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oe1(光电查) - 科学论文

39 条数据
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  • 具有优异附着强度和耐腐蚀性的Ti-6Al-4V合金表面均匀阳极氧化TiO?纳米管层

    摘要： 六方相二氧化钛纳米管（TNTs）阵列通常在钛基基底上制备用于某些生物医学用途，但传统加工钛合金上构建的TNT层通常不均匀，因为这些基底通常同时含有α和β相。本工作采用高压扭转（HPT）技术通过应变诱导β相溶解，在Ti-6Al-4V合金中获得饱和单α相微观结构。经过HPT处理后，在超细晶（UFG）Ti-6Al-4V合金基底上电化学制备了具有三种不同形貌（一步纳米多孔、一步纳米管状和两步纳米多孔结构）的均匀阳极TNT层，而粗晶基底上制备的TNT层通常不均匀。更值得注意的是，与常规加工的Ti-6Al-4V基底上的TNT层相比，这些TNT层对UFG基底表现出显著提高的粘附强度以及更好的耐腐蚀性。X射线衍射分析、结合电子背散射衍射的扫描电子显微镜以及透射电子显微镜表明，这种改善归因于UFG基底中更高的位错密度以及应变诱导的β相溶解。

    关键词： 高压扭转，均匀性，二氧化钛纳米管，粘附强度，应变诱导相变

    更新于2025-11-21 11:03:13

  • 光催化作为一种高级还原过程（ARP）：利用二氧化钛纳米管-铁氧体纳米复合材料还原4-硝基苯酚

    摘要： 二氧化钛光催化是一种先进工艺，全球广泛用于有机化合物氧化，在健康与环境领域具有重要技术应用价值。光催化还原反应方法前景广阔，可为绿色化学合成开辟新途径。为此，本研究以P25型二氧化钛为前驱体，在高压釜条件下制备了二氧化钛纳米管（TNTs），并采用湿法浸渍技术基于该纳米管基质进一步获得TiO2/CoFe2O4（TCF）纳米复合材料。通过系统表征确定了材料的结构、织构、振动、光电及磁学特性。该复合材料兼具可见光吸收特性与高比表面积（约100 m2/g），在4-硝基苯酚（4-NP）光催化还原反应中展现出卓越性能——短时光照（仅35分钟）即实现超94%的转化率。所开发的纳米复合材料在连续光催化实验中可高效循环使用，且能通过磁分离便捷回收。其在硝基苯酚光催化还原过程中表现出优异的重复使用能力和高性能稳定性，证实该先进还原工艺具有显著的经济价值和工业应用前景。

    关键词： 钴铁氧体，4-硝基酚还原，纳米复合光催化剂，二氧化钛纳米管

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 空间双电场大幅增强TiO2纳米管阵列的太阳能水分解

    摘要： 高效电荷分离对于提升光催化和光电化学（PEC）水分解中的光电转换效率至关重要。本研究通过在TiO?纳米管内外表面定向构建Au纳米层与SrTiO?纳米立方体，实现了电荷分离效率与PEC活性的协同增强。具体而言，外层具有自发铁电极化的SrTiO?纳米立方体能有效调控TiO?纳米管的能带弯曲，促进空穴向电极/电解液界面迁移以实现水氧化；同时内层Au纳米层在可见光激发下产生有利的等离激元电场，既强化电荷分离又加速电子向对电极转移以生成氢气。得益于这种空间双电场结构，该SrTiO?/TiO?/Au三元光阳极在1.23 V（vs. RHE）偏压下展现出2.11 mA cm?2的显著增强的光电流密度，较原始TiO?纳米管阵列提升近3.5倍。此外还实现了低至~0.17 V（RHE）的水氧化起始电位及优异的PEC稳定性。这些发现为高效PEC水分解体系的理性构建提供了新策略。

    关键词： 二氧化钛纳米管，水分解，等离子体，铁电性

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 直接浸渍法制备的CdO-TiO2纳米管增强光电化学性能

    摘要： 采用直接浸渍法制备了一系列CdO-TiO2纳米管。通过优化的两步阳极氧化工艺制得自组装TiO2纳米管。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和光电化学(PEC)测试对CdO-TiO2纳米管的形貌、结晶度、元素组成及光电化学性能进行了表征。在较低Cd(NO3)2浓度下，TiO2纳米管表面未形成明显CdO晶粒，但EDS和XPS测试显示CdO掺杂量随Cd(NO3)2浓度增加而提高。当Cd(NO3)2前驱体浓度较高(800 mM)时，可清晰观察到TiO2纳米管表面形成颗粒团簇和纳米晶体，样品XRD图谱出现CdTiO3特征衍射峰。同时Ti 2p XPS谱呈现约0.3 eV的明显偏移，这归因于晶格结构变化。掺杂后观察到平带电位(Vfb)负向移动及载流子密度降低。计算得出CdO-TiO2纳米管的最大入射光子-电荷载流子转换效率(IPCE)达10.16%，显著高于纯TiO2纳米管。

