PEG对二氧化钛薄膜的微观结构和染料吸附性能的影响
PEG-300对SiO2薄膜的修饰
PEG-300对SiO2薄膜的修饰崔双科;李大川;韩丹丹;同帜【摘要】应用溶胶凝胶法和浸渍提拉技术,以正硅酸乙酯为主要原料在玻璃载片上进行涂膜.在制备过程中引入聚乙二醇300(PEG-300),研究对SiO2薄膜性能的影响.采用TG-DTG和FT-IR、BET等测试技术对膜性能、结构、孔径分布进行表征.结果表明,PEG-300对SiO2溶胶有降黏作用,其临界胶束(CMC)的体积分数约为6.16％; PEG-300对溶胶的稳定作用与其用量有关,最佳添加量为15％(质量分数);PEG-300可以缩小薄膜的孔径和提高薄膜的比表面积与热稳定性.添加PEG-300后制备的二氧化硅薄膜的比表面积可达334.89 m2/g,孔容为0.28cm3/g,平均孔半径为2.36nm,最可几孔半径为1.04nm.%SiO2 ceramic membranes were prepared on glasses by a sol-gel method and dip-coating technique using tetraethoxy silicone(TEOS) as raw materials, then SiO2membrane was introducted by PEG-300. The structures and properties were effected by adding PEG-300. The properties, structures and pore size distribution were characterized by TG-DTG、 FT-IR、BET,etc. Respectively. The results show that the viscosity reduces after adding PEG-300 and the CMC is about 6. 16% ; the sol stability is effected by PEG-300,which is decided on PEG-300 dosages. The experiment of optimum adding amount is 15% (mass fraction); PEG-300 can shrink film aperture and improve the film's surface area and thermal stability) After adding PEG-300.the thin film surface area is 334. 89m2/g, the pore volume is 0. 28cm3/g, the average pore radius is 2. 36nm,and the most probable pore radius is 1. 04nm.【期刊名称】《西安工程大学学报》【年(卷),期】2012(026)002【总页数】4页(P218-221)【关键词】二氧化硅薄膜;聚乙二醇300(PEG-300);溶胶凝胶法【作者】崔双科;李大川;韩丹丹;同帜【作者单位】陕西省现代建筑设计研究院,陕西西安710048;陕西省现代建筑设计研究院,陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】X781.5二氧化硅溶胶由于颗粒均匀、比表面积大、成型和成膜力强，常被广泛应用于催化剂载体、陶瓷材料、复合涂料、吸附剂等许多工业领域［1－2］．同时，二氧化硅溶胶是溶胶－凝胶工艺中的一种重要胶体材料，广泛用于二氧化硅气凝胶和无机薄膜的制备［3－4］．与有机膜比较，无机膜具有优良的热化学稳定性，可以满足高温和酸碱性等条件比较苛刻的场合，其制备受到世界各国的关注．目前，关于溶胶凝胶法制备SiO2薄膜的研究很多，成果也较多，但在制备工艺中依然出现稳定性不好，孔隙率不高，机械强度不高等问题，刘羽，吴东兵等［5］研究了二氧化硅溶胶的制备及过程中醇含量与酸度对凝胶过程稳定性的影响；李玉亭，张尼尼等［6］通过甲基三乙氧基硅烷（MEOS）和含有C C双键的烷氧基硅（KH－570）对SiO2溶胶进行改性来实现孔径分布窄，对涂层具有明显增韧性的效果；同帜、陈方方、李大川等［7］利用Al2 O3和TiO2两种不同性质的溶胶进行混合制备复合膜，从而改善Al2 O3薄膜的某些性能．本文采用溶胶凝胶法，在制备薄膜过程中添加PEG－300增强和改善SiO2膜的热稳定性、孔结构及分布，进一步提高薄膜的性能．1 实验1．1 试剂与仪器正硅酸乙酯（分析纯，西安化学试剂厂）、无水乙醇（分析纯，安徽安特生物化学有限公司）、聚乙二醇300（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）、盐酸（分析纯，西安化学试剂厂）．DF－101S型集热式恒温加热搅拌器（郑州长城科工贸有限公司）、DHG－9247A型电热恒温干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）、ESJ120－4型电子天平（沈阳龙腾电子有限公司）、SXL－1008型马沸炉（上海精宏实验设备有限公司）、TGA／SDTA851e型热重分析仪（瑞士Mettler－Toledo公司）、SSA－4200系列孔隙及表面积分析仪（北京彼奥德电子技术有限公司）．1．2 制备与表征采用溶胶－凝胶法，以正硅酸乙酯为前驱体，将正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水、盐酸以一定摩尔比混合，在70℃下强烈搅拌回流3h后，加入不同剂量的PEG300，继续搅拌1h，冷却后密封保存，室温下陈化48h，即得到稳定透明的SiO2溶胶．将清洗好的玻璃载片缓慢进入溶胶中，静置一段时间，以2mm／s的速度垂直向上提拉．湿膜在60℃下干燥3h，再进行下一次的拉膜．然后将干燥后的薄膜样品放入马弗炉内，0～210℃中以0．25℃／min的升温速率升至210℃后保温2h，在以0．5℃／min的升温速率升至350℃后保温2h，最后以1℃／min升至600℃后焙烧2h，冷却至室温后即得二氧化硅薄膜样品．乌氏黏度计对凝胶黏度进行测量；干凝胶用TGA／SDTA 851e型热重分析仪进行检测；结构分析用Nicolet 5700型红外光谱分析仪进行检测；薄膜的平均孔半径和比表面积用SSA－4200系列孔隙及表面积分析仪来测试．2 结果与讨论2．1 黏凝胶过程分析图1为PEG－300添加量与凝胶黏度的关系图．由图1可知，在刚开始时，凝胶黏度随着PEG－300含量的增加而降低，这是因为PEG对胶体粒子的包覆作用引起的［8］；当添加量超过15%时，凝胶黏度会出现先增加后降低的现象．这是因为PEG属于链状结构，末端基团可以是羟基，也可能是甲氧基团的非线性结构的大分子聚合物．正是因为PEG高聚物的加入，吸附在胶体颗粒后或包覆胶体颗粒，胶体粒子的表面电荷和电势不断发生变化，因此PEG的添加有时起稳定作用，有时起失稳作用，使得凝胶黏度出现不稳定性．经典的表面活性剂理论［9］已经证明同，当体系中表面活性剂的浓度到达某一个临界值时，体系的某些性质会发生明显的转折（突变），这一临界值称作表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）．图1中的曲线表明了添加PEG－300对硅溶胶黏度的影响符合临界胶束浓度规律．图1中的曲线拐点表明，本实验体系中的临界胶束的体积分数为6．16%．考虑到溶胶的稳定性和后续涂膜实验，从膜的成膜效果、干燥时间和黏度适宜等方面综合考虑，PEG－300的最佳添加量（质量分数）为15%．2．2 TG－DTG分析用热重分析仪对添加PEG－300的SiO2干凝胶进行热分析，升温速率10℃·min－1，测量温度范围为20～600℃，结果如图所示．从图2可以看出，在60～95℃，样品已经开始失重，失重速度很快，失重率约为17．