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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 利用X射线光电子能谱价带分析确定纳米级氧化钛薄膜的相组成

    摘要： 首次通过X射线光电子能谱价带分析，将价带双峰结构解卷积为五个峰并分析相对峰面积，确定了钛表面纳米级厚氧化钛薄膜的相组成。通过将工业纯钛在不同温度下进行空气氧化，获得了厚度约2纳米至8微米不等的氧化钛薄膜。当氧化温度不超过200°C时，钛表面形成的氧化钛薄膜呈非晶态且厚度小于10纳米。在TiO2-Ti界面处存在的亚化学计量氧化物（薄膜厚度<10纳米时）由Ti3+、Ti2+和Ti1+价态组成。当温度升至300°C且氧化钛薄膜厚度小于20纳米时，其完全转变为金红石相并保持稳定直至1000°C。氧化钛层中核心能级峰半高宽的增加归因于表面羟基的存在及氧化层内部的应力梯度。低温下氧化钛层中不存在亚稳态锐钛矿相，这是由于纳米级厚度的氧化层内部存在高应力所致。

    关键词： X射线光电子能谱，薄膜，价带，表面相组成，二氧化钛，钛

    更新于2025-11-21 11:24:58

  • 一种基于银/二氧化钛纳米粒子的简便多巴胺辅助抗菌表面制备方法

    摘要： 高效抗菌表面对于预防细菌感染至关重要。本研究开发了一种基于银/二氧化钛纳米粒子的简便方法，通过多巴胺辅助工艺制备具有长效抗菌性能的抗菌玻璃表面。采用场发射扫描电子显微镜结合能谱仪、X射线衍射和X射线光电子能谱分析了所制备表面的化学与形貌特征，并使用分光光度计测量了玻璃样品的紫外-可见吸收光谱。结果表明，经银/二氧化钛纳米粒子修饰的表面在可见光下对革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性枯草芽孢杆菌均表现出强效杀灭活性，且在磷酸盐缓冲盐水溶液中浸泡60天后仍保持对大肠杆菌的良好抗菌性能。

    关键词： 银、多巴胺、二氧化钛、玻璃、抗菌性能

    更新于2025-11-21 11:08:12

  • 通过烧结单相生物陶瓷形成TiO2金红石相中间层用于生物医学应用

    摘要： 据报道，在纳米羟基磷灰石（nanoHAP）包覆钛金属（nanoHAP-TiO2-Ti）中形成了金红石相TiO2。本研究主要致力于提升其耐腐蚀防护性能、骨整合能力及生物相容性。通过电泳沉积（EPD）优化确定nanoHAP包覆钛的工艺参数为80V电压沉积3分钟。包覆样品在空气环境中分别经600-900°C不同温度烧结1小时。采用XRD、拉曼光谱、场发射扫描电镜（配EDAX能谱）及原子力显微镜分别表征其结晶度、振动状态、表面形貌与微观形貌。通过开路电位（OCP）、电化学阻抗谱（EIS）及阳极极化等电化学测试，研究了烧结样品在林格氏溶液中的腐蚀行为。结果表明：800°C烧结且完全形成金红石相TiO2的nanoHAP包覆钛展现出最优耐蚀性。通过MTT法细胞毒性实验及成骨细胞黏附实验进行体外评价，结果显示该复合层相比未包覆金属能显著促进细胞黏附增殖，并有效控制金属离子向生物体系释放。

    关键词： 生物相容性、纳米羟基磷灰石-二氧化钛-钛、电泳沉积、电化学阻抗谱、烧结

    更新于2025-11-21 11:08:12

  • 具有主导(001)晶面的碳量子点/二氧化钛纳米片用于增强光催化产氢

    摘要： 通过简便方法成功制备了以(001)晶面为主的碳量子点/二氧化钛纳米片(CQDs/TiO2-001)样品。与TiO2-001和CQDs/P25相比，合成的CQDs/TiO2-001表现出显著更高的产氢光催化活性和良好的稳定性。采用XRD、XPS、HRTEM、FESEM、FTIR、光致发光(PL)光谱、荧光光谱和紫外-可见反射光谱研究了合成CQDs/TiO2-001的形貌、结构和性能，并探讨了其光催化活性提升的机理。结果表明，CQDs/TiO2-001光催化活性的提高源于TiO2-001与CQDs的协同效应：高度暴露的(001)晶面促进了光生电子的传输，而CQDs的负载抑制了(001)晶面上电子-空穴对的复合。同时，由于CQDs作为光敏剂并通过其与TiO2-001之间新形成的Ti-O-C键敏化TiO2-001，可见光吸收范围得以扩展。