    关键词： 氧化镉，光电化学，浸渍-煅烧法，二氧化钛纳米管

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 电压对乙二醇溶液中TiO2纳米管形成的影响

    摘要： 在含有氟化铵（NH4F）和过氧化氢（H2O2）的乙二醇（EG）电解液中，对钛箔进行阳极氧化以研究电压对TiO?纳米管形成的影响。研究了未经进一步热处理的TiO?纳米管的晶体相。通过在不同电压（10V、40V和60V）下对钛箔进行阳极氧化制备TiO?纳米管阵列，电解液由乙二醇（EG）、氟化铵（NH4F）和过氧化氢（H2O2）组成。过氧化氢作为强氧化剂提供氧源，可提高氧化速率以合成高度有序且光滑的TiO?纳米管。当电压超过10V时形成管状结构，较高阳极氧化电压（约60V）会产生更大管径（约180nm）。随着电压升高，纳米管的结晶度提高。未经任何热处理的阳极氧化TiO?可实现非晶相向锐钛矿相的转变。拉曼光谱结果表明，40V和60V阳极氧化产生了证实晶体相的锐钛矿峰。高电压阳极氧化过程中氧空位和离子迁移率导致晶体相稳定化。

    关键词： 锐钛矿，二氧化钛纳米管，结晶，阳极氧化

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 具有纳米草结构的TiO2纳米管：阳极氧化电压对形成机制和结构性能的影响

    摘要： 在基于乙二醇的氟化有机电解液中，采用恒压阳极氧化法合成了具有纳米草结构的二氧化钛纳米管（TiO2 NTs）。通过改变阳极氧化电压，获得了显著的形貌差异，且由于纳米草生长的垂直分裂机制导致顶部管壁变薄，上部NTs表面呈现纳米草状外观。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见光谱和Mott-Schottky（MS）分析等技术对样品进行了表征。结果表明，在500°C下退火3小时的样品结晶为锐钛矿相，并在高阳极氧化电压下出现金红石相，此时形貌显著改善且管壁更厚。所有样品的MS测量均显示n型半导体特性，且平带电位（Ufb）随阳极氧化电压升高而负值减小。因此，具有纳米草结构的TiO2 NTs可加速电子-空穴分离，从而提供更低的复合率。

    关键词： 纳米草、二氧化钛纳米管、阳极氧化工艺、纳米材料、特性

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 《AIP会议论文集》[作者 第三届数学与科学进展国际研讨会（ISCPMS2017）论文集 - 印度尼西亚巴厘岛（2017年7月26-27日）] - 作为新型催化区对电极的钒酸铋（BiVO4）在硫化镉（CdS）敏化太阳能电池产氢中的应用

    摘要： 我们最近开发了一种改进的量子点染料敏化太阳能电池（QD-DSSC），其催化区可扩展用于制氢。该DSSC部分由固定在钛板上的CdS敏化高度有序二氧化钛纳米管（CdS-HOTN）、Na2S/S电解液以及覆盖Pt的SnO-F（氟掺杂氧化锡）玻璃板（即Pt/SnO-F/玻璃）组成。催化区则由作为阴极的钛支撑体延伸部分构成，对应的对电极是来自DSSC部分的SnO-F玻璃延伸部分，其上覆盖有BiVO4薄膜。本报告将重点介绍BiVO4在我们新开发系统中的作用。钒酸铋采用氨水共沉淀法制备并煅烧获得细粉，随后将该BiVO4细粉沉积于SnO-F玻璃板上，通过FT-IR、紫外-可见漫反射光谱、SEM和X射线衍射进行表征。表征结果显示：BiVO4薄膜典型带隙为2.35 eV，其特征红外峰代表-V-O-和-Bi-O-V-键，晶体相为单斜白钨矿型BiVO4，典型晶粒尺寸为74.06 nm。通过线性扫描伏安法和多脉冲安培法研究BiVO4薄膜光阳极的光电化学性质，发现其在可见光下的电流响应为0.03 mA/cm2。进一步研究发现，当BiVO4薄膜整合至改进的QD-DSSC系统（催化区部分）时，在纯可见光照射下能实现水分解产生氢气和分子氧。我们将简要讨论这种改进的QD-DSSC——特别是催化区中BiVO4对电极的作用，以深入理解这种新型人工光合作用机制。