9%，原因可能是SiO2干凝胶中吸附水分蒸发引起的；在170～210℃之间，样品也出现了一个小的失图1 PEG－300添加量与凝胶粘度的关系图图2 SiO2薄膜的热重分析重台阶，失重率为1．3%，这可能的原因是SiO2干凝胶中结构水分蒸发所致；从310～380℃，样品失重的速度也较快，失重率为6．2%，这部分失重主要是SiO2干凝胶中PEG－300、DMF等有机物受热分解的结果．当温度超过450℃以后，样品基本上不再出现失重，说明干凝胶中的水分和有机物已经消失，薄膜具有良好的热稳定性．与未加PEG－300的SiO2薄膜相比，SiO2薄膜的热稳定性由200℃提高至450℃．添加PEG－300的SiO2薄膜具有较好的热稳定性．2．3 IR分析图3是硅溶胶烧结前后的IR分析．图3中1 110cm－1和810cm－1是Si—O—Si键的吸收峰，1 110cm－1是Si—O键剪式振动吸收，而800cm－1吸收峰会因热处理温度的升高而到高频区．990cm－1处吸收峰为Si—OH键，它会随着热处理温度的升高而消失，表明Si—OH羟基聚合形成Si—O—Si．SiO2薄膜在1 100cm－1和470cm－1处有Si—O振动吸收，其强度和位置与成膜条件有关．正如文献［9］，Si—O—Si网络的伸缩振动与硅溶胶的聚合程度有关．若伸缩振动处在高频区，表示SiO2处在高聚合度，属于碱性硅溶胶体：而Si—O—Si网络伸缩振动处在低频区，则表示SiO2 处在低聚万合度，属于酸性硅溶胶体［9－10］．3 450cm－1和1 670cm－1处的吸收峰对应于水分子的吸收谱带，与结构水和游离水有关．但在烧结后，3 450cm－1和1 670 cm－1和的吸收峰由于薄膜具有一定的亲水性所致．由图3知，除了上述的吸收峰外，再也没有其他吸收峰，这说明了在烧结过程中薄膜没有发生新的化学变化．2．4 氮气吸脱附、孔分布和BET分析图4（a）给出了样品的等温吸附－脱附曲线，吸附和脱附存在滞后现象，在相对压力为0．5～0．998的范围中存在一个滞后环，它属于H 1型，是毛细凝结的结果所致．滞后环出现在相对压力较高的地方，说明了薄膜中的孔属于介孔，孔呈狭缝状．当相对压力趋向1时，吸附与脱附曲线出现了一个较大且较陡的滞后环，说明这段薄膜的孔道有序性较好．在相对压力接近1时，吸附与脱附曲线完全重合，说明了孔道为直筒型．图4（b）为样品孔半径分布图，采用BJH方程由吸附曲线计算得到．由图4（b）可以看出孔半径主要有两个分布峰：一个峰位于0．5nm处；另一个峰位于1．1nm．这也刚好与吸附－脱附曲线中出现的两个滞后环相对应SiO2薄膜的比表面积为334．89 m2／g，孔容为0．28 cm3／g，平均孔半径为2．36nm，最可几孔半径为1．04nm．与未加PEG－300的SiO2 薄膜相比，比表面积由235．13m2／g增加至334．89 m2／g；孔容由0．51 cm3／g降至0．28 cm3／g；平均孔半径由6．2nm降至2．36nm．说明了在制备过程中添加 PEG－300可以缩小薄膜的孔径和提高薄的比表面积．图3 SiO2薄膜的红外谱图分析图4 SiO2薄膜的等温吸附－脱附曲线和孔半径分布图3 结论（1）PEG－300对SiO2溶胶有降黏作用，这种作用与PEG－300对溶胶颗粒的包覆有关，且符合临界胶束浓度规律，其CMC约为6．16%；PEG－300对溶胶的稳定作用与其用量有关，本实验的最佳添加量为15%（质量分数）．（2）在制备过程中添加PEG－300可以缩小薄膜的孔径和提高薄膜的比表面积及热稳定性．添加PEG－300后制备的SiO2 薄膜的比表面积为334．889 m2／g，孔容为0．280 435 cm3／g，平均孔半径为2．36nm，最可几孔半径为1．04nm．【相关文献】［1］ RALPH K Ller．The Chemistry of Silica［M］．New York：John Wiley and Sons，1979．［2］ TARAN E，KANDA Y，Ivan VAKARELSKI U，et a1．Nonlinear friction characteristics between silica sllrfacea in high p H solution［J］．Journal of Colloid and Interface Science，2007，307：425－432．［3］杨靖，陈杰瑢，余嵘．溶胶－凝胶法改性SiO2 膜的润湿性与水汽稳定性［J］．无机材料学报，2008，23（4）：739－744．［4］ YANG Jing．Study of the particle size of silica sol catalyzed by acid［J］．西安工程大学学报，2009，23（2）：556－561．［5］刘羽，吴东兵，张永涛．Sol－Gel法二氧化硅溶胶的制备及稳定性研究［J］．延安大学学报，2009，28（3）：70－73．［6］李玉亭，张尼尼，王芳，等．改性二氧化硅溶胶的制备及成膜过程［J］．稀有金属材料与工程，2008，37（2）：107－110．［7］同帜，陈方方，李大川，等．Al2 O3－TiO2 复合膜的制备及表征［J］．纺织高校基础科学学报，2011，24（1）：146－149．［8］田立朋，王力．表面活性剂对二氧化硅溶胶稳定性的影响［J］．硅酸盐通报，2009，28（6）：1 322－1 326．［9］沈钟，赵振国，王果庭．胶体与表面化学［M］．北京：化学工业出版社，2004：425－427．［10］王晓娟，殷明志，宋绍忠，等．溶胶－凝胶多孔性硅胶薄膜的制备及吸附特性研究［J］．离子交换与吸附，2009，25（5）：434－440．。
二氧化钛薄膜的研究进展(2-24)
二氧化钛薄膜的研究进展引言TiO2是一种性能稳定的半导体材料，具有氧化活性高，对人体无毒害、成本低和无污染等特点，在许多领域有广泛的用途。
TiO2薄膜具有良好的化学稳定性、电学性能、优良的光催化特性和亲水性，使其在污水处理、空气净化、电子材料、光学材料、生物材料和金属表面防护等方面呈现出巨大应用潜力。
目前，TiO2薄膜的制备方法有很多，大体可以分为两大类：物理法和化学法。
物理法主要是利用高温产生的物质蒸发或电子、离子、光子等高能粒子的能量所造成的靶物质溅射等方法，在衬底上形成所需要的薄膜；化学法是利用化学反应在基片上形成薄膜的方法。
[1]制备方法1 溶胶-凝胶法溶胶－凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。
凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜一般以钛醇盐及其相应的溶剂为原料，加入少量水和络合剂，经搅拌和陈化后形成溶胶，然后利用浸渍-提拉法、旋转涂层或喷涂等方法涂在基片表面，经过焙烧后形成薄膜。
常用的钛醇盐主要有：钛酸乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸丁酯、钛酸四丁酯、四氯化钛和三氯化钛等等。
姚敬华等[2]人以钛白粉厂价格低廉的偏钛酸为原料,采用溶胶-凝胶法,结合微乳化技术和共沸蒸馏的工艺路线,制备了纳米锐钛矿型TiO2粉体。
用电镜(TEM)及X射线衍射(XRD)技术进行了表征。
结果表明:TiO2结晶良好,分布均匀,无团聚现象。
将一定量偏钛酸和NaOH按一定量比混合,再按一定固液比用水稀释,搅拌均匀后转入蒸馏瓶中,在沸腾状态下回流2 h后转入烧杯.在搅拌条件下,缓慢加入一定体积的浓硝酸至沉淀溶解,得到浅白色半透明状溶液。
在此溶液中加入一定体积的8%DBS溶液和二甲苯,搅拌30 min静置,液体分为3层(3相),取中间相进行蒸馏,至馏出液中不分层为止,过滤,将滤渣在80℃烘 4 h后,放入茂福炉,在650℃下灼烧3 h后得纳米TiO2微粒。
二氧化钛光催化薄膜的制备与表征研究的开题报告
二氧化钛光催化薄膜的制备与表征研究的开题报告一、研究背景及意义二氧化钛光催化材料具有广泛的应用前景，可以通过太阳辐射产生光催化反应，将有机物质分解成CO2和H2O，从而实现环境污染的治理。