    关键词： 碳量子点，二氧化钛，光催化产氢，（001）晶面

    更新于2025-11-21 11:01:37

  • 原子层沉积法制备的TiO2@聚合物与TiO2@碳气凝胶复合材料的催化光催化性能

    摘要： 采用间苯二酚-甲醛聚合物气凝胶（RFA）及其碳气凝胶（RFCA）衍生物制备了整体式结构的TiO?/气凝胶复合材料。通过溶胶-凝胶反应合成间苯二酚-甲醛水凝胶，再经超临界干燥转化为聚合物气凝胶。将RFA在干燥氮气中900°C热解制得碳气凝胶。分别以TiCl?和H?O为前驱体，在80°C和250°C下通过原子层沉积（ALD）技术在RFA和RFCA表面生长非晶态与晶态TiO?层。采用N?吸附、TG/DTA-MS、拉曼、SEM-EDX和TEM技术对基底及复合材料进行研究，并比较了它们在紫外光催化降解甲基橙染料反应中的光催化活性。

    关键词： ALD（原子层沉积）、光催化、碳气凝胶、二氧化钛、间苯二酚-甲醛聚合物气凝胶

    更新于2025-11-20 15:33:11

  • 使用TiO2涂层多孔玻璃纤维布对气态异丙醇的吸附与光催化分解

    摘要： 已广泛研究了二氧化钛光催化剂与各种吸附剂的组合，用于消除低浓度挥发性有机化合物（VOCs）。本文通过酸浸蚀和随后的电绝缘玻璃（E-玻璃）布二氧化钛浸涂法制备了二氧化钛与多孔玻璃布复合材料，并研究了其吸附和光催化能力。酸浸蚀使E-玻璃布的比表面积从1增加到430平方米/克，同时保持了支撑二氧化钛所需的足够机械强度。此外，二氧化钛涂层后比表面积仍保持较大（290平方米/克）。在气态异丙醇的光催化分解中，涂覆二氧化钛的多孔玻璃布比涂覆二氧化钛的非多孔玻璃布表现出更高的吸附和光催化分解能力。多孔复合材料限制了异丙醇分解中间产物丙酮的脱附，直至异丙醇完全分解为二氧化碳。二氧化碳生成速率受温度条件（15或35°C）和水分含量（2或18毫克/升）影响；后者也影响了光催化分解过程中异丙醇的吸附。这两种条件可能改变异丙醇在多孔复合材料中的扩散和吸附行为。正如其高吸附和光催化能力所证明的，该复合材料（二氧化钛和多孔玻璃布）能有效消除VOCs，同时减少有害中间产物的排放。

    关键词： 空气净化、复合材料、吸附、微孔材料、多孔玻璃、光催化剂、二氧化钛

    更新于2025-11-19 16:51:07

  • 多孔Nb2O5-TiO2 n-n结纳米纤维的乙醇传感性能及降低的传感器电阻

    摘要： 通过简单的静电纺丝法合成了具有不同铌摩尔比的一维（1D）多孔Nb2O5-TiO2 n-n结纳米纤维。由于在TiO2纳米纤维中引入Nb2O5，观察到平均晶粒尺寸减小，比表面积相应增大。与纯TiO2纳米纤维相比，Nb2O5-TiO2纳米纤维表现出更高的乙醇传感响应和更低的电阻。最佳工作温度从纯TiO2的300°C降至Nb2O5-TiO2的250°C。当Nb2O5含量为6 mol%时，Nb2O5-TiO2展现出最佳传感性能，在250°C下对500 ppm乙醇的响应值最高达21.64，是纯TiO2纳米纤维在300°C时响应值的2.79倍?；贜b2O5-TiO2的传感器电阻降低归因于Ti4+被Nb5+离子取代以及Nb2O5纳米颗粒与TiO2纳米颗粒间形成n-n结。Nb2O5-TiO2纳米纤维增强的传感机制主要归因于：Ti4+被Nb5+离子取代、n-n结的形成、高比表面积及小晶粒尺寸共同导致的电阻调制增强效应。

