田西林
,
陶杰
,
陶海军
,
包祖国
,
汤育欣
,
李转利
,
张焱焱
稀有金属材料与工程
为使TiO2纳米管阵列电极更好地应用于太阳能电池中,采取恒压阳极氧化法在质量分数0.5%NH4F/甘油电解液中在钛基体上制备出TiO2纳米管阵列.采用XRD、SEM、电子顺磁波普仪(EPR)、交流阻抗法(EIS)和循环伏安法(CV)研究TiO2纳米管阵列电极的电子传输性能及界面性质,确定各电极反应过程对应的阻抗曲线,计算得出电极的电子传输动力学参数.研究表明,TiO2纳米管阵列电极表面发生三价钛化合物转化成四价钛氧化物的氧化反应,电极电阻明显降低,加速了电极-电解液界面电子扩散速度,有利于TiO2电极表面自由羟基的产生.
关键词:
阳极氧化
,
TiO2纳米阵列
,
循环伏安
,
交流阻抗
曾小飞
,
陶海军
,
陈善龙
,
沈一洲
,
陶杰
材料科学与工程学报
本文通过对所制备的非晶态阳极氧化TiO2纳米管阵列进行水泡、水热以及蒸气热等低温晶化处理,系统考察了低温晶化过程对纳米管阵列形貌、微结构及其模拟太阳光下光电化学性能的影响.研究结果表明:蒸气热处理可促进TiO2纳米管阵列的晶化并保留其管状的形貌特征,最终获得最佳的光电化学性能;水热处理可获得锐钛矿相TiO2,但会使管结构转变为颗粒;水泡处理受水在纳米尺度的管中流动行为的影响,导致管阵列只有管口部分晶化.
关键词:
阳极氧化
,
TiO2纳米管阵列
,
低温晶化处理
,
光电化学性能
薛峰
,
王玲
,
薛建军
,
包祖国
,
陶海军
,
曹志斌
稀有金属材料与工程
首先通过恒压阳极氧化法在纯钛箔表面制备TiO2纳米管阵列,其次运用电化学沉积法在TiO2纳米管阵列表面修饰CdS颗粒,最后表征其对甲基橙的光催化降解性能.研究表明,通过电化学沉积可以在管阵列表面获得均匀分布的CdS纳米颗粒.TiO2纳米管阵列在经过CdS修饰后,对可见光的吸收范围明显增大;光照2 h后,对甲基橙的降解效率由修饰前的57.1%提高到修饰后的76.4%,COD的去除率也从49%提高到70.6%.
关键词:
阳极氧化
,
TiO2纳米管阵列
,
CdS纳米颗粒
,
光催化
张凤
,
陶杰
,
陶海军
,
董祥
影像科学与光化学
采用水热合成法制备出TiO2纳米管,通过XRD、TEM和氮气等温吸附-脱附仪等测试手段对TiO2纳米管进行了表征.用烧结的TiO2纳米管和P25粉末混合制成薄膜电极,并研究了薄膜电极的表面形貌、染料吸附量和光电性能.研究表明,加入TiO2纳米管可以制备出机械稳定的薄膜;掺杂TiO2纳米管的含量越多,薄膜电极的染料吸附量越大;掺杂5%烧结纳米管粉末的薄膜电极的光电性能最好,其短路电流可达3.25mA,光电转换效率达到1.67%.
关键词:
TiO2纳米管
,
水热法
,
TiO2薄膜电极
,
柔性染料敏化太阳能电池
,
光电性能
王炜
,
陶杰
,
章伟伟
,
陶海军
,
王玲
钛工业进展
doi:10.3969/j.issn.1009-9964.2005.02.009
通过对TiO2多孔膜阳极氧化制备工艺的研究,提出了其成膜机理.实验以硫酸为电解液,以纯钛(TA1)为阳极,铜片为阴极,采用了恒压和恒流2种阳极氧化方式,在纯钛的表面获得TiO2多孔膜.用FESEM观察其孔径分布在100 nm～200 nm之间,并且随着阳极氧化电压和电流密度的增加,多孔膜的孔径有增大的趋势.最后,讨论了在硫酸电解液中TiO2多孔膜的形成机制.
关键词:
阳极氧化
,
TiO2
,
多孔膜
王炜
,
陶杰
,
陶海军
,
王玲
功能材料
分别在氢氟酸和硫酸两种电解液体系下对纯钛(TA1)试样进行阳极氧化,在钛的表面获得TiO2纳米多孔膜.利用膜的颜色的不同来判断膜的厚度的变化,用FESEM观察了孔的形貌和结构并用XRD测试了TiO2膜的晶型,进而研究了阳极氧化电压对孔径和多孔膜晶型的影响并对多孔膜的形成机理进行了阐述.