因此，研究二氧化钛光催化材料的制备与表征具有重要的理论和实践意义。
二、研究内容与方法本文拟通过以下研究内容开展二氧化钛光催化薄膜的制备与表征研究：1.制备二氧化钛光催化薄膜：采用溶胶-凝胶法、水热法和物理气相沉积法制备二氧化钛光催化薄膜，并探究各种方法的制备优缺点和影响因素。
2.表征二氧化钛光催化薄膜：采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、荧光光谱等表征手段，分析二氧化钛光催化薄膜的形貌、结构、晶相和光电性能。
3.研究二氧化钛光催化薄膜的光催化性能：在不同光照条件下，以亚甲基蓝(MB)为示范有机物质，评估不同条件下二氧化钛光催化薄膜对MB的降解效果，并探究制备参数对光催化活性的影响。
三、预期结果通过上述研究内容，预期得到以下几个方面的研究结果：1.成功制备出质量优良的二氧化钛光催化薄膜，并比较不同制备方法的制备优缺点和影响因素。
2.表征了二氧化钛光催化薄膜的形貌、结构、晶相和光电性能，为进一步探究其光催化机理提供了基础数据。
3.评估了不同条件下二氧化钛光催化薄膜对MB的降解效果，并探究制备参数对光催化活性的影响，为二氧化钛光催化材料的应用提供了实用性参考。
四、论文结构本文拟分为以下几个部分：第一章研究概述：包括研究背景、研究意义、研究内容与方法、预期结果等。
第二章文献综述：对二氧化钛光催化材料的研究现状进行综述，包括其制备方法、表征手段、光催化活性等方面。
第三章材料与方法：包括所使用的材料、试剂、制备方法等方面。
第四章结果与分析：包括二氧化钛光催化薄膜的制备、表征及其光催化性能的评估，并对实验结果进行分析。
第五章结论与展望：总结研究成果，对未来工作进行展望，并提出可能存在的局限性和改进方法。
二氧化钛薄膜的表征分析
二氧化钛薄膜的表征分析二氧化钛（TiO2）是一种常见的、结构稳定的化合物，具有独特的光催化活性，是化学工业和环境保护领域中非常重要的材料。
在近几十年来，二氧化钛薄膜的研究取得了巨大的进步，并且在催化、储存能源、光动力、传感器、水处理等多个领域被大量应用，因此，对二氧化钛薄膜的表征和分析显得尤为重要。
二氧化钛薄膜是一种被广泛用于各种应用中的薄膜，其表征分析要求许多参数的考量。
首先，二氧化钛薄膜的化学成分应该考虑，即它是否含有其他元素，如氧、氮等。
其次，需要对薄膜的结构进行表征，如晶体结构、尺寸、缺陷、密度等参数和特性，这些参数可用X 射线衍射、扫描电子显微镜（SEM）等手段进行研究。
第三，可以利用电子能谱（XPS）和光谱分析（Raman、FTIR）来研究薄膜的表面性能，从而更加深入地了解薄膜的结构及其化学组成，以便有效地研究薄膜的形成机制。
此外，对二氧化钛薄膜还需要进行力学性能表征分析，如硬度、抗拉强度、延展率和抗压强度等，这可以通过用荷电表表面能谱测试和拉伸试验仪等仪器来测量。
另外，二氧化钛薄膜的光学性能也需要进行表征，如透射率、反射率、吸收率等，可以用反射光谱仪和激发源等仪器进行测量。
最后，二氧化钛薄膜的催化性能也是需要充分表征和考量的，通常可以通过荧光光谱分析和UV-Vis吸收光谱分析来研究催化剂性能，以判断催化剂的活性和活性中心的种类。
因此，虽然二氧化钛薄膜的研究已经取得了巨大的进展，但是有关表征分析也仍然是一个挑战，需要开发出新的技术和分析方法，利用这些方法对薄膜表征特性进行充分研究，以提高薄膜的性能，使其能够满足各种应用需求。
总之，二氧化钛薄膜的表征分析是一个复杂的而又重要的问题，需要从化学组成、结构特征、表面性能、力学性能、光学性能以及催化性能等多方面全面研究，从而有效的控制薄膜的结构及性能。
以上就是有关二氧化钛薄膜的表征分析的内容。
以上内容不仅有助于更全面而准确地了解薄膜的各项性能参数，并能指导薄膜的研发及应用，也有助于加深我们对二氧化钛薄膜的表征和分析机理的理解，以便指导薄膜的未来发展。
影响溶胶—凝胶法制备TiO2薄膜的因素及改性途径
影响溶胶—凝胶法制备TiO2薄膜的因素及改性途径自从1972年Fujishima和Honda发现在光电池中TiO2单晶光分解水后，TiO2的光催化性能成为人们的研究热点，TiO2由于具有强氧化性、耐酸碱性好、化学性质稳定、无毒性等优点成为当前最有应用潜力的一种光催化剂。
但由于粉末型TiO2光催化剂存在分离困难、易团聚和不易回收等缺点，所以常常将TiO2光催化剂制成薄膜。
制备TiO2薄膜的方法主要有：化学气相沉积法、磁控溅射法、溶胶-凝胶法[4、5]和液相沉积法等，其中，以溶胶-凝胶法较常见。
本文对溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜的影响因素及改性等方面进行介绍，并对近年来采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜在光催化领域中的应用等进行综述和展望，期望对TiO2光催化材料的研究与开发起到一定的帮助。
2 溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜的工艺及优缺点溶胶-凝胶法一般以钛醇盐及其相应的溶剂为原料，加入少量水及不同的酸和络合剂等，经搅拌和陈化制成稳定的溶胶；然后用浸渍提拉、旋转涂层或喷涂等方法将溶胶施于经过清洁处理的载体表面；最后经干燥煅烧，在载体表面形成一层薄膜。
溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜包括以下步骤：（1）金属盐水解；（2）胶溶；（3）陈化；（4）浸涂；（5）干燥；（6）煅烧。
Sol-Gel 法制备负载型TiO2具有以下优点：1）高度均匀性，对多组分其均匀度可达分子或原子级；2）可降低烧结温度；3）化学计量比较准确，易于掺杂改性；4）工艺简单，易推广。
但是溶胶-凝胶法多采用钛的醇盐为原料，成本较高，而且通过钛酸丁酯的水解和缩聚而形成溶胶的过程中涉及大量的水和有机物，所制备的TiO2薄膜在干燥过程中容易引起龟裂，这都需要进一步研究和改进。
3 影响溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜的因素溶胶-凝胶法制膜的关键在于溶胶的配制，为了使衬底上的溶胶膜能迅速水解而得到具有一定厚度的透明薄膜，溶胶的配制应使成膜物质、溶剂、有机交联剂和催化剂之间的比例达到最佳，这样才能制备出高质量的薄膜。
TiO2_SiO2复合纳米涂层开题报告
用SEM、AFM表征样品的表面形貌和粗糙度、用TG表征样品的热稳定性、用紫外-可见光分度计仪表征样品的光透过率、用红外光谱表征TiO2/SiO2的结合情况、光催化性能利用薄膜对甲基蓝（MB）降解率表征。
2.进度计划如下：
周次
主要工作计划
1
确定选题，学习下载相关文献
2
文献综述
3
外文翻译
[3]牛宪军,白杨,田振勇,杜意恩.Cu2+掺杂的金红石/锐钛矿型TiO_2复合光催化材料的制备及性能研究[J].云南大学学报(自然科学版),2019,41(05):1001-1008.
[4]RESZCZYNSKA J, GRZYB T, SOBCZAK, J W, et al. Visible light activity of rare earth metal doped (Er3+, Yb3+or Er3+/Yb3+) titania photocatalysts[J]. Applied Catalysis B: Environmental,2015,163.
[12]WONGKAEWA,Soontornkallapaki C,Amhae N,et al.Effect of ZnO on a superhydrophilic self-cleaning properties of TiO2/SiO2Thin Film on Glass Slide Substrate[J]. Advanced Materials Research, 2015,1131:237-241.