    关键词： 水分解、二氧化钛纳米管、硫化镉、人工光合作用、改性染料敏化太阳能电池、钒酸铋

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 生长TiO?纳米管对锻造Ti?Al?V合金和选择性激光烧结Ti?Al?V合金表面在环境和医疗应用中的影响

    摘要： 该论文阐述了通过阳极氧化法在钛表面生长TiO?纳米管对环境和医疗应用的影响，重点分析了TiAl6V合金冶金状态对阳极氧化生长TiO?纳米管的重要性?；诨竦肨iO?纳米管的可能性，研究采用含0.4%HF的电解液，以石墨为阴极、两种工艺（冷塑性变形和选择性激光烧结增材制造）制备的钛合金试样为阳极，通过电化学阳极氧化法制备TiO?纳米管，并利用扫描电子显微镜进行表征。本文旨在对比两种试样表面TiO?的电化学形成过程——鉴于钛合金及其氧化物在生物医学和环境领域的广泛应用，揭示纳米管特性为这些领域带来的发展机遇。

    关键词： 医疗应用、二氧化钛纳米管、环境应用、阳极氧化、Ti6Al4V合金

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 《AIP会议论文集》[作者 2018年第三届国际科学与技术工程会议（ISTEC）-材料化学-马来西亚槟城（2018年4月17-18日）] - 采用旋涂技术在阳极氧化二氧化钛纳米管（TNTs）上合成金纳米颗粒（AuNPs）

    摘要： 金纳米粒子（AuNPs）因其尺寸微小、高反应活性、大比表面积等独特性质，在物理、化学、医学和材料科学等诸多领域具有潜在应用价值而备受关注。然而纳米级金粒子的高反应性使其极易团聚，必须加以保护。为此，研究者引入载体材料来防止AuNPs聚集。其中二氧化钛（特别是二氧化钛纳米管TNTs）因其惰性、高孔隙率和超大比表面积被用作理想载体。但采用传统热蒸发或常规加热等方法实现AuNPs在TNTs基底上的精准可控附着效果并不理想。本研究开发了一种新方法：通过旋涂技术将AuNPs可控均匀地附着于电化学阳极氧化制备的TNTs表面。初步实验采用500、1000和2000转/分钟（rpm）不同转速进行旋涂，随后在250°C下热处理2小时。场发射扫描电镜（FESEM）显示：在含0.5 wt.%氟化铵的乙二醇溶液中，以50V电压成功制备出形貌良好的阳极氧化TNTs，其平均管径为150nm。当旋涂转速提升至2000rpm时，AuNPs能有效附着于TNTs表面，能量色散X射线光谱（EDX）分析证实了AuNPs在TNTs上的沉积。本研究还测试了AuNPs-TNTs对对硝基苯酚（p-NP）的催化还原性能（相关讨论详见正文）。

    关键词： 金纳米颗粒、旋涂法、二氧化钛纳米管、电化学阳极氧化

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 真空与空气中退火的阳极氧化TiO?纳米管局部结构及成分差异

    摘要： 本研究致力于探究真空与空气氛围中热处理工艺对含氟乙二醇（EG）基电解液中形成的多壁二氧化钛阳极纳米管（NTs）结构特征的影响，通过高分辨透射电子显微镜（HRTEM）结合能谱分析（EDX）、电子纳米衍射（STEM纳米衍射）、红外与拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）以及飞行时间二次离子质谱（ToF SIMS）进行检测。首次采用电子纳米衍射技术测定了空气与真空退火后纳米管内层TiO?纳米晶粒尺寸，分析了两种热处理条件下TiO?纳米管横截面碳分布特征的差异。研究发现真空热处理会使TiO?纳米管内层（IL）相组成与空气退火产生显著不同。序贯热处理（先真空后空气）既能有效去除纳米管表面及部分内层的碳残留，又可防止内层与外层（OL）剥离。所得数据将有助于理解热处理过程中的结构演变机制，并为优化此类纳米管的功能特性提供依据。

    关键词： 阳极氧化、二氧化钛纳米管、热处理、电子纳米衍射、高角环形暗场扫描透射电镜

    更新于2025-09-23 15:19:57