高基伟
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杨辉
,
申乾宏
,
慕长江
稀有金属材料与工程
以溶胶-凝胶工艺,采用钛酸丁酯为前驱体,设计反应体系中钛酸丁酯、水、无水乙醇、盐酸之间的配比,在氧化钛溶胶中原位生长出立方体形状的锐钛矿晶体.对溶胶进行X射线吸收精细结构(XAFS)分析,发现溶胶的液相中存在锐钛矿结构;对溶胶进行透射电镜分析,观察到立方体晶体及其在电子束照射下不同形状的平面投影;测试溶胶对罗丹明B水溶液的光催化性能,发现溶胶在紫外光照下可使罗丹明B降解,15 min时降解率为55%,30 min时降解率达96%.
关键词:
原位合成
,
立方体型晶体
,
锐钛矿溶胶
,
光催化
高基伟
,
申乾宏
,
杨辉
功能材料
以溶胶-凝胶工艺,采用"钛酸丁酯-水-无水乙醇-盐酸"摩尔比为1∶175∶7.5∶0.1的体系制备出含有锐钛矿晶体的氧化钛溶胶,并选用有机导电高分子(聚乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐)在低温下(100℃)制备出复合光催化薄膜.利用X射线吸收精细结构(XAFS)、透射电镜、荧光光谱对溶胶和薄膜进行分析,并考察了薄膜的光催化性能.研究表明,溶胶中锐钛矿晶体呈边长约200nm的正方形,具有与锐钛矿型氧化钛粉体标样相似的Ti原子K边边前结构和比标样略小的Ti原子配位数和配位距离;在紫外光照下,有机导电高分子复合薄膜中氧化钛层产生的电子转移到有机导电高分子层,有效抑制了光生电子-空穴对的复合,其对罗丹明B的光催化降解率随有机导电高分子层的厚度增加而变大,浸涂6层有机导电高分子的复合薄膜对罗丹明B的降解率是浸涂2层的复合薄膜降解率的2倍.
关键词:
锐钛矿溶胶
,
X射线吸收精细结构
,
有机导电高分子
,
复合薄膜
,
光催化
杨芳儿
稀有金属材料与工程
采用溶胶-凝胶工艺,在60℃水浴下制备出含有正方体型锐钛矿晶体的氧化钛溶胶,并对溶胶的成膜过程进行了研究.研究发现,锐钛矿溶胶成膜过程中,正方体型的锐钛矿晶体会解体成片状等新的晶体形状.不同的成膜方式、不同的基材种类、稀释与否等因素对成膜后的晶体形状有较大影响,可通过这些因素对晶体变形过程进行一定程度的调整和控制.
关键词:
锐钛矿溶胶
,
氧化钛薄膜
,
晶体变形
,
片状晶体
高基伟
,
杨辉
,
申乾宏
稀有金属材料与工程
以溶胶-凝胶工艺,采用"钛酸丁酯-水-无水乙醇-盐酸"体系,在低温下制备出具有光催化性能的二氧化钛溶胶.X射线衍射(XRD)测试显示,溶胶在40℃干燥后所得粉体,无需热处理即为锐钛矿晶型;对溶胶进行X射线吸收精细结构(XAFS)分析,证明溶胶的液相中存在锐钛矿结构,且溶胶具有1年以上的长期稳定性;将溶胶成膜后进行扫描电镜分析,观察到片状的锐钛矿晶体,长度10 nm～1 μm,宽度均相近约30 nm.由于含有锐钛矿晶体,溶胶(而非常见的粉体或者薄膜)在紫外光照下可使罗丹明B在15 min内分解约40%.
关键词:
低温制备
,
原位合成
,
锐钛矿溶胶
,
片状TiO2晶体
,
XAFS
高基伟
,
申乾宏
,
杨辉
稀有金属材料与工程
采用溶胶-凝胶合成路线,通过反应体系的配方设计和工艺控制,在常温下获得含有锐钛矿晶体的氧化钛溶胶.核磁共振证实,前驱体钛酸丁酯在水过量体系中完全水解,生成无机产物;透射电镜中,可观察到溶胶中纳米级的正方体形锐钛矿晶体;在200～1000 nm波段内整百单波长光线照射下,溶胶均可使罗丹明B降解,即溶胶具有紫外、可见、近红外的宽光谱激发响应能力.量子效应产生的亚稳态次能级和原位生长导致的晶体缺陷,可拓宽氧化钛对光线的利用范围,并提高电子和空穴的量子产率.
关键词:
锐钛矿溶胶
,
可见激发
,
红外响应
,
亚稳态次能级
,
晶体缺陷
杨辉
,
宁海水
,
高基伟
,
方晨鹏
稀有金属材料与工程
以溶胶-凝胶工艺,钛酸丁酯、水、无水乙醇、盐酸摩尔比1:200:16:0.3的体系,制备出含有锐钛矿晶体、可光催化降解罗丹明B的氧化钛溶胶,并研究了溶胶浓度对降解罗丹明B的光催化反应的动力学影响.随锐钛矿溶胶浓度的降低,光催化反应速度变慢,反应的半衰期增大.降解罗丹明B的光催化反应可分为两个阶段;第二阶段历时约50～60 min,为破坏罗丹明B分子结构的阶段,90%以上的罗丹明B分子在此阶段被降解;最终罗丹明B的降解率可达97%以上.
关键词:
锐钛矿溶胶
,
光催化反应
,
动力学
,
溶胶浓度
高基伟
,
杨辉
,
宁海水
,
盛建松
稀有金属材料与工程
以溶胶-凝胶工艺和"钛酸丁酯-水-无水乙醇-盐酸"体系,制备出含有锐钛矿晶体的氧化钛溶胶,溶胶成膜后无需煅烧即可具备光催化性能.作者总结锐钛矿溶胶成膜的"铺展-挥发-收缩-分区-成岛"过程,建立起"岛屿模型",并在扫描电镜图中观察到片状锐钛矿晶体的聚集体,证实了模型的合理性;以免烧型薄膜降解罗丹明B水溶液,发现光催化反应在动力学上为一级反应,半衰期为134.6.
关键词:
免烧型薄膜
,
岛屿模型
,
光催化反应
,
动力学分析
,
锐钛矿溶胶
杨辉
,
申乾宏
,
高基伟
,
蔡振钱
,
宁海水
稀有金属材料与工程
采用溶胶-凝胶法制备了具有光催化性能的锐钛矿型TiO2溶胶,并研究了溶胶光催化罗丹明B的反应动力学,发现溶胶的光催化反应过程可分为两个阶段:第一阶段为速度较慢的打散罗丹明B分子聚集体的一级反应,第二阶段为速度较快的破坏罗丹明B分子结构的复杂反应.溶胶中锐钛矿晶体的量子效应、比表面积和布朗运动,导致光催化反应体系中同时存在多个不同反应进程的分反应及其后续反应,因此溶胶光催化反应过程较为复杂,可用Boltzmann公式进行数学拟合;而常见的粉体和薄膜的光催化反应过程大多较简单,为零级或一级反应.
关键词:
锐钛矿溶胶
,
光催化动力学
,
Boltzmann拟合
,
溶胶-凝胶
