国家自然科学基金(20573038) 作品数:10 被引量:63 H指数:4 相关作者: 张正国 方晓明 许元妹 陈清林 张毓芳 更多>> 相关机构: 华南理工大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 教育部“新世纪优秀人才支持计划” 国家重点基础研究发展计划 更多>> 相关领域: 理学 一般工业技术 化学工程 电气工程 更多>>
钛酸盐一维纳米材料向TiO2纳米材料的水热转化研究 2009年 采用强碱性水热处理法分别控制第一次水热反应为160℃和200℃,制备出一维纳米管和纳米棒2种形貌的产物,将其作为第二次水热反应的前驱体,考察了第二次水热体系中pH值和温度对TiO2纳米材料的晶相组成及其微观形貌的影响;采用XRD、TEM以及HRTEM对样品进行了分析。结果表明,当以纳米管为前驱体时,除在pH=0的体系中得到了以金红石相为主的单晶纳米棒外,在pH值为2、4和7的条件下均得到了单晶纯锐钛矿相TiO2纳米颗粒。当以纳米棒为前驱体时,在pH=0的体系中得到了金红石相与板钛矿相共存的纳米棒和纳米颗粒混合产物;在pH值为2、4和7的条件下均得到了纯锐钛矿相TiO2纳米棒;当二次水热温度低于180℃时,前驱体没有转化完全,所得产物为前驱体与锐钛矿相Ti02共存的纳米棒;当水热温度为180℃和210℃时,产物为纯锐钛矿相纳米棒。 许元妹 方晓明 张正国关键词:TIO2纳米材料 水热法 单晶 钛酸盐中钠离子含量对其水热转化制备TiO_2纳米材料的影响 被引量:2 2010年 采用水热法制备了单晶TiO2纳米材料。用X射线衍射仪和透射电子显微镜对产物的晶相组成和形貌进行了表征。考查了钛酸盐中钠离子含量对其水热转化所得TiO2产物的相组成、形貌和尺寸的影响。当pH值为1,含有钠离子时,得到的是以菱形为主的直径为10nm左右的单晶锐钛矿纳米颗粒,不含钠离子时,得到的产物以单晶锐钛矿纳米颗粒为主,同时含有少量单晶金红石纳米棒。当pH值为4,含有钠离子时,得到的是具有高长径比的单晶锐钛矿纳米棒,宽为60nm左右,长为300~500nm左右,不含钠离子时,得到的是尺寸为20nm×60nm的短纳米棒。同时,探讨了钛酸盐中钠离子的影响机理。 许元妹 方晓明 张正国关键词:TIO2纳米材料 单晶 钛酸盐纳米管 纳米晶TiO_2在染料敏化太阳电池中的应用 2010年 以P25为原料,采用水热法制得以菱形为主、直径为10~15nm、比表面积达112m2/g的纳米晶TiO2.用该纳米晶TiO2制膜,并与用P25粉制成的膜进行对比,通过扫描电子显微镜、氮气吸附装置等对两种膜进行分析和表征.结果表明:纳米晶TiO2制成的膜颗粒小、分布均匀,BET比表面积是P25膜的两倍,膜厚相同时染料吸附量是P25膜的两倍多.将纳米晶TiO2膜与P25膜用于染料敏化太阳能电池上,分析染料敏化太阳能电池的光电特性,结果表明,用纳米晶TiO2组成的染料敏化太阳能电池具有高的光电流密度和转换效率. 许元妹 方晓明 张正国关键词:TIO2 纳米晶 水热法 染料敏化太阳电池 具可见光活性的氮掺杂二氧化钛光催化剂 被引量:28 2007年 以氮掺杂为代表的非金属掺杂型TiO2光催化剂被誉为"第二代光催化材料"。本文首先系统评述了氮掺杂二氧化钛的制备方法,然后详细阐述了在N掺杂TiO2研究中关于其可见光活性机制以及掺杂N在TiO2晶格中的存在状态等方面的争议。N掺杂TiO2粉末的制备方法主要有氨气气氛下的热处理工艺、水解沉淀法、溶胶-凝胶法以及机械化学法等;N掺杂TiO2薄膜的制备方法主要包括磁控溅射法、脉冲激光沉积法以及金属有机化学气相沉积法等。已提出的关于N掺杂TiO2可见光活性机制的观点有N2p与O2p能级相杂化、形成N 2p孤立能态、氧空位的作用以及具顺磁性特征的杂质敏化。关于掺杂N在TiO2晶格中存在状态的分歧在于XPS N 1s谱中特征峰的位置及其归属的解析。