属材料作为重要的结构材料被广泛应用到海洋环境中。但是，海水及海洋微生物等对金属材料的腐蚀和污损严重影响了其在海洋环境中的使用，因此对海洋环境中的金属材料进行有效地防腐防污保护已经引起人们的广泛关注。本课题首先利用溶胶-凝胶法，经过水热和高温热处理制备了Ti与Zn的原子比例为3:1的tio/zno复合粉体，并利用XRD、SEM、DTA/TG及DLS等测试手段对其进行了分析。通过XRD结果可以看出，水热处理可以显著改善复合粉体的结晶度。由SEM和DLS结果可以看出，水热及高温热处理对tio/zno复合粉体颗粒的微观形貌和尺寸没有明显的影响。通过在紫外光照射下复合粉体对甲基橙溶液的降解分析了其光催化活性，发现经过相对较低温度下的水热处理提高了复合粉体的结晶度进而增强了其光催化活性。在以上研究的基础上，本课题利用溶胶-凝胶法制备了tio/zno纳米复合膜，并对复合膜进行了水热处理;同时利用在tio/zno复合溶胶中添加有机物，涂膜后对薄膜热处理的方法制备了tio/zno纳米多孔复合膜。采用XRD、SEM及EDS等测试手段分析了薄膜的物相，微观结构及化学组成等，并通过降解甲基橙溶液研究了不同薄膜的光催化活性。通过以上研究发现：利用以上两种方法都可以得到多孔膜;添加有机物法制得的多孔膜的催化效率明显优于致密膜的。在以上研究的基础上，本课题最后采用化学镀方法在碳钢表面制备了Ni-P镀层，并用溶胶-凝胶法在镀有Ni-P的碳钢表面制备了tio/zno复合涂层，对以上涂层进行了分析，通过以上研究发现：在灭菌海水中，Ni-P/(tio/zno)复合涂层的耐腐蚀性优于Ni-P镀层的;热处理温度在500°C以下时，Ni-P镀层及Ni-P/(tio/zno)复合涂层的耐腐蚀性随热处理温度升高而增强。

关键词： tio2/zno Ni-P 复合涂层光催化防腐性能

Ni片上组装tio2纳米管阵列和tio2/zno纳米棒阵列膜光催化辅助电解水制氢研究

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Ni片上组装TiO2纳米管阵列和TiO2/ZnO纳米棒阵列膜光催化辅助电解...

作者：常明华东理工大学

学位级别：硕士

本文以传统的碱性电解槽为基础,分别采用溶胶-凝胶法和层层组装法在Ni片阳极上组装Ti02纳米管阵列（tio2NTs）和tio2/zno纳米棒阵列（tio2/znoNRs）膜,得到了具有紫外光活性的复合阳极。以Ni-Cr合金为阴极,全氟磺酸离子膜（GEFC）为交换... 详细信息

本文以传统的碱性电解槽为基础,分别采用溶胶-凝胶法和层层组装法在Ni片阳极上组装Ti02纳米管阵列（tio2NTs）和tio2/zno纳米棒阵列（tio2/znoNRs）膜,得到了具有紫外光活性的复合阳极。以Ni-Cr合金为阴极,全氟磺酸离子膜（GEFC）为交换膜,30%NaOH溶液为电解液构建光催化辅助电解水（WEAP）的实验装置。在通以一定直流电压的基础上,采用紫外光辐照修饰的阳极,将光解水制氢的过程耦合在传统的碱性电解水过程中,突破了以往光电化学水分解制氢研究中以光催化为基础的思路的局限,以期开发光催化辅助电解水制氢的过程（WEAP）,达到在提高工业电解水产氢效率的同时,能降低电解槽电压,从而降低电解水的电耗,为开发实用的太阳光辅助电解水制氢技术提供参考。考察了光催化材料、修饰方法和工艺条件对光催化辅助电解水产氢的影响。实验结果表明,以zno为硬模板时,无论是采用溶胶-凝胶法还是层层组装法,在Ni片表面组装的tio2/znoNRs光催化辅助电解水的产氢效率都比在Ni片表面组装tio2NTs的高,并且tio2NTs和tio2/znoNRs修饰Ni片电极的光催化辅助电解水产氢效率相比于传统电解水制氢,都有显著的提高。与单独镍片电极构成的传统电解水制氢相比较,采用溶胶-凝胶法得到的tio2/znoNRs和tio2NTs修饰Ni片阳极的WEAP产氢效率分别提高了约153%和122%,电耗下降约10.0%和8.5%;而采用层层组装法制得的tio2/znoNRs和tio2NTs组装Ni片阳极的WEAP产氢效率分别提高了约175%和151%,电耗下降约10.5%和9.0%。