而为了提高涂层稳定性，防止涂层开裂和提高涂层对基底的附着力，Kapridaki等采用溶胶—凝胶法制备了TiO2－SiO2－羟基端聚二甲基硅氧烷（PDMS）纳米复合涂层，该涂层既具有光催化活性，又具有疏水性[9]。该TiO2－SiO2－PDMS纳米复合涂层由四乙氧基硅烷（TEOS）、钛酸四异丙酯（TTIP）以及PDMS的混合物制得，TEOS在草酸的作用下完全水解，并且草酸能有效地控制凝胶开裂，所制涂层透明，无开裂，含有5nm的纳米结晶尺寸，并且对基底有很好的附着力。
聚乙二醇添加量对薄膜形貌和光致变色性能的影响
Science &Technology Vision 科技视界Ag/TiO 2纳米复合材料可在不同波长的光激发下发生颜色的可逆变化,即多颜色光致变色效应[1-3]。
这种新颖的多颜色光致变色特性,使Ag/TiO 2纳米复合薄膜可在变色涂料、可擦写彩色复印纸、多色灵巧窗、高密度多波长光学记忆器件等众多方面都具有潜在应用价值,因此对Ag/TiO 2纳米复合材料的光致变色研究具有非常重要的意义[4]。
Ag/TiO 2纳米薄膜的表面形貌和微观结构对材料的光致变色性质具有重要影响,本文通过在TiO 2溶胶中添加聚乙二醇,调节薄膜的微观结构,进而探究了PEG-2000的添加量对薄膜形貌结构和光致变色性能的影响。
1Ag/TiO 2纳米薄膜的制备按照1:26.5:1的比例将钛酸丁酯、无水乙醇和二乙醇氨配制成均匀透明的溶胶,最后向TiO 2溶胶中加入聚乙二醇,采用浸渍提拉法在基片表面镀膜,并进行退火处理,从而获得纳米多孔TiO 2薄膜。
最后将1mol/L 的AgNO 3溶液均匀地涂覆在TiO 2纳米薄膜上,用紫外灯照射20min,使Ag 颗粒光催化沉积在TiO 2薄膜上,制得Ag/TiO 2纳米薄膜。
2实验结果图1,图2和图3为分别加入1.0g、0.5g 和0.25g PEG-2000的薄膜样品电镜图。
可以观察到加入PEG 的含量对薄膜的表面形貌具有重要影响,随着加入含量的增多,薄膜上形成的微孔孔径越来越大。
加入1.0gPEG 的薄膜样品中的微孔孔径大约有400-800nm,大部分孔和孔之间彼此相连通,薄膜的均匀度较差、比表面积下降,从右边放大的SEM 图中可以看到薄膜表面沉积的Ag 颗粒形状大小不规则,在微孔中间较薄的TiO 2膜上有较多的棒状、椭球形的Ag 粒子生成;加入0.5gPEG-2000的薄膜样品中孔径大约在200nm-500nm 之间,薄膜均匀性较差,Ag 颗粒形状大多为椭球形,且密集、杂乱地沉积在薄膜上;加入0.25gPEG-2000的薄膜样品中的微孔孔径大约80-120nm 左右,微孔的大小及分布都比较均匀,并且微孔的尺寸合宜,为Ag 纳米颗粒的沉积提供了介孔模板,一部分Ag 纳米颗粒填充在介孔TiO 2膜的微孔中,尺寸较小,还有一小部分Ag 纳米颗粒沉积在TiO 2膜的介孔外,覆盖在TiO 2膜的上层,Ag 粒子尺寸较大。
催化剂对TiO2薄膜微观结构及光学性质的影响文献综述
催化剂对TiO2薄膜微观结构及光学性质的影响文献综述摘要：以钛酸四丁酯为前驱体，乙醇为溶剂，采用溶胶-凝胶(sol_gel)法制备TiO2薄膜。
本文综述了二氧化钛薄膜的制备方法及催化剂对其微观结构及光学性质的影响方面的研究进展。
关键词：TiO2; 溶胶凝胶法; 微观结构; 光学性质1.引言二氧化钛作为一种宽禁带半导体，由于性质稳定、无毒、以及高效的光催化活性，引人瞩目。
但由于TiO2的禁带宽度为3.2eV，要在紫外光的激发下才能显示催化活性，然而太阳光中紫外光能量仅占4%，而可见光占43%。
由于存在太阳能利用率低和分解有机物效率较低的缺陷，TiO2半导体光催化技术在实际工业应用中受到了一定程度上的制约。
如何改性TiO2使其在可见光甚至是室内光源的激发下产生活性一直是研究的热点。
本文就其催化剂对TiO2薄膜微观结构及光学性质的影响方面的研究进行了综述。
2.薄膜的制备工艺TiO2在制备过程中容易缺氧而生成大量缺陷，是一种典型的本征n型半导体，以电子导电为主。
目前，TiO2薄膜的制备方法有很多种，常用的有脉冲激光沉积法（PLD）、磁控溅射法（RFSputtering）、金属有机化学气相沉积法（MOCVD）、溶胶—凝胶法（Sol-gel）等方法，各种方法都有各自的优缺点。
本文就溶胶—凝胶法（Sol-gel）做简单介绍。
溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是20世纪60年代发展起来的一种制备陶瓷、玻璃等无机材料的湿式化学方法。
溶胶-凝胶法是制备纳米粒子及薄膜最常用也是最有效的手段和方法之一。
溶胶-凝胶法技术具有纯度高、均匀性好、合成温度低（甚至可在室温下进行）、化学计量比及反应条件易于控制等优点，特别是制备工艺过程相对简单，无需特殊贵重的仪器。
溶胶-凝胶法可用于制备薄膜、超细或球型粉体、陶瓷光纤、多微孔无机膜、单集成电路陶瓷或玻璃、多孔气凝胶材料、复合功能材料、纤维及高熔点玻璃等。
溶胶-凝胶法制备薄膜时，先将金属有机醇盐或无机盐进行水解、聚合，形成金属盐溶液或溶胶，然后用提拉法、旋涂法或喷涂法等将溶胶/溶液均匀涂覆于基板上形成多孔、疏松的干凝胶膜，最后再进行干燥、固化及热处理即可形成致密的薄膜。
纳米二氧化钛的制备与应用_刘小风
日本利用氟树脂、纳米TiO 2等开发出了一种抗剥离光催化薄板，可利用太阳光有效去除空气中的NOx 气体，薄板表面生成的HNO 3可由雨水冲洗掉，[收稿日期] 2007-05-28[作者简介] 刘小风，男，江苏泰州人，工科学士，助教，主要从事新型材料的研究。
第 7 期31保证了催化剂活性的稳定。
1.2 在化妆品中的应用［4］纳米TiO2具有优异的紫外线屏蔽作用、透明性以及无毒等特点，使其广泛地应用于防晒霜类护肤产品。
用于防晒的纳米二氧化钛，要求白度低、防晒系数高。
为降低白度，可采用碱式脂肪酸铁盐包覆纳米TiO2颗粒，适当提高其含量，可提高防晒系数。
如当含有10%纳米二氧化钛时，防晒系数可达30。
1.3 在涂料中的应用室内的木器在日光灯发出的紫外线照射下，容易发黑，并降低其使用寿命，采用含0.5%~4%纳米TiO2的透明涂料，可使木器不被紫外线损害。
邹敏等人［5］对纳米TiO2改善钢结构防火涂料的性能进行了研究，结果表明：与纯钢结构防火涂料相比，添加了纳米TiO2之后，改性钢结构防火涂料的性能有较大的提高。
1.4 在特殊材料制备中的应用田清华等人［6］以PEG（聚乙二醇）为添加剂，锚固吸附在溶胶-凝胶法制备的二氧化钛薄膜表面，对其微观结构进行改造，为性能优良的气敏材料的制备奠定了良好的基础。
Ana M.Ruiz等人以溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛，并掺杂过渡金属离子La和Cu，研究La和Cu对二氧化钛颗粒的阻聚作用以及对高温下二氧化钛晶型转换的影响，结果表明：900℃高温下添加2%的Cu可使二氧化钛的气敏活性明显增强，尤其对CO气体，灵敏度显著增加，响应时间相应缩短。
1.5 在医药方面的应用赵东元等人［7］曾尝试利用孔径为6.0 nm的纳米二氧化钛介孔分子筛，对小牛血清蛋白进行分离，在医药领域取得了良好的效果，并发现介孔纳米结构材料用于色谱分离具有高效并保持生理活性的优点。
此外，在陶瓷、塑料、纺织以及电子等行业，纳米二氧化钛也具有广阔的应用前景。
tio2 染料吸附机理
tio2染料吸附机理
二氧化钛（TiO2）的染料吸附机理主要包括物理吸附和化学吸附。
在物理吸附中，染料分子通过范德华力和静电力吸附在二氧化钛表面上。
二氧化钛表面具有丰富的孔隙结构，能够通过物理吸附将污染物质吸附在其表面或孔隙中。
在化学吸附中，染料分子通过形成化学键或氢键与二氧化钛表面的卤素离子或羟基结合在一起。
这些化学键和氢键的形成使得染料与二氧化钛表面形成稳定的染料分子层，形成染料敏化太阳能电池的光电转换界面。
此外，二氧化钛在紫外线的照射下能够产生激发态电子和空穴，这些激发态电子和空穴会与吸附在表面或孔隙中的污染物发生化学反应，实现污染物的分解和氧化去除。
总的来说，二氧化钛的染料吸附机理多种多样，能够对不同类型的污染物进行有效的去除和净化。
但在实际应用中，需要根据污染物的特点、环境条件等进行合理的选择和设计，才能发挥其最佳效果。
二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究共3篇
