郭晓光
,
刘子源
,
高航
,
郑桂林
,
郭东明
人工晶体学报
在KDP晶体(001)晶面上进行了四种压头(即:维氏压头、玻氏压头、圆锥压头、球形压头)的纳米压痕仿真研究.仿真结果表明:完全加载时四种压头与KDP晶体接触位置存在不同程度应力集中.当载荷在0～8 mN范围内时,其与等效应力影响深度呈近似线性递增关系.完全卸载时,残余应力分布深度为1.3～1.5 μm.相同载荷条件下,各压头对应的塑性损伤层深度之间关系与等效应力影响深度之间关系一致.此外,通过纳米压痕实验验证了KDP晶体材料模型及相关参数的正确性.
关键词:
KDP晶体
,
纳米压痕
,
(001)晶面
,
仿真研究
蔡陈灵
,
王金果
,
曹锋雷
,
李和兴
,
朱建
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(10)60206-9
采用非水体系溶剂热法制备了(001)面暴露的锐钛矿相F/TiO2纳米光催化剂.结果表明,F的掺杂对TiO2纳米单晶的形成影响很大.一方面,F离子作为晶面导向剂稳定(001)晶面,形成(001)面暴露的锐钛矿相TiO2;另一方面,F离子也起到稳定剂作用,抑制纳米粒子的快速生长.以光催化降解甲基橙为模型反应比较了不同F/TiO2样品和商业P25样品的光催化活性.同时,通过选用不同捕获剂,研究了F/TiO2和P25样品在甲基橙降解反应中的活性物种.
关键词:
氟掺杂
,
二氧化钛
,
光催化
,
(001)晶面
,
甲基橙
王卫
,
陆春华
,
苏明星
,
倪亚茹
,
许仲梓
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(11)60348-3
采用水热法制备了富含(001)晶面的锐钛矿型TiO2纳米片,并通过改变热处理过程中NH3流速制备不同N掺杂浓度的TiO2纳米片.运用X射线衍射、场发射扫描电镜、高分辨率透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱、X射线光电子能谱和荧光光谱对光催化剂进行了结构和性能表征,并以罗丹明B为目标降解物,考察了N掺杂浓度对TiO2纳米片可见光催化活性的影响.结果表明,NH3流速为40 ml/min时制备的N掺杂TiO2纳米片具有最低的光生电子-空穴复合速率,最高的·OH产生能力并表现出最高的光催化活性.同时,讨论了N掺杂浓度对TiO2纳米片可见光催化活性影响的机理.
关键词:
氮掺杂
,
二氧化钛纳米片
,
氮浓度
,
光催化活性
,
(001)晶面
常伟伟
,
刘艳
,
孙琦
,
孟祥举
,
肖丰收
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60679-2
采用一种全新的方法实现了无氟、在阳离子聚合物参与下合成具有丰富(001)面的锐钛矿TiO2晶体(TiO2-P),并通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、紫外-可见光谱等手段对样品进行了表征.光催化测试显示,该样品对甲基橙的降解具有比常规锐钛矿TiO2和商业P25更好的活性,这可归因于TiO2-P具有大量的暴露(001)晶面.