文章最后指出了氮掺杂TiO2催化剂研究中有待解决的问题及今后的发展方向。 方晓明 张正国 陈清林关键词:可见光活性 氮掺杂 TiO_2纳米晶介孔粉体的制备及其结构和光催化性能研究 2007年 系统考察了胶溶法制备水合TiO_2溶胶过程中胶溶剂加入量、解胶温度和粒子浓度等工艺参数对解胶时间和溶胶Z均粒径的影响,获得了粒径小且分布窄的水合TiO_2溶胶的最佳制备工艺条件;溶胶经50℃陈化并干燥后所得的干凝胶为结晶度较低的锐钛矿相;干凝胶经550℃和650℃煅烧后制得了孔径集中分布在40 nm左右的TiO_2纳米晶介孔材料,经750℃煅烧后介孔消失;650℃煅烧所得的约含14%金红石相的混晶型TiO_2粉末的光催化活性优于550℃煅烧所得的产物。 方晓明 张正国 陈清林关键词:TIO2 纳米晶 介孔 胶溶 光催化活性 溶液生长ZnO一维纳米阵列及其复合纳米结构的研究进展 被引量:2 2008年 对溶液生长ZnO一维纳米阵列的研究进展进行了评述,分析了晶种制备和溶液生长过程中各工艺因素对阵列微观形貌的影响,并介绍了在溶液中通过控制定点成核并利用有机基团调控ZnO晶体生长习性的合成路线用于构筑ZnO复合纳米结构的最新研究,指出了溶液生长ZnO一维纳米阵列和构筑复合结构中存在的问题及今后的研究方向。 张正国 李素平 方晓明染料敏化太阳电池的新型对电极材料 被引量:4 2013年 详细评述了碳材料、导电聚合物、过渡金属化合物以及它们的复合材料等几类新型对电极催化材料,分析了它们各自的优缺点。与单一组分材料相比,复合材料能将两种组分的优点集于一身,是有发展潜力的新型对电极材料。最后,指出了开发高性能低成本对电极材料中存在的问题及今后的发展方向。 韩丽娟 方晓明 张正国关键词:染料敏化太阳电池 对电极 碳材料 导电聚合物 过渡金属化合物 温度对钛酸盐纳米管水热转化的TiO_2纳米晶形貌演变的影响机制 被引量:7 2010年 钛酸纳米管水热转化是制备晶相组成和形貌可调控TiO2纳米晶的工艺易控及成本低且收率高的途径。本文研究了两种pH值体系中,水热处理温度对钛酸纳米管水热转化的TiO2纳米晶形貌演变的影响。当钛酸悬浮液的pH值为2.0时,钛酸纳米管水热转化为锐钛矿相纳米晶,且随着水热温度的升高,纳米晶的形貌向规则的双锥形演变;对于pH为0.5的强酸性体系,钛酸纳米管水热转化为金红石相纳米棒,并随着水热温度的升高,其形貌向带有两锥形尖端的长方体纳米棒演变。最后,结合TEM和HRTEM分析,探讨了钛酸纳米管向不同晶相组成和形貌的TiO2纳米晶的水热转化及其形貌演变机制。 方晓明 周美玲 许元妹 熊剑 张正国关键词:TIO2纳米晶 水热法 钛酸盐纳米管 暴露高能晶面的锐钛矿型TiO2研究进展 暴露高活性晶面的金属和半导体材料由于其暴露特定晶面而拥有的优异性能使其越来越受到人们的关注[1-4].自日本科学家Fujishima和Honda[5]发现了单晶TiO2电极能够在紫外光照射下将水分解为H2和O2以及Fra... 陈志鸿 方晓明 张正国关键词:二氧化钛 锐钛矿 掺杂改性 TiO_2一维纳米材料及其纳米结构的合成 被引量:16 2007年 本文对合成TiO2一维纳米材料及其有序纳米阵列的阳极氧化法、模板法以及水热法进行了全面而系统的评述,着重介绍了它们的最新研究进展。阳极氧化法能制备牢固负载于基体上的TiO2纳米管阵列,这有助于构筑TiO2纳米结构及其在纳米器件上的应用;与多种制备技术如溶胶-凝胶工艺、电化学沉积以及原子层沉积等相结合,模板法可以合成出多种形貌的TiO2纳米材料如纳米管、纳米线和纳米棒,并且可以通过改变所用模板的微观尺寸来调控TiO2一维纳米材料及其有序阵列的微结构参数;水热合成法可以制备出直径小且比表面积大的TiO2纳米管粉末。从目前来看,该法还不能制备出牢固负载于基体上的有序纳米阵列。文章最后指出了TiO2一维纳米材料及其有序纳米阵列合成中存在的问题及今后发展方向。 张毓芳 张正国 方晓明关键词:一维纳米材料 阳极氧化法 水热合成