关键词:
阳极氧化
,
TiO2多孔膜
王炜
,
陶杰
,
章伟伟
,
陶海军
,
王玲
中国有色金属学报
以硫酸为电解液,纯钛(TA1)为阳极,铜片为阴极,以恒压和恒流阳极氧化方式在钛表面直接获得锐钛型和金红石型TiO2多孔膜.采用X射线衍射仪对覆在钛基体上的阳极氧化膜进行了结构分析,研究了电压、硫酸浓度、阳极氧化时间和电流密度对TiO2多孔膜晶型的影响,并讨论了其形成机理.结果表明:在0.5 mol/L硫酸溶液中,恒压(≥80 V)或恒流(≥0.6 A)时出现锐钛相TiO2;恒压(≥100 V)1 min时即可出现锐钛相TiO2;恒压(≥150 V)或恒流(≥0.8 A)时出现金红石相TiO2.
关键词:
阳极氧化
,
TiO2多孔膜
,
锐钛型
,
金红石型
徐璐璐
,
王玲
,
陶海军
,
陶杰
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.03.021
电解液在阳极氧化中发挥着重要作用,对TiO2纳米管的形成与否,形成后管的成分、形貌都有着很大的影响.本实验采用了恒压阳极氧化方式,分别以HF(0.5wt%),(NH4)2SO4 +HF(0.5wt%),(NH4)H2PO4 + HF(0.5wt%),NaNO3 + HF(0.5wt%)为电解液,在钛箔表面获得多孔TiO2膜.用FESEM观察了多孔膜的形貌并用EDX和XPS能谱对膜表面成分和构成进行测试分析.实验结果表明:在单一的HF酸电解液中加入(NH4)2SO4或(NH4)H2PO4后,阳极氧化生成的膜孔径明显减小,并且膜表面形态较差.加入NaNO3后,对膜的形貌影响不是很大.由EDX和XPS能谱分析得出,阴离子中的大部分非金属元素较难进入膜表面,而氮元素却很容易掺杂进入膜的表面形成N-Ti-O结构,从而影响膜的成分构成.这表明本实验利用简单电化学方法实现了N的掺杂.通过XRD测试得出,含不同阴离子的电解液对TiO2膜的晶型转变温度影响不大.
关键词:
阳极氧化
,
TiO2多孔膜
,
电解液
汤育欣
,
陶杰
,
陶海军
,
张焱焱
,
李转利
,
田西林
稀有金属材料与工程
采用射频磁控溅射在玻璃基片上制备了参数不同的钛膜,并选取钛膜在HF水溶液中恒压阳极氧化得到TiO2纳米管阵列.结果表明:溅射压强从0.1 Pa升至1.5 Pa,薄膜致密度显著下降,溅射压强以0.5 Pa为宜;溅射功率为105 w,溅射速率约为0.23 nm/s,溅射时间延长,薄膜厚度线性增加;衬底预热有利于提高膜的致密度和结晶性能,在衬底温度低于300℃时,钛晶粒在(002)晶面择优生长,当升温到更高温度时,(010)峰、(011)峰出现且强度升高,而(002)峰的强度降低:在室温下,当溅射功率小于150 W时,薄膜具有较高密度,晶粒生长各向异性,增至167 W时,钛晶粒在(002)晶面择优生长,呈明显柱状六方晶表面形态,且晶界有明显孔洞存在,致密度下降.将溅射功率为150 W,工作压力为0.5 Pa,溅射时间为1 h条件下所制备的钛膜在氧化电压为10 V、电解液为0.5%(质量分数,下同)HF水溶液中室温阳极氧化,得到高规整度的TiO2纳米管阵列.
关键词:
磁控溅射
,
钛薄膜
,
阳极氧化
,
TiO2纳米管阵列
张舒
,
陶杰
,
王玲
,
陶海军
稀有金属材料与工程
采用高纯度的Ti箔作为阳极,以Pt片为阴极,在0.1%～1.0%HF水溶液中,电压0.4～14.5 V,温度5～40℃范围内进行恒压阳极氧化制备TiO2膜.使用电化学工作站测试了线性扫描阳极极化曲线及阳极氧化过程中的电流密度-时间曲线;并使用扫描电子显微镜对氧化膜的平衡形貌进行观察;研究了阳极氧化时间、电压、电解液浓度以及温度对平衡生长氧化膜结构的影响.结果表明:阳极氧化工艺参数对氧化膜的形成速度、纳米孔孔径、纳米管阵列长度有显著影响.增大电解液浓度以及升高电解液温度,均有利于加快形成结构稳定的氧化膜,表现在到达氧化膜稳定生长的时间缩短,且平衡时纳米管的平均长度缩短.随电压增大,氧化膜生长加速,但获得平衡生长的时间相对延长;纳米孔孔径及纳米管的长度都随之增大.
关键词:
TiO2
,
生长速度
,
阳极氧化
,
管长