关键词： tio2 tio2/zno 纳米管纳米棒电解水光解水制氢

上转换材料复合tio2/zno光催化剂的制备与性能

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上转换材料复合TiO2/ZnO光催化剂的制备与性能

作者：董轶西安建筑科技大学

学位级别：硕士

上转换材料是可将低能量光子转换为高能量光子的特殊光功能材料。将可见光转换为紫外光对于太阳光的利用具有重要意义。目前光催化领域使用最多的tio具有无毒无害对环境友好等特点应用广泛，由于tio禁带宽度为3.2eV难以响应可见光的激... 详细信息

上转换材料是可将低能量光子转换为高能量光子的特殊光功能材料。将可见光转换为紫外光对于太阳光的利用具有重要意义。目前光催化领域使用最多的tio具有无毒无害对环境友好等特点应用广泛，由于tio禁带宽度为3.2eV难以响应可见光的激发，不能充分利用太阳能，因此将上转换材料应用于tio及其改性体系对提高光催化性能具有重要的理论意义与实用价值。本文采用溶胶凝胶法以稀土元素铒为上转换激发剂，以氧化物tio和氟化物CaF2为基材，研究了上转换材料制备及在tio/zno复合光催化体系的应用。得到以下结论： 1、tio/zno复合粉体对可见光与紫外光的吸收强度高于tio和zno粉体。 2、Er掺杂tio所得tio(Er)上转换材料，Er的掺入并未影响tio的结构，tio(Er)在482nm可见光照射下出现了349nm，363nm两个紫外发射峰表明了该材料具有将低能量光子转为高能光子的性能。 3、Er掺杂CaF2所得CaF2(Er)上转换材料，在可见光激发下有2个较强紫外光发射峰(332nm，377nm)。表明普通碱土金属氟化物也是上转换材料较好的基材。 4、将CaF2与tio两种基质复合掺杂(Er)所得的复合上转换材料兼有tio(Er)与CaF2(Er)的发射峰但发光强度有所降低。 5、上转换材料-tio/zno复合薄膜的光催化降解甲醛的实验结果验证了这类材料较好于tio与zno及tio/zno体系的光催化性能研究结果表明铒掺杂的氧化物及氟化钙体系具有上转换性能，这类材料能将低能光子转换为高能光子，提高可见光利用效率，提高光催化剂的光催化性能。

关键词：上转换材料 Er3+ tio2/zno 光催化

Preparation and characterization of porous tio_2/zno composite nanofibers via electrospinning

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Chinese Chemical Letters 2010年第9期21卷 1119-1123页

作者： Hai Ying Wang Yang Yang Xiang Li Li Juan Li Ce Wang Jiangsu Laboratory of Advanced Functional Materials Changshu Institute of Technology Changshu 215500 China Alan G. MacDiarmid Institute Jilin University Changc-hun 1300121 China Department of Chemistry and Biochemistry California State University Long Beach CA 90840 USA

Porous tio2/zno composite nanofibers have been successfully prepared by electrospinning technique for the first *** was generated by calcining tio2/ZnCl2/PVP[PVP：polyvinyl pyrrolidone）]nanofibers,which were electrospun from a mixture solution of tio2,ZnCl2 and *** electron microscopy（TEM） and X-ray diffraction（XRD） analyses were used to identify the morphology of the tio2/zno nanofibers and a formation of inorganic tio2/zno *** porous structure of the tio2/zno fibers was characterized by N2 adsoption/desorption *** photovoltage spectroscopy（SPS） and photocatalytic activity measurements revealed advance properties of the porous tio2/zno composite nanofibers and the results were compared with pure tio2 nanofibers,pure zno nanofibers and tio2/zno nanoparticles.