    关键词： 气体传感器、n-n结、静电纺丝、五氧化二铌、二氧化钛

    更新于2025-11-14 17:15:25

  • 利用下转换NaYF<sub>4</sub>:Eu<sup>3+</sup>纳米荧光粉提升钙钛矿太阳能电池的光伏性能

    摘要： 采用二氧化钛电子传输层组装的钙钛矿太阳能电池因其具有高电子迁移率、合适的能级排列和简便的制备工艺而展现出优异的光伏性能。然而，由于二氧化钛的紫外光催化活性，基于二氧化钛的钙钛矿太阳能电池存在固有不稳定性，这会导致二氧化钛/钙钛矿界面发生复合。本研究中，在导电玻璃的非导电面沉积了掺铕氟化钇钠下转换纳米晶薄膜。该下转换纳米晶层能够吸收高能紫外光子并将其转化为可见光，不仅扩展了钙钛矿太阳能电池的光谱响应范围，还缓解了二氧化钛的光催化活性。搭载下转换纳米晶薄膜的钙钛矿太阳能电池平均功率转换效率达到19.99%，显著优于未搭载该薄膜的器件（16.99%），其中最佳功率转换效率为20.17%。此外，搭载下转换纳米晶薄膜的钙钛矿太阳能电池表现出较小的迟滞效应。

    关键词： 二氧化钛、下转换、NaYF4:Eu3+纳米荧光粉、光伏性能、钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 具有增强表面光捕获和高比表面积的花生状TiO?微结构制备及其在高效染料敏化太阳能电池中的应用

    摘要： TiO2光电极的质量对制备高性能染料敏化太阳能电池（DSSCs）至关重要，但构建具有高暴露活性晶面和高比表面积的TiO2微结构仍具挑战。本研究提出一种简便方法，通过无氟离子辅助的一锅水热法，以二乙烯三胺为形貌控制剂、异丙醇醚化反应形成的两相界面为媒介，成功制备出由超薄纳米片组成的新型花生状（PN）锐钛矿型TiO2微结构。该PN TiO2兼具高暴露(001)活性晶面（比表面积达180.8 m2/g）的优势?；诖说腄SSC展现出高达9.14%的光电转换效率，这归因于更大的染料负载量、优异的光散射能力、更高的电子收集效率、更窄的带隙以及高效的电子注入，同时独特的花生状微结构还改善了电子传输并降低了电荷复合。本工作证明了PN TiO2提升储能器件性能的潜力。

    关键词： 染料敏化太阳能电池，(001)晶面，二氧化钛，改善电子传输，花生状结构

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • TiO2中空微球尺寸效应对ZnS/CdS量子点敏化太阳能电池光伏性能的影响

    摘要： 通过碳球模板法合成了尺寸可控的二氧化钛中空微球（HMS）?；诟肨iO?中空微球负载ZnS/CdS量子点（QDs）制备了量子点敏化太阳能电池（QDSSC）用ZnS/CdS@TiO? HMS光阳极。研究发现TiO?中空微球的尺寸效应显著影响光伏性能：当粒径约560 nm时，器件获得最佳短路电流密度（8.02 mA cm?2）和最高光电转换效率（1.83%），其性能优于330 nm、400 nm及700 nm粒径的TiO?中空微球基QDSSC。这种性能提升归因于560 nm中空微球通过多重光反射和强光散射增强了光捕获效率，紫外-可见光谱与入射光电流转换效率（IPCE）测试证实了尺寸对光捕获的关键作用。进一步将该尺寸中空微球应用于ZnS/PbS/CdS QDSSC时，光电转换效率提升至2.73%，表明TiO?中空微球在QDSSC设计中具有广泛应用前景。

    关键词： 二氧化钛、量子点敏化太阳能电池、中空微球

    更新于2025-11-14 17:04:02