纳米管阵列

摘要： 通过阳极氧化在金属钛上生长氧化钛(TiO2)纳米管阵列(NTAs),再经氨-氮化制得氮化钛(TiN)纳米管阵列.利用多电流阶跃法,使金属镍(Ni)均匀沉积在TiN-NTAs表面,形成多孔Ni@TiN-NTAs电极.通过等离子溅射,在电极上沉积Au层,可分别获得Ni@TiN-NTAs、Au@TiN-NTAs和Au/Ni@TiN-NTAs系列微结构复合电极.借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段对各产物进行了综合表征,并分别研究了这些电极在偏硼酸钠(NaBO2)碱性溶液中的电化学行为.研究结果表明:所得TiO2和TiN纳米管孔道结构规则,物相纯度较高,对过渡金属(Ni、Au)具有良好的负载和分散作用.在给定电解条件下,Au/Ni@TiN-NTAs表现出较低的电催化活性,但3种电解产物中均未检测到BH-4.

摘要： 首次以电化学沉积法制备的ZnO纳米棒阵列为模板,采用溶胶-凝胶方法制备了TiO_(2)纳米管阵列。通过扫描电子显微镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪等技术对样品的结构、表面形貌及组成进行了表征。研究了电解液浓度对ZnO薄膜表面形态的影响,溶胶陈化时间对TiO_(2)结构的影响。并将TiO_(2)纳米管阵列作为太阳能电池的阳极,研究其光电转化效率。结果表明:ZnCl_(2)浓度为0.015 mol/L时沉积的ZnO质量较高,以该条件下制备的ZnO为模板,在陈化时间为12 h下可制备出尺寸均一,结构较好的有序TiO_(2)纳米管阵列。将陈化时间为12 h条件下制备的TiO_(2)纳米管阵列组装至太阳能电池中,电池的效率可高达40%。

摘要： 光催化燃料电池利用太阳能在高效去除水中污染物的同时将其中的化学能转化为电能,达到回收能源的目的且不会产生二次污染.目前,光催化燃料电池在水环境处理及绿色能源开发中的应用十分广泛,但光阳极材料的选择与制备仍是制约其大规模应用的关键难题.TiO2作为目前最热门的n型半导体材料,因其光催化活性高、成本低、热稳定性好等优点受到了广泛关注.TiO2纳米管阵列、TiO2薄膜材料比表面积大,活性位点多,容易与其他单质和化合物复合,在光催化燃料电池中有广阔的应用前景.国内外学者已经研究了许多有效的策略来提高TiO2的光催化性能,如贵金属沉积、金属与非金属元素掺杂等.本文介绍了TiO2纳米管阵列、TiO2薄膜光阳极材料的制备及改性,简述了其降解污染物的效率和产电性能,总结了结构、组成等因素对光催化燃料电池性能的影响,以期为制备性能良好的光催化燃料电池提供参考.

摘要： 近年来,g-C3N4基异质结由于能极大提高光生载流子的分离效率而得到了广泛的研究.然而,大多数的研究都是基于g-C3N4粉体.为了提高g-C3N4基异质结的光电催化性能,本文设计了一种新颖的具有核/壳结构的TiN/C3N4/CdS纳米管阵列.此结构中TiN纳米管阵列对模拟太阳光几乎没有响应,因此只是作为支撑g-C3N4/CdS异质结的优良导电纳米管阵列骨架.采用简单液相原子层沉积法制备的g-C3N4由于具有合适的能带位置,在此结构中主要作为电子传输和分离的受体.通过连续离子层吸附反应法制备的CdS量子点可以有效地吸收可见光,从而在此结构中主要起到增强光吸收的作用.X射线衍射、Raman光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、面扫能谱图和X射线光电子能谱等证实了TiN/C3N4/CdS纳米管阵列的核/壳结构;紫外光电子能谱表明,g-C3N4/CdS形成了Ⅱ型异质结.入射光量子效率和光致发光光谱共同表明这种Ⅱ型异质结不仅极大地提高了光吸收效率,并且电子-空穴对有效地得到了分离.另外,一维TiN纳米管阵列基底具有较大的比表面积和一维的电子传输通道,这有利于增加光照面积和减少电子-空穴对的复合.光电化学性能测试和光电化学催化降解实验结果表明,与TiN/C3N4纳米管阵列相比,TiN/C3N4/CdS样品的光电化学性能有了很大的提升,其中沉积了30个循环周期CdS的光电化学性能最优,在模拟太阳光照射0 V偏压下,其光电流密度比TiN/C3N4提高了近120倍.这可以归因于光吸收范围变宽以及电子-空穴对的有效分离.本文为其它用于高效的光电化学产氢和有机污染物降解的纳米管核/壳阵列结构异质结的设计提供了一种新的思路.