关键词:
锐钛矿二氧化钛
,
(001)晶面
,
溶剂热合成
,
阳离子聚合物
,
高光催化活性
Maxwell Selase Akple
,
刘敬祥
,
秦志扬
,
S. Wageh
,
Ahmed. A. Al-Ghamdi
,
余家国
,
刘升卫
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60989-5
化石能源的使用可产生大量CO2,带来严重的温室效应。光催化CO2还原生产太阳燃料技术既有望缓解温室效应,又可以将低能量密度的太阳能转化为高能量密度的化学能储存起来方便使用。高效光催化材料的开发是发展光催化技术的关键。迄今,在已开发的所有半导体光催化材料中, TiO2仍是广泛研究的明星材料。在实际使用中, TiO2的光催化效率仍受限于其极弱的可见光利用率和较高的电子-空穴复合几率。近年来,越来越多的研究表明TiO2的结构与形貌特征极大地影响其光催化效率。尤其, TiO2的外露晶面设计与晶面效应研究引起了广泛关注。由于具有较高表面能和较多表面不饱和键,起初大多数理论和实验研究认为锐钛矿TiO2(001)晶面是光催化活性晶面。后来,越来越多研究表明并非锐钛矿TiO2(001)晶面的暴露比例越高其光催化活性就越高。最近,我们发现锐钛矿TiO2(001)晶面与(101)晶面在调控光催化CO2还原性能上具有良好的协同效应。密度泛函理论计算表明,锐钛矿TiO2的(001)晶面与(101)晶面的能带结构有差异,(001)晶面的导带位置相对于(101)晶面而言较高,而(101)晶面的价带位置相对于(001)晶面而言较低。基于此我们提出,具有合适比例的锐钛矿TiO2的(001)晶面与(101)晶面的交界处可以形成最佳的表面异质结或晶面异质结。表面异质结的形成导致光生电子倾向于向(101)扩散,光生空穴倾向于向(001)扩散,从而促进光生电子-空穴分离,降低光生电子-空穴复合几率。在此工作基础上,我们直接以氮化钛为原料,氢氟酸为添加剂,通过简单的水热反应一步合成了氮自掺杂的TiO2微米片。利用X射线粉末衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、氮气吸附-脱附以及电化学阻抗谱等方法手段对所制备的光催化剂进行了基本结构与理化性质表征分析,并研究了其可见光光催化CO2还原性能。电镜照片结果表明,我们所制备的氮自掺杂锐钛矿TiO2微米片的(001)晶面与(101)晶面比例分别为65%和35%。基于我们前期研究结果, TiO2微米片的(001)晶面与(101)晶面可以形成表面异质结,具有良好的电荷分离效率,这也得到了电化学阻抗谱研究结果的证明。同时,由于N的原位掺杂,所制备的TiO2微米片具有优异的可见光捕获能力。由于可见光利用效率增强与光生电子-空穴分离效率提高这两方面的综合作用,所制备的氮自掺杂TiO2微米片具有非常好的可见光光催化CO2还原制甲醇性能,比商用P25及氮掺杂TiO2纳米粒子等参考样品的可见光光催化性能更优异。研究表明,通过原位自掺杂方法与晶面设计方法相结合,可以同时改善TiO2的可见光利用效率和光生电子-空穴分离效率,优化TiO2的可见光光催化性能,这也为后续开发新型高效光催化材料提供了新思路。
关键词:
氮自掺杂
,
二氧化钛
,
(001)晶面
,
二氧化碳还原
,
表面异质结
万建风
,
胡德圣
,
卢朋辉
,
林碧洲
,
陈亦琳
,
高碧芬
无机材料学报
doi:10.15541/jim20160012
采用水热法制备了尺寸为70～100 nm,具有高活性(001)晶面的锐钛矿相TiO2纳米方块,利用FE-SEM、TEM、XRD和UV-Vis DRS等手段对催化剂结构和光吸收性能进行分析,同时考察了水热反应温度和溶液pH对TiO2形貌和(001)晶面暴露率的影响.以酸性红染料为目标污染物,对催化剂的光催化活性进行研究.实验结果表明,合成TiO2纳米方块的最佳条件为水热温度180℃、溶液pH=4～5.(001)晶面的光催化活性优于(101)晶面,具有33％(001)晶面暴露率的TiO2纳米方块的光催化活性是普通TiO2的1.6倍.
关键词:
TiO2
,
水热法
,
(001)晶面
,
光催化
赵卓雅
,
李祥高
,
王世荣
,
肖殷
人工晶体学报
以常温工业合成氢氧化镁为原料,采用水热法制备六角片状氢氧化镁阻燃剂.研究了水热条件对氢氧化镁(001)晶面生长的影响并从生长基元的角度对其进行了解释.采用SEM、XRD、激光粒度仪和接触角测试仪对水热处理后的氢氧化镁进行表征.结果表明,原料初始粒度越小越有利于(001)晶面生长,当水热介质中碱浓度为6～8mol/L、水热温度为140～180℃时,氢氧化镁(001)晶面的生长速度最快,当氢氧化镁的含量大于15wt％时会明显抑制(001)晶面的生长.
关键词:
氢氧化镁
,
水热法
,
(001)晶面