二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究共3篇二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究1二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究光催化降解是一种利用光照射催化剂表面，使有机污染物在光催化作用下分解为CO2和H2O的技术。
其中，二氧化钛是一种重要的光催化剂，具有极高的光催化活性和稳定性，已被广泛应用于环境保护和清洗产业。
为了提高二氧化钛的光催化效果，我们研究了二氧化钛及其复合薄膜的光催化降解性能。
实验中，我们采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛光催化剂，通过X射线衍射分析（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对其晶体结构和形貌进行了分析。
同时，我们利用旋涂法制备了不同复合薄膜，包括Bi2O3/二氧化钛、WO3/二氧化钛和ZnO/二氧化钛。
通过可见光催化降解染料试验和光催化氧化亚硝酸试验，我们研究了不同光催化剂的光催化降解性能。
实验结果表明，相较于纯二氧化钛光催化剂，复合薄膜光催化剂对有机污染物和氧化亚硝酸的降解效果表现更好，降解率明显提高。
其中，ZnO/二氧化钛复合薄膜表现出最好的光催化降解性能，其对甲基橙的降解率可达96.5%。
此外，我们还通过光致发光谱（PL）、紫外-可见吸收谱（UV-vis）和光电流谱（PEC）等手段，研究了不同光催化剂的光催化机理和电荷分布。
实验结果表明，复合薄膜光催化剂的光生成电子和空穴均分布更加均匀，电荷分离效果更好，从而提高了光催化剂的活性。
综上所述，本实验研究了二氧化钛及其复合薄膜的光催化降解性能，优化了光催化剂的组成和结构，提高了光催化剂的光催化活性和稳定性。
这对于二氧化钛的应用和环境保护具有重要意义本实验研究表明，通过制备二氧化钛复合薄膜，可有效提高光催化降解有机污染物和氧化亚硝酸的效率。
其中，ZnO/二氧化钛复合薄膜表现出最好的光催化降解性能。
通过光致发光谱、紫外-可见吸收谱和光电流谱等手段，研究了不同光催化剂的光催化机理和电荷分布，发现复合薄膜光催化剂的活性更高。
因此，本研究对于提高二氧化钛光催化剂的应用效率和环境保护具有重要意义二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究2二氧化钛及其复合薄膜光催化降解性能研究随着环境污染问题的日益严重与可持续发展理念的普及，光催化降解技术已成为目前较为先进和有效的处理污染物的方法之一。
二氧化钛薄膜的表征分析
二氧化钛薄膜的表征分析随着先进材料的不断发展，二氧化钛薄膜正逐步成为一种新型的先进材料，被广泛应用于电子器件、太阳能电池、液晶显示器件等领域。
因此，了解二氧化钛薄膜的特性，非常有重要的意义。
二氧化钛薄膜的表征分析主要包括：组成分析、晶体结构分析、表面形貌分析、光学性质分析、热性质分析、电学性质分析、迁移性质分析，以及力学性质分析等。
首先，组成分析是最常用的，是以X射线荧光光谱仪或原子荧光光谱仪对二氧化钛薄膜的成分进行分析的方法。
X射线荧光光谱仪可以检测薄膜中的元素种类及其含量，而原子荧光光谱仪能够测量薄膜中确定元素的含量。
其次，晶体结构分析是指X射线衍射(XRD)技术，它可以检测二氧化钛薄膜的晶体结构，包括晶粒大小、晶体型及晶体对称特性等。
随后是表面形貌分析，通常使用扫描电子显微镜(SEM)，它可以测量薄膜表面的形貌，如表面平整度、薄膜厚度、孔洞状况等，帮助我们更好地了解表面的形貌。
接下来，光学性质分析可以测量二氧化钛薄膜的反射、透射率、折射率、吸收率等参数，从而深入了解二氧化钛薄膜的光学性质。
热性质分析则可以测量二氧化钛薄膜的热膨胀系数、热导率，可以更好地掌握薄膜的热特性。
在电学性质分析方面，可以使用线性回归分析法测量二氧化钛薄膜的介电常数、电阻率和电导率等参数，从而了解薄膜的电学特性。
迁移性质分析包括热迁移率、冷膨胀系数等，可以用来了解薄膜的迁移性质。
最后，力学性质分析是由弯曲测试法和拉伸测试法检测二氧化钛薄膜的抗弯曲、抗拉伸及抗压等力学性质参数，以此判断薄膜的耐久性和使用寿命。
了解二氧化钛薄膜的特性，有助于改善其性能，增强其应用价值，从而成为一种新型的先进材料。
因此，表征分析对于了解二氧化钛薄膜具有重要的意义，但必须注意在实验中需要采取适当的安全防护措施，以免被可能过高的温度和力量导致伤害。
总而言之，二氧化钛薄膜表征分析被认为是了解二氧化钛薄膜特性的重要手段，它可以帮助我们了解薄膜的组成、晶体结构、表面形貌、光学性质、热性质、电学性质、迁移性质及力学性质等，从而研究其在电子器件、太阳能电池、液晶显示器件等领域的应用价值。
二氧化钛基光催化材料的微结构调控与性能增强
二氧化钛基光催化材料的微结构调控与性能增强一、本文概述随着全球能源危机和环境问题日益严重，寻找高效、环保的能源转换和污染物处理技术已成为当前科研领域的重要任务。
其中，光催化技术，作为一种能够直接利用太阳能驱动化学反应的绿色技术，受到了广泛关注。
二氧化钛（TiO₂）作为最经典的光催化材料之一，具有无毒、稳定、廉价等优点，被广泛应用于光解水产氢、光催化降解有机物、光催化还原重金属离子等领域。
然而，传统的二氧化钛光催化材料存在光生电子-空穴对复合率高、可见光响应弱等问题，限制了其实际应用效果。
因此，对二氧化钛基光催化材料的微结构进行调控，以提高其光催化性能，成为当前光催化领域的研究热点。
本文旨在深入探讨二氧化钛基光催化材料的微结构调控方法，并分析这些调控手段如何影响材料的光催化性能。
文章首先概述了二氧化钛的基本性质及其在光催化领域的应用现状，然后重点介绍了通过调控材料的形貌、晶相、缺陷、掺杂以及复合结构等手段，优化其光生电子-空穴对的分离与传输过程，提高其对可见光的吸收和利用效率。
文章总结了当前研究中存在的挑战和未来的发展方向，为二氧化钛基光催化材料的实际应用提供理论指导和实验依据。
二、二氧化钛基光催化材料的微结构调控二氧化钛（TiO₂）作为一种典型的光催化材料，因其优异的化学稳定性、低成本以及环境友好性而受到了广泛关注。
然而，纯TiO₂的光催化效率往往受到其宽带隙（约2 eV）的限制，这导致它只能吸收紫外光，而紫外光在太阳光中所占比例仅为4%。
因此，对TiO₂基光催化材料的微结构进行调控，以提高其对可见光的利用率和光催化活性，成为当前研究的热点。
TiO₂存在多种晶型，其中锐钛矿型（anatase）和金红石型（rutile）是最常见的两种。
锐钛矿型TiO₂具有较高的光催化活性，而金红石型TiO₂则具有较好的热稳定性和化学稳定性。
通过控制合成条件，可以实现TiO₂晶型的调控，从而优化其光催化性能。
TiO₂的粒径对其光催化性能有着显著影响。
peg聚合物光照分解
PEG（聚乙二醇）聚合物在光照条件下可能会发生分解，这种分解通常是由于聚合物链中的化学键在紫外光或者可见光的照射下被破坏。
PEG聚合物在光引发下的分解过程可能涉及以下几个步骤：
1. 光激发：当PEG聚合物暴露在光照下时，聚合物链中的某些化学键（如C-O键）可能会吸收光能，导致键的断裂。
2. 自由基产生：光激发后，聚合物链可能会产生自由基，这些自由基能够引发链连锁反应，导致聚合物链的断裂。
3. 链断裂：自由基攻击PEG聚合物的主链，导致碳-碳键或者碳-氧键的断裂，形成较短的链段。
4. 终止反应：链断裂产生的自由基可能会与其他自由基或者分子反应，终止连锁反应。
5. 碎片形成：最终，PEG聚合物会分解成一系列的小分子碎片。
这种光分解过程可能会受到PEG聚合物分子量、结构、环境条件（如温度、溶剂、氧气浓度）以及光源强度和波长的影响。
在实际应用中，这种光分解性质可以被利用来设计PEG聚合物基的光响应材料，例如在药物递送系统中的应用，或者作为可降解的聚合物材料在生物医学领域中的应用。
PEG修饰的介孔二氧化钛的合成及疏水光敏剂的装载
PEG修饰的介孔二氧化钛的合成及疏水光敏剂的装载
郭倩倩;申元娜;罗雷
【期刊名称】《食品与药品》
【年(卷),期】2017(019)004
【摘要】目的制备介孔二氧化钛(TiO2),对其表面进行聚乙二醇(PEG)修饰,并利用其包载疏水光敏剂.方法以钛酸丁酯为原料,十六烷基氯化吡啶为模板剂,采用室温水解法制备介孔TiO2;用PEG对TiO2表面进行亲水性修饰;改变溶剂的比例和光敏剂的浓度以优化载药工艺,测定载药后产生单线态氧的效率.结果 PEG修饰后TiO2的沉降速度显著降低,分散稳定性提高;优化后包封率达80.01％;660 nm激光照射后载药TiO2产生大量单线态氧.结论经PEG修饰后载药系统具有较高的单线态氧产率.