关键词： Electrospirming tio2/zno Nanofibers

tio_2/zno纳米复合薄膜溶胶-凝胶法制备与表征

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功能材料 2008年第12期39卷 1992-1993,1996页

作者：陈丽娟田进涛李超王昕尹衍升中国海洋大学材料科学与工程研究院山东青岛266100

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片表面制备了tio2/zno纳米复合薄膜并进行了SEM、XRD和EDS分析与表征。结果表明,复合薄膜微观结构和结晶化程度都强烈依赖于钛相对百分含量;随着钛含量减少,薄膜微裂纹消失,由晶化相趋向于玻璃态后又逐步趋向... 详细信息

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片表面制备了tio2/zno纳米复合薄膜并进行了SEM、XRD和EDS分析与表征。结果表明,复合薄膜微观结构和结晶化程度都强烈依赖于钛相对百分含量;随着钛含量减少,薄膜微裂纹消失,由晶化相趋向于玻璃态后又逐步趋向于结晶态。

关键词： tio2/zno 纳米复合薄膜溶胶-凝胶法

zno、zno/CdS和zno/PbS修饰tio2纳米线阵列的制备及光电性能研究

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ZnO、ZnO/CdS和ZnO/PbS修饰TiO2纳米线阵列的制备及光电性能研究

作者：韩洪松中央民族大学

学位级别：硕士

近年来,具有高效光电性能的半导体异质结微纳结构已被广泛应用于光电化学(Photoelectrochemical,PEC)和太阳能光催化分解水制氢等清洁能源。但是,由于单相半导体微纳结构的光生电荷载流子的复合率高,限制了半导体微纳结构的太阳能转换... 详细信息

近年来,具有高效光电性能的半导体异质结微纳结构已被广泛应用于光电化学(Photoelectrochemical,PEC)和太阳能光催化分解水制氢等清洁能源。但是,由于单相半导体微纳结构的光生电荷载流子的复合率高,限制了半导体微纳结构的太阳能转换效率。通过构筑半导体异质微纳结构可以有效地提高其光电化学和太阳能光催化分解水等光电性能。本文主要采用氧化锌(zno)、氧化锌/硫化镉(zno/CdS)、氧化锌/硫化铅(zno/PbS)纳米结构修饰二氧化钛(tio2)纳米线阵列(NWAs),控制制备tio2/zno,tio2/zno/CdS和tio2/zno/PbS纳米线阵列结构,系统地研究了纳米线阵列结构的光电性能。主要研究工作包括:采用简易的水热法,以钛酸四丁酯(TBOT)、浓盐酸(HC1)为原料,制备金红石结构的tio2纳米线阵列,然后以硝酸锌(Zn(NO3)2)为原料,利用种子辅助水热法构筑tio2/zno异质结纳米线阵列结构。利用三电极电化学工作站,以0.1 M硫酸钠(Na2SO4)溶液为电解液,在模拟太阳光照射条件下,研究了 tio2/zno异质结纳米线阵列结构的光电性能。随时间变化的瞬时光电流(I-t)测试结果表明,所制备的tio2/zno异质结纳米线阵列结构的光电流密度是纯的tio2纳米线阵列的6倍;在外加电压为0.8 V(相对于参比电极,银/氯化银(Ag/AgCl))的条件下,异质结纳米线阵列结构的光电流密度是纯的tio2纳米线阵列的3倍。PEC分解水制氢研究表明,tio2/zno异质结纳米线阵列结构产氢的平均速率是纯tio2纳米线阵列的2.7倍。研究了tio2/zno异质结纳米线阵列结构光电性能的增强机制。采用连续离子层吸附(SILAR)法,用zno/CdS纳米结构修饰tio2纳米线阵列,构筑了tio2/zno/CdS纳米线阵列结构。光吸收性能研究表明,所制备的tio2/zno/CdS异质结纳米线阵列结构具有显著的可见光吸收特性。以0.35M硫化钠(Na2S)和0.25 M亚硫酸钠(Na2SO3)混合溶液为电解质溶液,以及可见光为照射光源,研究了所构筑异质结纳米线阵列结构的光电性能。结果表明,tio2/zno/CdS纳米线阵列结构的光电流密度最高可达纯tio2纳米线阵列的130倍。探讨了tio2/zno/CdS纳米线阵列结构的光电性能增强机制。在构筑的纳米线阵列结构中,CdS和zno半导体间形成Type Ⅱ型能级结构,即CdS的导带比zno的导带更负,而zno的价带比CdS的价带更正。这一能级结构促进了光生电荷载流子的有效分离,显著增强了tio2/zno/CdS纳米线阵列结构的光电性能。采用SILAR法,用zno/PbS纳米结构修饰tio2纳米线阵列结构,构筑了tio2/zno/PbS纳米线阵列结构。光吸收测试表明,tio2/zno/PbS纳米线阵列结构表现出显著的可见光吸收特性。在0.35 M Na2S和0.25 M Na2SO3混合水溶液作为电解质体系下,tio2/zno/PbS纳米线阵列结构在可见光照射下的光电流密度最高可达纯tio2纳米线阵列的60倍。交流阻抗谱(EIS)测试和分析表明,tio2/zno/PbS纳米线阵列结构中光生电荷载流子被有效分离,因而显著增强了异质结纳米线阵列结构的光电性能。