摘要： Since the nanotube structure are beneficial in enhancing the light adsorption and reducing the carrier migration distance,the design of photocatalytic semiconductors with nanotube arrays structure is always a hot topic.However,the performance is often limited by poor charge transport.Herein,we report an easy access to reuse photocatalyst of PPy-PANI/TiO2NT,in which PPy-PANI act as a light sensitizer and electrons conductor mediator.The as-prepared PPy-PANI/TiO2NT achieved the highest product of light absorption and charge separation efficiency and a photocurrent of 156μA under visible light.All the prepared samples were well characterized by XRD, FTIR,SEM,photocurrent.The modification of TiO2with PPy-PANI shows efficient catalytic activity evidenced by the decomposition towards 4NP.%纳米管阵列结构的光催化半导体设计一直以来是研究热点,因为纳米管结构有益于对光的吸收和减少载流子的迁移距离.然而,这些材料往往受限于比较差的电荷传输.因此,我们研究了一个易于重复利用的PPy-PANI/TiO2NT 光催化剂,其中聚吡咯-聚苯胺共聚物充当光敏剂和电子导体介体.实验所制备的PPy-PANI/TiO2N T 复合材料有更高的可见光吸收,更高的电荷分离效率以及在可见光下有156μA的光电流.所有的样品通过XRD, FTIR,SEM,光电流进行表征.通过降解4-NP也证明由聚吡咯-聚苯胺共聚物修饰后的二氧化钛有很好的光催化效果.

摘要： 采用电化学阳极氧化法,在纯Ti表面一步制得原位生长的F掺杂TiO2纳米管阵列.对煅烧后样品进行扫描电镜(SEM)、X射线多晶衍射(XRD)表征.结果表明,所得TiO2纳米管排列整齐、平均管径约150nm,平均管长约400nm.XPS蚀刻分析发现,少量F原子以F-Ti-O键的形式掺杂进了TiO2晶格,同时产生活性物质Ti3+.可见光照射下,在0.25V(vs SCE.)外加阳极偏压下,673K煅烧后F-TiO2具有最高瞬态光电流密度(Iph)8.2μA/cm2,这与光电极表面的Ti3+有关.进一步的电子结构分析也表明,F掺杂未明显改变TiO2带宽.

摘要： 综述了阳极氧化法及复合方法制备TiO2纳米管阵列的研究进展;主要总结了通过修饰改性来制备TiO2复合纳米管阵列以及其在光电催化方面的应用，并对TiO2纳米管阵列的应用研究提出了新的展望。

摘要： 近年来,等离子共振纳米材料在增强光伏性能和光催化性能方面的应用引起了越来越多研究者的关注。采用光化学还原法制备了不同尺寸的球形银纳米颗粒负载的TiO2纳米管阵列(Ag/TiO2NTs)。分别使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射谱(XRD)和紫外可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)对Ag/TiO2 NTs进行了表征。在AM1.5的模拟光源照射下,通过瞬时光电流谱和线性扫描伏安谱(LSV)研究了Ag/TiO2 NTs的光电化学性能。

摘要： 采用浸渍-热处理方法将少量的Au纳米颗粒(Au NPs)负载在TiO2纳米管阵列(TNAs)上,制得了Au-TNAs/Ti催化剂.将所制得的Au-TNAs/Ti催化剂用于电催化氧化乙醇,结果发现:大于λ=400nm的可见光可以显著提高该电催化剂光电催化氧化乙醇的活性,这主要是由于Au 在可见光区的等离子共振效应引起的;在300°C热处理得到的Au-TNAs/Ti表现出最好的电催化氧化乙醇的活性,这主要归因于TiO2和Au 纳米颗粒间的强相互作用.将可见光与电化学相结合可为进一步提高阳极电催化氧化乙醇的性能新的思路.

摘要： TiO2纳米管阵列高度有序的管状结构使其表现出优异的物理化学特性[1]，而CdSe对TiO2纳米管阵列的负载，进一步提高了半导体材料对可见光的利用率，使其光电性能和催化活性都有了明显提高。使用阳极氧化法在金属钛基底上制备出TiO2纳米管阵列，通过相应的电化学方法将镉颗粒沉积至TiO2纳米管阵列表面，再通过原位置换的方法，将CdSe负载至TiO2纳米管阵列上。对此复合材料进行可见光下的光暗电流检测实验，并将其与没有进行CdSe负载的TiO2纳米管阵列比较，发现通过CdSe对TiO2的负载，使得材料对可见光的吸收效率有非常明显的提高。

摘要： 高度有序的TiO2纳米管阵列的比表面积大、能有效地提高电子鄄空穴的界面分离和载流子的定向传输效率,在染料敏化太阳能电池、光电催化降解污染物、太阳能分解水制氢等方面部有广泛的应用。然而,纯相TiO2不能吸收可见光,严重限制了其实际应用。与窄带半导体复合能有效改善TiO2纳米管阵列的可将光活性。