【总页数】5页(P275-279)
【作者】郭倩倩;申元娜;罗雷
【作者单位】西南大学药学院中医药学院,重庆 400715;西南大学药学院中医药学院,重庆 400715;西南大学药学院中医药学院,重庆 400715
【正文语种】中文
【中图分类】R94;O641
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二氧化钛双层膜的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用的开题报告
二氧化钛双层膜的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用的开题报告一、选题的背景和意义随着人口增长和电力需求的不断增加，传统的化石能源已经难以满足需求，并且对环境带来了严重的影响。
因此，寻找可再生能源已经成为全球能源领域的热点问题之一。
太阳能电池作为一种无污染、可再生的能源，因其具有优异的光电转换效率和长期使用寿命而备受关注。
目前染料敏化太阳能电池是太阳能电池领域的研究热点之一。
其中，二氧化钛是染料敏化太阳能电池中常用的电子传输材料，具有高电子传输效率、较高光吸收系数等优点。
双层膜结构在染料敏化太阳能电池中应用得较为广泛，一般由一层 TiO2 薄膜和一层染料薄膜构成，在提高电池光电转换效率的同时，也可以保护染料免受光损伤。
本课题旨在研究二氧化钛双层膜的制备方法及其在染料敏化太阳能电池中的应用，通过优化薄膜的制备条件，提高太阳能电池的光电转换效率和稳定性，为染料敏化太阳能电池的研究和应用做出贡献。
二、研究内容和方法1.制备二氧化钛薄膜：采用溶胶凝胶法制备二氧化钛薄膜，优化制备条件，如溶液浓度、沉淀时间、煅烧温度等，制备出具有优异光催化性能的 TiO2 薄膜。
2.制备染料敏化太阳能电池：采用标准的染料敏化太阳能电池制备方法，制备出电池的阴阳极材料和电解液，将制备好的二氧化钛薄膜和合适的染料组合在一起，形成双层膜结构。
3.评价电池性能：通过测试电池的 IV 特性曲线和光电转换效率，评价制备的电池性能，并探究其在长期稳定性等方面的表现。
三、预期结果和意义本课题的预期结果包括：1.成功制备优异性能的二氧化钛薄膜和染料敏化太阳能电池。
2.通过优化制备条件，提高太阳能电池的光电转换效率和稳定性。
3.对二氧化钛薄膜和染料敏化太阳能电池的性能进行深入评价分析，为染料敏化太阳能电池的研究和应用提供参考。
本课题对于推动染料敏化太阳能电池的研究和应用具有重要的意义，同时也为绿色能源的研究和开发提供了一种新途径。
PEG化纳米金在亲和吸附剂配体筛选中的应用的开题报告
PEG化纳米金在亲和吸附剂配体筛选中的应用的开
题报告
尊敬的评委老师：
我选择的研究课题是“PEG化纳米金在亲和吸附剂配体筛选中的应用”。
随着分子生物学和生物化学研究的发展，越来越多的生物分子被发现并需要被纯化和检测，因此亲和层析成为了分离和纯化生物大分子的重要方法。
在亲和层析中，选择正确的亲和吸附剂配体是非常关键的。
PEG化纳米金是一种应用广泛的亲和吸附剂，其表面的PEG基团可以提高其生物相容性和稳定性，同时也能提高其在水中的亲和性，使其成为一个理想的亲和吸附剂。
本研究旨在探索PEG化纳米金在亲和吸附剂配体筛选中的应用。
具体来说，我们将首先对PEG化纳米金进行表征，包括纳米粒子的粒径、形态、表面电位等方面的表征。
我们将采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜等技术进行表征。
然后我们将选择一些被广泛研究的生物大分子作为亲和吸附剂配体，比如抗体、酶等，通过PEG化纳米金对这些配体进行筛选。
这里我们将采用质谱、凝胶电泳等方法来检测其配体的结合能力。
最后，我们将评估PEG化纳米金在亲和吸附剂配体筛选中的应用效果，并讨论其在生物分子纯化中的潜在应用。
本研究的意义在于，探索PEG化纳米金在亲和吸附剂配体筛选中的应用，能够提高生物分子纯化的效率和纯度，对生物大分子的研究具有一定的推动作用。
谢谢！。
二氧化钛纳米带表面微观结构调控与界面效应的研究-山东大学科学
一、项目名称二氧化钛纳米带表面微观结构调控与界面效应的研究二、申报奖种自然科学奖三、推荐单位山东大学四、项目简介纳米二氧化钛（TiO2）具有非常强的光催化性能，以P25为代表的TiO2是利用紫外光进行有机物污染物降解的最有效的光催化剂，但其光催化应用存在两个限制因素，一是仅在紫外区具有光催化活性，难以实现利用太阳光进行高效光催化；二是由于颗粒在水中分散能力极强，难以实现光催化反应后的回收，而大尺寸的二氧化钛颗粒光催化效率极低，因此光催化出现40余年仍未在水处理上推广应用。
本项目基于晶体生长和半导体界面结构的基础理论，通过对晶体材料微观结构、表面与物理化学过程进行的调控，开展了基于TiO2纳米带的高效光催化材料设计与制备方面的基础研究。
（1）提出并实现了TiO2纳米带生长与批量制备技术，利用其一维结构特性，突破了光催化材料在水体系中分离的技术难题，首次提出了并实现了利用传统的造纸技术进行TiO2纳米纸张的制备，设计并构建了过滤式连续光催化专利装置，为TiO2光催化技术在污水处理方面的应用开辟了道路。
（2）在国际上首次提出了TiO2纳米带表面异质结构的概念，利用异质结构界面上半导体能带匹配、肖特基效应、p-n结内建电场效应，实现了界面载流子输运过程的调控；利用可见光响应的纳米颗粒与紫外活性TiO2纳米带进行表面组装，实现了系列高效宽谱光催化剂；同时，利用铁电纳米颗粒的自发极化作为内建电场，并利用超声引发的压电响应对内建电场周期性更新与调控作用，在国际上首先提出了基于压电响应的超声辅助光催化概念。
研究工作推动了光催化基础理论的研究，引领了光催化技术的发展。
（3）提出半导体缺陷态引起的中间态能级与窄带隙半导体对红外光的吸收可以实现红外光催化的假设，实现了缺陷态Bi2WO6和复杂带隙In2S3的近红外光催化响应，首次发现WS2纳米片的近红外光催化性质，证实了具有合适能级结构的窄禁带半导体材料的近红外光吸收可以实现载流子分离，并形成自由基，实现对有机污染物的降解，突破了本征窄禁带半导体单相纳米材料的红外光吸收以晶格振动的热转化过程为主的传统认识，为寻找和设计红外光催化材料提供了新的思路；同时，利用碳量子点的红外光吸收，构建碳量子点-缺陷态TiO2纳米带表面异质结构，实现了全太阳光谱光催化剂。
PEG对TiO2薄膜光电特性的影响
PEG对TiO2薄膜光电特性的影响王保国;李雅鹏;李(韦华);王素梅【期刊名称】《化学工业与工程》【年(卷),期】2006(23)3【摘要】研究添加第三组分对TiO2光电特性的调节规律对于研制新型气敏材料、太阳能电池等具有重要意义.本文采用溶胶-凝胶技术制备了添加聚乙二醇(PEG)的TiO2薄膜,研究了PEG的添加对晶体型态、表面形貌和半导体特性等的影响.结果表明,PEG的添加量与相对分子质量对TiO2薄膜的透光性有明显影响,添加PEG2000(2000为PEG的相对分子质量)的TiO2薄膜在350℃时对CO的气敏性达到3.5,这种p-型TiO2薄膜材料在太阳能电池、气敏传感器等领域有广阔的应用前景.【总页数】4页(P203-205,246)【作者】王保国;李雅鹏;李(韦华);王素梅【作者单位】天津大学化工学院,绿色合成与转化教育部重点实验室,天津,300072;天津大学化工学院,绿色合成与转化教育部重点实验室,天津,300072;天津大学化工学院,绿色合成与转化教育部重点实验室,天津,300072;天津大学化工学院,绿色合成与转化教育部重点实验室,天津,300072【正文语种】中文【中图分类】TN304.055;O612.4【相关文献】1.多孔TiO2纳米薄膜的制备及PEG对其表面形貌的影响 [J], 赵转清;姚素薇;张卫国;龚正烈2.透明纳米TiO2薄膜的制备及其紫外光电特性研究 [J], 付姚;曹望和3.Ti-6Al-4V合金表面TiO2纳米管阵列薄膜的制备与光电特性研究 [J], 罗保民;杨海滨;刘世凯4.基片温度对TiO2薄膜的微观结构和紫外光电特性的影响 [J], 刘子丽;肖峻;蒋向东;孙继伟5.直流反应磁控溅射制备的Mo掺杂TiO2薄膜的光电特性 [J], 颜秉熙;罗胜耘;沈杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
PEG_thiol修饰对金磁微粒胶体稳定性和抗吞噬能力的影响