关键词：异质结纳米线阵列 tio2/zno tio2/zno/CdS tio2/zno/PbS 光电性能

tio_2/zno复合纳米粒子的制备及其紫外屏蔽性能

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天津工业大学学报 2017年第5期36卷 49-53页

作者：李振环白雅丽天津工业大学材料科学与工程学院天津300387 天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室天津300387

为了探究纳米粒子的紫外屏蔽性能,以tioSO_4、ZnCl_2为原料,以NH_3·H_2O为调节剂,以PEG 400为分散剂,采用超声沉淀法,在不同煅烧温度、煅烧时间条件下制备了纳米tio_2、zno以及tio_2/zno材料;采用FT-IR、XRD、XPS、UV等方法对纳米粒子... 详细信息

为了探究纳米粒子的紫外屏蔽性能,以tioSO_4、ZnCl_2为原料,以NH_3·H_2O为调节剂,以PEG 400为分散剂,采用超声沉淀法,在不同煅烧温度、煅烧时间条件下制备了纳米tio_2、zno以及tio_2/zno材料;采用FT-IR、XRD、XPS、UV等方法对纳米粒子进行了表征,考察纳米粒子的紫外屏蔽性能.表征结果显示:当纳米tio_2粒子在800℃下煅烧4 h、纳米zno粒子在500℃下煅烧4 h时,其紫外屏蔽性能最佳;tio_2/zno复合粉体相对于单一纳米tio_2、zno粒子屏蔽紫外线的能力更强.

关键词： tio: zno tio2/zno 纳米粒子紫外屏蔽性能

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tio_2/zno水溶胶稳定性因素探讨

化学世界 2007年第3期48卷 135-138页

作者：汪青楚艳艳崔世忠中原工学院纺织学院纺织系河南郑州450007

以钛酸丁酯和乙酸锌为前驱物,采用溶胶-凝胶技术制备tio2/zno复合水溶胶。分析了tio2与zno的掺杂比例,乙醇与钛酸丁酯比例,冰乙酸用量对溶胶稳定性的影响。结果表明:tio2/zno复合水溶胶的稳定性随着zno所占比例的增大,冰乙酸量的增多都... 详细信息

以钛酸丁酯和乙酸锌为前驱物,采用溶胶-凝胶技术制备tio2/zno复合水溶胶。分析了tio2与zno的掺杂比例,乙醇与钛酸丁酯比例,冰乙酸用量对溶胶稳定性的影响。结果表明:tio2/zno复合水溶胶的稳定性随着zno所占比例的增大,冰乙酸量的增多都逐渐增强;tio2/zno复合水溶胶的稳定性随乙醇和钛酸丁酯的比例的增大而不稳定。

关键词： tio2/zno 水溶胶稳定性

核-壳结构的tio_2/zno纳米材料的制备

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现代化工 2010年第5期30卷 55-57页

作者：徐青吕伟山东大学化学与化工学院山东济南250100

采用电化学阳极氧化法在含氟溶液中制得结构规则、有序核-壳结构的tio2纳米管,再以上述tio2纳米管为基质,在一定条件下水热合成制得tio2/zno纳米复合材料,对所制备的纳米复合材料进行表征。在阳极氧化电压为60 V、反应时间9 h、溶液pH=... 详细信息

采用电化学阳极氧化法在含氟溶液中制得结构规则、有序核-壳结构的tio2纳米管,再以上述tio2纳米管为基质,在一定条件下水热合成制得tio2/zno纳米复合材料,对所制备的纳米复合材料进行表征。在阳极氧化电压为60 V、反应时间9 h、溶液pH=6时制得的tio2纳米管形貌最佳,当锌浓度为0.2 mmol/L时制得tio2/zno纳米复合材料的包覆明显且清晰;同等条件下采用SDS制得的纳米材料尺寸比用CTAB的小。

关键词：二步法核-壳结构 tio2/zno 纳米复合材料