摘要： 纳米管阵列由于量子尺寸效应、高度有序的取向结构、大的比表面积和孔体积，使其在光催化领域有着良好的应用前景。目前，一元氧化物纳米管阵列己被广泛研究，如TiO2纳米管阵列。然而，二元氧化物纳米管阵列的合成，特别是具有钙钛矿结构的钛酸盐纳米管阵列，仍然是材料科学领域中的一个挑战。本文以金属Ti为基体，采用阳极氧化法和水热法相结合，成功地合成了高度有序的BaTiO3纳米管阵列，并通过光化学还原的方法在BaTiO3纳米管阵列上负载金属Ag。Ag纳米粒子均匀分布在BaTiO3纳米管上，使BaTiO3纳米管阵列在紫外光照射下的光催化活性得到讲一步的提高。

摘要： 阳极氧化法工艺简单、价格低廉、过程可控，制备的Ti02纳米管阵列(ATNTAs)具有高度有序的管状阵列结构、大的比表面积和良好化学稳定性等，不仅广泛地应用于催化材料，而且是一种理想安全的锂离子电池负极材料。本文综述了阳极氧化工艺、ATNTAs的性能研究等的进展，并展望了今后ATNTAs的发展方向。

摘要： 新概念太阳电池原理与器件的研究已成为现代光伏研究的前沿.敏化太阳电池相比基于PN 结的传统太阳电池,对光电子产生材料的纯度及均匀性要求较低,制备简单,制造和环境成本较低,且是一种研究半导体材料光电性能的理想载体.在敏化电池的构架中,载流子传导方式主要属于多子传导,基底的传导性能会极大的影响电池性能,并且,敏化剂和半导体基底之间的接触也有重要影响.因此,我们主要对TiO2 纳米管阵列等形式的纳米结构半导体基底进行了结构调制与表面修饰的研究.结果表明,通过条件控制,可实现直径10-600nm的TiO2 管的制备,而通过对实验过程中存在的振荡现象的调制,可更高效的制备有序的TiO2 管阵列,并实现表面及内部形貌的调制,制取具有一定周期性起伏的或者完全光滑的内外表面.此外,实验发现在一定的条件下可以在接近室温的条件下电化学制备纳米晶结构而不是非晶结构的管阵列,即所谓“微退火现象”.结合这些结果,并通过一定的化学修饰,最终可大幅度提高敏化电池的性能,例如,在背照射染料敏化太阳电池中,电池转化效率及短路电流均可比基础值提高114%.

摘要： 量子点敏化太阳能电池(QDSC)是染料敏化太阳能电池(DSC)的重要发展方向,近年来受到人们的广泛关注.不同于传统的有机或配合物染料,量子点具有带隙可调、制备简单、消光系数高等优点,特别是多激子效应可以使得量子点电池效率高达44％.但是,QDSCs电池的光电转换效率目前还远低于传统DSC电池,因此,为了获得高性能QDSC电池器件,必须对电池关键材料进行协同优化.通过设计新颖的光阳极结构和采用量子点原位沉积技术,QDSC电池的效率达到4.92%[1-3],采用有序纳米管阵列制备高效率QDSC电池等。

摘要： 本发明涉及一种碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列表面具有一分割线，该分割线将所述碳纳米管阵列分割成至少一个连续的碳纳米管带状结构。该碳纳米管带状结构的最大长度大于所述碳纳米管阵列的最大宽度，所述碳纳米管阵列的最大宽度为碳纳米管阵列中距离最大的两个点之间的距离。本发明还涉及一种利用所述碳纳米管阵列制备碳纳米管结构的方法。

摘要： 本发明公开一种金‑二氧化钛复合纳米管阵列与金纳米管阵列电极的制备方法，包括如下步骤：(1)准备矩形钛金属片；(2)电解；(3)淬火；(4)制作电极；(5)电镀；(6)清洗；(7)重复步骤(5)和步骤(6)；(8)使用氢氟酸浸润滤纸，将电镀后的电极置于滤纸之上；(9)重复步骤(5)和步骤(6)。本发明能够制备出形貌、管径、壁厚可控的高度有序的Au/Au‑TiO2纳米管阵列电极材料。

摘要： 一种碳纳米管阵列生长装置，其包括一反应炉，该反应炉包括一进气口和一出气口；一石英舟设置于反应炉内；一生长碳纳米管用的基底设置于石英舟内，该基底一表面形成有一第一催化剂层，其中石英舟内进一步包括一第二催化剂粉末，该第二催化剂粉末靠近基底设置，且设置于沿反应气体流动方向基底位置的前方。一种多壁碳纳米管阵列的生长方法，其包括以下步骤：提供一基底，该基底的一表面沉积有一第一催化剂层；将上述基底设置于一石英舟内；设置一第二催化剂粉末于石英舟内，该第二催化剂粉末靠近基底设置，且设置于沿气体流动方向基底位置的前方；将上述石英舟置于一反应炉内；加热达到预定温度并通入碳源气以在基底上生长多壁碳纳米管阵列。