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ＰＥＧ－ｔｈｉｏｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｃｏｌｌｏｉｄａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｎｔｉ－ｐｈａｇｏｃｙｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ＧｏｌｄＭａｇ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｉｎ ｖｉｔｒｏ．Ｍｅｔｈｏｄｓ ＧｏｌｄＭａｇ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｗｅｒｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｕｓｉｎｇ ＰＥＧ－ｔｈｉｏｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ＰＥＧ－ＧｏｌｄＭａｇ ａｎｄ ＧｏｄｌＭａｇ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ ｗｉｔｈ ＦＳＥ ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｔ２ＷＩ，ＧＲＥ ｓｅ－ ｑｕｅｎｃｅ Ｔ２＊ ＷＩ ａｎｄ Ｔ２ ｍａｐｐｉｎｇ．Ｚｅｔａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ ｗｉｔｈ Ｚｅｔａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｉｎｓｔｒｕ－ ｍｅｎｔ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ ｗａｓ ｔｅｓｔｅｄ ｗｉｔｈ ＵＶ－ｖｉｓｉｂｌｅ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｉｍｅ ｐｏｉｎｔｓ．Ｍｏｕｓｅ ｍｏｎｏｃｙｔｅ－ｍａｃ－ ｒｏｐｈａｇｅ ＲＡＷ ２６４．７ ｗａｓ ｌａｂｅｌｅｄ ｗｉｔｈ ＧｏｌｄＭａｇ ａｎｄ ＰＥＧ－ＧｏｌｄＭａｇ ａｎｄ ｓｔａｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｐｒｕｓｓｉａｎ ｂｌｕｅ ｂｕｆｆｅｒ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｃａｌｃｕ－ ｌａｔｅ ｔｈｅ ｌａｂｅｌｉｎｇ ｒａｔｅ．Ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｉｒｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ＲＡＷ ２６４．７ｌａｂｅｌｅｄ ｗｉｔｈ ｔｗｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｗｉｔｈ ＩＣＰ－ＯＥＳ ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ＰＥＧ－ｔｈｉｏｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ ａｎｔｉ－ｐｈａｇｏｃｙｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ＧｏｌｄＭａｇ．Ｒｅｓｕｌｔｓ Ｔｈｅ Ｚｅｔａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ ＧｏｌｄＭａｇ ａｎｄ ＰＥＧ－ＧｏｌｄＭａｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗａｓ －１８．３ ｍＶ ａｎｄ －３９．５ ｍＶ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｆｔｅｒ ｓｔａｎｄｉｎｇ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｏｒ １００ｍｉｎ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ ｏｆ ＧｏｌｄＭａｇ ａｎｄ ＰＥＧ－ＧｏｌｄＭａｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗａｓ ５０％ ａｎｄ ８８．５％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ－ ｌｙ．Ｗｈｅｎ ｓｔａｎｄｉｎｇ ｆｏｒ ２００ｍｉｎ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｄｒｏｐｐｅｄ ｔｏ １７％—１８％ ａｎｄ ８０％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｐｒｕｓｓｉａｎ ｂｌｕｅ ｓｔａｉｎｉｎｇ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｃｏｕｌｄ ｌａｂｅｌ ＲＡＷ ２６４．７ｃｅｌｌｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｂｅｌ ｒａｔｅ ｏｆ ＧｏｌｄＭａｇ ａｎｄ ＰＥＧ－ＧｏｌｄＭａｇ ｗａｓ（８５．３±２．１）％ ａｎｄ（２３．６±１．３）％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｉｒｏｎ ｃｏｎ－ ｔｅｎｔ ｏｆ ＲＡＷ ２６４．７ｃｅｌｌｓ ｌａｂｅｌｅｄ ｗｉｔｈ ＧｏｌｄＭａｇ ａｎｄ ＰＥＧ－ＧｏｌｄＭａｇ ｗａｓ （２１．６±２．３）ｐｇ／ｃｅｌｌ ａｎｄ （８．７±１．２）ｐｇ／ｃｅｌｌ，ｒｅ－ ｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｏｎ Ｔ２ＷＩ，ＧＲＥ Ｔ２＊ ＷＩ ａｎｄ Ｔ２ ｍａｐｐｉｎｇ，ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｏｆ ｓｉｇｎａｌ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ Ｔ２ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ＰＥＧ－ＧｏｌｄＭａｇ ａｎｄ ＧｏｌｄＭａｇ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ａｔ ｖａｒｉｏｕｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｎｏｔ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ （ａｌｌ Ｐ ＞ ０．０５）．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ＰＥＧ－ｔｈｉｏｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｃａｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｎｔｉ－ｐｈａｇｏｃｙｔｉｃ ｃｌｅａｒａｎｃｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ＧｏｌｄＭａｇ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｗｉｔｈｏｕｔ ｏｂｖｉｏｕｓ ａｌｔｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ． ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ ＧｏｌｄＭａｇ；ＰＥＧ－ｔｈｉｏｌ；Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；Ａｎｔｉ－ｐｈａｇｏｃｙｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔｙ；Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ术 ２０１３ 年 第 ２９ 卷 第 ７ 期 Ｃｈｉｎ Ｊ Ｍｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌ，２０１３，Ｖｏｌ ２９，Ｎｏ ７
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取出在空气中冷却至室温$上 述 过 程 重 复 < 次 后 在 1((K 下 热
处理 )(U"%$ 对 于 X 样 品"改 变 热 处 理 温 度 制 得 ,1(’1(( 和
