火焰辅助热解方法制备Ag2O/TiO2及其光催化制氢性能
赵之皓, 李乔丹, 陈阳, 崔晓莉
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.2017.098
以钛酸丁酯和硝酸银为前驱体,采用一步火焰辅助热解法制备了Ag2O/TiO2光催化剂并研究了样品在紫外-可见光照射下的光催化制氢性能。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)对样品进行了表征。XRD结果表明TiO2均为锐钛矿晶型,Ag的引入对XRD结果无明显影响。SEM图显示未修饰的TiO2是微球形貌,随着引入Ag含量的增加,微球减少直至消失。通过XPS分析和化学沉淀法表明样品中Ag的存在形式为Ag2O。UV-Vis DRS测试发现引入Ag后提高了样品的光吸收。前驱体中Ag的量影响样品的光催化活性,最高的光催化制氢的活性可以达到相同条件下的P25的15倍。对光催化反应后的样品进行分析,认为在光催化过程中部分Ag2O通过光生电子转化为Ag形成Ag/TiO2,进一步提高光催化制氢活性。
关键词: 火焰辅助法, Ag2O复合, TiO2, 光催化, 制氢
复合方式对MWCNTs/TiO2纳米复合薄膜光电化学性能的影响
张维, 崔晓莉, 江志裕
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB20081107
采用溶胶-凝胶法制备了不同复合方式的系列多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes, MWCNTs)/TiO2纳米复合薄膜电极. 通过SEM表征了薄膜的表面形貌, 并测定了MWCNTs引入前后对TiO2晶型结构和光吸收性能的影响以及不同复合方式的纳米复合薄膜的光电化学特性. 结果表明, MWCNTs/TiO2纳米复合薄膜表面形成无序多孔的形貌, 其光谱吸收边可拓展到可见光区; MWCNTs底层分布的纳米复合薄膜比纯TiO2表现出更好的光电活性, 而MWCNTs在表层分布及均匀分布的纳米复合薄膜的光电活性相对较差. 依据载流子分离原理探讨了不同复合方式对纳米复合薄膜光电性能的影响, 底层分布MWCNTs的纳米复合薄膜由于MWCNTs有效地收集传递电子并阻止载流子的复合从而提高了光电化学活性.
关键词: TiO2; 多壁碳纳米管; 光电化学性能; 底层分布
阳极氧化TiN薄膜制备N掺杂纳米TiO2薄膜及其可见光活性
余志勇, 张维, 马明, 崔晓莉
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB20090107
室温下通过电泳沉积(EPD)的方法在Ti片表面制备TiN薄膜, 然后对TiN薄膜进行阳极氧化得到N掺杂多孔纳米结构的TiO2薄膜. 利用X射线衍射(XRD), X射线光电子能谱(XPS), 扫描电子显微镜(SEM)及光电化学方法对得到的薄膜进行表征. XRD测试结果表明, 经过阳极氧化并在350 ℃空气气氛中退火1 h的薄膜中存在锐钛矿晶型的TiO2. XPS的结果表明, 样品中的N元素取代部分O, 且N的摩尔分数为0.95%. SEM显示, 经阳极氧化后薄膜表面出现多孔纳米结构. 光电化学测试结果显示, 阳极氧化提高了N掺杂TiO2薄膜在可见光下的光电响应. 经阳极氧化并热处理的薄膜在0 V电位及可见光照射下光电流密度为2.325 μA·cm-2, 而单纯热处理的薄膜在相同条件下光电流密度仅为0.475 μA·cm-2. 阳极氧化得到纳米多孔结构提高了N掺杂纳米TiO2薄膜的表面积, 从而对可见光的响应增大.
关键词: 电泳沉积; 氮化钛; 阳极氧化; 氮掺杂二氧化钛; 光电化学
直流反应磁控溅射方法制备碳掺杂TiO2薄膜及其可见光活性
朱蕾, 崔晓莉, 沈杰, 杨锡良, 章壮健
【物理化学学报】doi: 10.1016/S1872-1508(07)60079-5
室温下通过直流反应磁控溅射的方法, 利用碳钛镶嵌靶在Ar/O2气氛中制备了碳掺杂纳米TiO2薄膜, 并通过X射线衍射(XRD)、UV-Vis透射光谱以及光电化学的方法对薄膜进行了表征. XRD测试结果表明, 靶中碳和钛的面积比小于0.10时, 碳掺杂的引入有利于TiO2薄膜的晶格生长, 并随靶中碳面积的增加, 薄膜的结晶度也相应提高. 由透射光谱计算得到的禁带宽度表明, 靶中碳和钛的面积比为0.05时, 薄膜的禁带宽度由纯TiO2薄膜的3.4 eV减小到3.1 eV. 光电测试结果表明, 靶中碳和钛的面积比小于0.10时, 碳的引入可以提高薄膜的光电响应, 面积比为0.10时, 可见光下0 V时薄膜的光电流密度为0.069 μA·cm-2; 但碳和钛的面积比增加到0.16时, 测得的薄膜光电响应异常.
关键词:

直流反应磁控溅射法; 碳/钛镶嵌靶; 碳掺杂的二氧化钛薄膜; 光电化学

钼氧卟啉(MovO(TPP)Cl)和二甲基亚砜(DMSO)反应动力学和反应机理研究
杨惠星, 崔晓莉, 陆群, 韩德刚
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB19900515
本文应用停-流快速反应动力学测定仪器研究氯钼氧卟啉(MoVO(TPP)Cl)同二甲亚砜(DMSO)的反应动力学. 实验结果表明, 反应至少含有四个基元步骤. 动力学研究得到驰豫时间τ与加入的初始二甲亚砜(DMSO)的浓度成线性关系, 本文提出了一种反应机理, 比较满意地解释了上述化学反应动力学实验结果。
紫外光照下纳米TiO2电极的电化学行为
崔晓莉, 江志裕
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB20021111
通过电沉积方法制备了纳米TiO2薄膜电极,应用循环伏安和交流阻抗技术研究了TiO2电极在253.7 nm的紫外光照射下的电化学行为.结果表明, TiO2薄膜电极的循环伏安图在+0.15 V处出现新的氧化峰,交流阻抗谱的半圆明显减小,电极的开路电位在有光和无光的情况下呈现规律变化.实验证实在紫外光照射下电极表面有新物种Ti3+生成,但光生Ti3+不稳定.
关键词: TiO2薄膜电极;紫外光;循环伏安;交流阻抗
射频磁控溅射制备纳米TiO2薄膜的光电化学行为
沈杰, 沃松涛, 崔晓莉, 蔡臻炜, 杨锡良, 章壮健
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB20041005
在室温下采用射频磁控溅射法制备了纳米晶粒的TiO2薄膜,用循环伏安法研究了ITO/TiO2薄膜电极的光电化学行为,并测量了相应TiO2薄膜的亲水性与光催化能力.结果表明,在室温下制备的TiO2薄膜为无定形结构,当退火温度超过400 ℃时转化为锐钛矿结构.在400 ℃下退火的TiO2薄膜具有良好的亲水性和光催化能力. TiO2薄膜电极用254 nm的紫外光照射一定时间后会产生新的氧化峰,且随着光照时间的增加,峰电流也增加.初步认为用紫外光照射一定时间后, TiO2薄膜的循环伏安图的氧化峰属于光生的Ti3+,而光致亲水性可能与Ti3+的生成有关.
关键词: 射频磁控溅射;二氧化钛薄膜;循环伏安;亲水性;光催化
掺杂Sb对纳米TiO2薄膜的超亲水性和微结构的影响
任达森, 贝宗敏, 黄丽, 沈杰, 崔晓莉, 杨锡良, 章壮健
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB20040417
用溶胶-凝胶法将纳米TiO2:Sb薄膜沉积在玻璃基板上.研究了掺杂浓度对薄膜的光致超亲水性、薄膜结构和晶相转变的影响.结果表明,纯TiO2薄膜中, TiO2不仅以无定型态存在,而且还以板钛矿和锐钛矿的形式存在.掺杂Sb提高了TiO2由无定型向板钛矿和锐钛矿转变的速率.掺入适量的Sb后, TiO2薄膜表现出更好的光致超亲水性.由XRD谱可算出薄膜的晶粒大小为13.3~20.0 nm.
关键词: 超亲水性;薄膜结构;XRD谱;Raman光谱;锐钛矿;掺杂
溶胶法制备的二氧化硅与二氧化钛复合薄膜的性能
任达森, 崔晓莉, 张群, 沃松涛, 杨锡良, 章壮健, 陆明
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB20030910
在室温下, 采用溶胶法在玻璃基板上制备了厚度约为100 nm的均匀、透明的纳米SiO2-TiO2复合薄膜.研究了不同温度处理后薄膜的超亲水性、光催化能力等光致活性.通过XPS对薄膜表面及近表面元素的化学态的研究发现, Ti在表面及近表面不仅以Ti4+形式存在, 也存在少量Ti3+.紫外光照射后, 部分Ti4+ 转变成了Ti3+. XRD研究表明, 该薄膜中的TiO2主要以锐钛矿形式存在, 而且其晶粒大小为14~20 nm.用AFM研究了SiO2-TiO2薄膜的表面形貌及不同的温度处理对TiO2颗粒大小的影响.
关键词: 二氧化钛;薄膜;溶胶法;光致活性

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