11(K下的薄膜样品"分别命名为 X.’X#和 X)$由于膜厚很 薄"
c\G 谱中没有出现衍射峰$为了观察 薄 膜 的 晶 相"我 们 做 了 如 下实验$取一直径为.#(UU 的培养皿"倒入少量样品溶液$将 培养皿放入鼓 风 干 燥 器 中"于 .1(K 下 快 速 烘 干$ 刮 下 培 养 皿 底部薄膜并移入坩埚中进行热处理$热处理条件与相应薄膜制 备的条件相同$这样制得的粉末的晶相可以认为与薄膜的晶相 相 同%1&$ #D#" 性 能 测 试
用 &X02型 c\G 测试仪进行样品的 c\G 测 试"分 析 晶 相$ 用 Ob$/O/1+(扫描 电 子 显 微 镜 !9"7’@S"W7JD#观 察 表 面 形 貌$ 薄膜的折射 系 数 用 椭 偏 仪 测 得$ 用 W’U5J’/#( 型 分 光 光 度 计 测量薄膜的吸收光 谱$ 为 测 量 Ib& 对 薄 膜 样 品 的 染 料 吸 咐 性 能的改善作用"将制好的薄膜样品浸入溶于乙醇的染料溶液 中" 静置.2S后"将其放 入 烘 箱 中 .1(K 下 干 燥 .(U"%"测 量 染 料 吸 附前后薄膜的紫外/可 见 吸 收 光 谱$ 用 染 料 吸 附 前 后 的 吸 收 光 谱差来表征染料的吸附多少$
#" 实 " 验
#D." 样 品 制 备 用溶胶凝胶法制备 了 二 氧 化 钛 薄 膜"以 钛 酸 四 丁 酯’乙 醇’
水’二乙醇胺!Gb-#和聚乙二醇!Ib&#为原料"按表.所示的 比 例配置 -’X 和 V)种初始溶液"表中的数据表示摩尔量之比$
表."溶液 -%X 和 V 的组成 *’5;4.V?U[?6"7"?%?F6?;:7"?%-&X’%JV
样品的 c 射线衍射#折 射 率#扫 描 电 镜 $Ob$%和 吸 收 光 谱 的 测 试结果表明!Ib& 加 入 越 多!气 孔 率 越 大!染 料 的 吸 附 量 越 多" 另 外 !热 处 理 温 度 为 1((K 时 染 料 的 吸 附 量 最 好 " 关键词!"*"M# 薄膜"气孔率"染料吸附 中 图 分 类 号 !"M,2," " " " 文 献 标 识 码 !文 章 编 号 !.((./0+).##((,$(#/(.01/(#
本文利用溶胶/凝胶 法 制 备 了 多 孔 纳 米 二 氧 化 钛 薄 膜 并 对 Ib& 对染料吸附量的影响作了研究"结果表明#Ib& 的 加 入 可 以使二氧化钛薄膜形成多孔疏松结构!进而增加染料的吸附 量" 气孔率和孔径随 Ib& 的 加 入 量 的 增 多 而 增 大" 在 本 研 究 范 围 内得出 Ib& 含量为 <D0#j.(C)TIb&*T初 始 溶 液 的 V 样 品 的 气孔 率 最 高" 但 1((K 处 理 的 V 样 品 气 孔 分 布 不 均 匀" 对 1((K时气孔分布均匀的 X 样 品 进 行 了 热 处 理!结 果 表 明!热 处 理 温 度 为 1((K 时 气 孔 率 最 高 "
图,"样品 X 经过不同热处理温度的薄膜在 尼 罗 兰 溶 液 中 浸 渍 前 后 的 紫 外/可 见 光 谱 的 差 谱
H"T,*S4:;78’Q"?;47/Q"6"5;46[4@78’J"FF484%@4?F7S46’U[;4654/ F?84’%J’F748J"[["%T"%7S4!";45;:46?;:7"?%R"7SQ’8"?:6 S4’7784’7U4%774U[48’7:84
图)"样品 X 经过不同热处理温度薄膜的 Ob$ 照片 H"T)O@’%%"%T4;4@78?% U"@8?T8’[S6?F7S46:8F’@4?F7S46’U/
[;46X R"7SQ’8"?:6S4’7784’7U4%774U[48’7:84 ""图,为样品 X.)X#和 X)热处理 后 在 尼 罗 兰 溶 液 中 浸 渍 前 后的紫外/可见光谱的差谱"由图中可以 看 出!样 品 光 吸 收 增 加 的顺序是 X#$X.$X)!即热处理温 度 为 1((K 时 样 品 的 光 吸 收 增加的最多"当热 处 理 温 度 升 至 1((K 时!由 于 薄 膜 的 气 孔 率 高!染 料 的 吸 附 量 高!光 响 应 增 大" 而 从 1((K 继 续 提 高 到 11(K !气 孔 率 变 小 !染 料 吸 附 量 小 !光 响 应 减 小 "
," 结 " 论
图#"1((K 热 处 理 时 不 同 样 品 的 薄 膜 在 尼 罗 兰 溶 液 中 浸 渍 前 后 的 紫 外/可 见 光 谱 的 差 谱
H"T#*S4:;78’Q"?;47/Q"6"5;46[4@78’J"FF484%@4?F7S46’U[;4654/ F?84’%J’F748J"[["%T"%7S4 !";45;:46?;:7"?% R"7S7S4 S4’7784’7U4%7?F1((K
*"$MV,90%, V#91M9 9#M Gb- Ib&!
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""! 5B.D+)j.(C)TIb&(T 初始溶液
""薄膜的制备 采 用 浸 渍/提 拉 法$ 本 实 验 采 用 <@U(U"% 的 提
拉速率$将制得的 样 品 放 入 马 弗 炉"在 1((K 下 热 处 理 .(U"%"
随 Ib& 的加入量增大而增加"
我们可以这样分析 Ib& 对 薄 膜 气 孔 率 的 影 响" 因 为 Ib&
是一种可用作非离子型 表 面 活 性 剂 的 高 分 子 聚 合 物 !它 在 溶 液
中的作用主要有两点#$.%是 使 悬 浮 液 中 的 胶 体 粒 子 均 匀 分 布 !
不发生聚集&$#%是防止 二 氧 化 钛 粒 子 在 热 处 理 时 烧 结 !形 成 多
则呈现出多孔的较疏松的 结 构$ 且 含 Ib& 较 多 的 V 样 品 的 孔
径要比 X 的大"但气孔的分布 不 如 X 均 匀$对 以 上 样 品 测 量 折 射系数 "并用公式!.#计算薄膜的气孔 率%<&!O 是 气 孔 率"7 和7J 分别是薄 膜 及 相 应 晶 体 的 折 射 系 数$锐 钛 矿 的 折 射 系 数 为
品的反射率和气孔率
*’5;4#*S484F8’@7"Q4"%J4‘’%J[?8?6"7L?F6’U[;46-"X’%JV 784’74J5L1((K ’%J6’U[;46XR"7SJ"FF484%7784’7U4%7 74U[48’7:84
#((, 年 第 # 期 $)1%卷 大!结构比较 致 密!气 孔 率 降 低" 以 上 样 品 的 折 射 率 和 由 公 式
孔结构"热处理过 程 中!Ib& 被 氧 化 并 分 解 为 二 氧 化 碳!气 体
放出留下气孔"Ib& 含 量 越 多!生 成 气 体 越 多!留 下 的 气 孔 也
越多!所以样品 V 比 X 的 气 孔 率 大" 另 一 方 面!先 驱 液 中 Ib&
的加入量少时!高分 子 之 间 接 触 的 几 率 小!钛 原 子 与 Ib& 充 分 键合!形成结构 为 V9#3M@*" 的 桥 键 和 尾 键’2(" 这 样!一 个 Ib& 分子链被钛原子键合而分成 几 段!热 处 理 分 解 时 形 成 的 气
田清华 等)Ib& 对二氧化钛薄膜的微观结构和染料吸附性能的影响
.01
Ib& 对二氧化钛薄膜的微观结构和染料吸附性能的影响!
田 清 华 !赵 高 凌 !韩 高 荣
!浙江大学 材料系硅材料国家重点实验室"浙江 杭州 ).((#+#
摘"要!"用 Ib& 作为添加剂!用 溶 胶/凝 胶 法 制 备 了 多 孔 二 氧 化钛薄膜!通过改变热处理温度和 Ib& 的添加量获取不 同 微 观 结构的二氧化 钛 薄 膜!进 而 研 究 制 备 条 件 对 染 料 吸 附 的 影 响"
." 引 " 言
*"M# 是一种比较稳定的半导体材料"在 太 阳 能 电 池 方 面 有 广泛的应用前景$但由 于 其 禁 带 宽 度 较 大"仅 能 吸 收 太 阳 光 的 紫外 部 分"对 太 阳 能 的 利 用 率 低"不 能 直 接 应 用 于 太 阳 能 电 池$ 而染料敏化%.&可以拓宽 二 氧 化 钛 电 极 对 太 阳 光 的 吸 收 范 围 "但 致密平整的 *"M# 薄膜吸附的 染 料 分 子 少"光 电 转 换 效 率 低"若 将其制成多孔结构的薄膜"则可利用其巨大的表面积"大大提 高 染 料 的 化 学 吸 附 量 "提 高 光 电 转 换 效 率 $ %#")& 通 过 在 初 始 溶 液 中添加 Ib& 等 高 聚 物"可 以 制 备 出 多 孔 结 构 的 二 氧 化 钛 薄 膜%,&$但是"关于气孔率 对 二 氧 化 钛 薄 膜 的 染 料 吸 附 的 系 统 研 究还未见报道 $本文 旨 在 用 溶 胶/凝 胶 法 制 备 多 孔 *"M# 薄 膜" 通过改变 Ib& 的 添 加 量 及 热 处 理 温 度 来 制 备 不 同 气 孔 率 的 *"M# 薄膜"并观察气孔率对染料吸附量的影响$