摘要： 本发明涉及一种改性碳纳米管阵列、碳纳米管纤维及其制备方法和应用。该改性碳纳米管阵列的制备方法包括如下步骤：在保护性气体氛围下，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有高分子聚合物的第二基底进行紫外光照射处理，以使高分子聚合物和碳纳米管阵列进行接枝反应，得到改性碳纳米管阵列，高分子聚合物为2‑恶唑啉类单体与含氮杂环类单体的共聚物，2‑恶唑啉类单体选自2‑乙烯基‑2‑恶唑啉及5‑甲基‑2‑乙烯基‑2‑恶唑啉中的至少一种，含氮杂环类单体选自N‑丙烯酰基吗啉及N‑乙烯基己内酰胺中的至少一种。上述制备方法制备的改性碳纳米管阵列能够用于制备密度较低的碳纳米管纤维。

摘要： 本发明涉及一种改性碳纳米管阵列、碳纳米管纤维及其制备方法和应用。该改性碳纳米管阵列的制备方法包括如下步骤：制备碳纳米管阵列；制备改性物，改性物为不饱和二羧酸、苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯的共聚物，所述不饱和二羧酸选自马来酸、二甲基马来酸、二氯马来酸、苯基马来酸及二苯基马来酸中的至少一种；及在保护性气体氛围下，对改性物和碳纳米管阵列进行紫外光照射处理以进行接枝反应，得到改性碳纳米管阵列。上述制备方法得到的改性碳纳米管阵列能够用于制备耐磨性较高的布料。

摘要： 本发明公开了一种提升碳纳米管阵列‑碳纳米管膜柔性复合材料场发射性能的方法，属于纳米材料的制备和应用领域。包括以下制备工艺：(1)在碳纳米管膜上进行载能银离子轰击预处理；(2)用常规的热化学气相沉积法制备碳纳米管阵列并高温退火；(3)在微波等离子体系统中用氮、氢等离子体在室温下处理碳纳米管阵列。与现有技术相比，本方法所制备的氮掺杂碳纳米管阵列‑碳纳米管膜柔性复合材料具有极低的工作电场和极高的场发射电流密度以及在高场发射电流密度下具有极好的场发射稳定性，有很高的应用价值。

摘要： 本发明涉及一种碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列表面具有一分割线，该分割线将所述碳纳米管阵列分割成至少一个连续的碳纳米管带状结构。该碳纳米管带状结构的最大长度大于所述碳纳米管阵列的最大宽度，所述碳纳米管阵列的最大宽度为碳纳米管阵列中距离最大的两个点之间的距离。本发明还涉及一种利用所述碳纳米管阵列制备碳纳米管结构的方法。

摘要： 本发明公开一种金‑二氧化钛复合纳米管阵列与金纳米管阵列电极的制备方法，包括如下步骤：(1)准备矩形钛金属片；(2)电解；(3)淬火；(4)制作电极；(5)电镀；(6)清洗；(7)重复步骤(5)和步骤(6)；(8)使用氢氟酸浸润滤纸，将电镀后的电极置于滤纸之上；(9)重复步骤(5)和步骤(6)。本发明能够制备出形貌、管径、壁厚可控的高度有序的Au/Au‑TiO2纳米管阵列电极材料。

摘要： 一种碳纳米管阵列生长装置，其包括一反应炉，该反应炉包括一进气口和一出气口；一石英舟设置于反应炉内；一生长碳纳米管用的基底设置于石英舟内，该基底一表面形成有一第一催化剂层，其中石英舟内进一步包括一第二催化剂粉末，该第二催化剂粉末靠近基底设置，且设置于沿反应气体流动方向基底位置的前方。一种多壁碳纳米管阵列的生长方法，其包括以下步骤：提供一基底，该基底的一表面沉积有一第一催化剂层；将上述基底设置于一石英舟内；设置一第二催化剂粉末于石英舟内，该第二催化剂粉末靠近基底设置，且设置于沿气体流动方向基底位置的前方；将上述石英舟置于一反应炉内；加热达到预定温度并通入碳源气以在基底上生长多壁碳纳米管阵列。

摘要： 本发明公开了一种切断碳纳米管@TiO2纳米管阵列异质结构及其制备方法和器件，控制反应条件调控TiO2纳米管阵列结构和碳纳米管长度/直径大小及比例；通过电泳的方法形成不同填充密度的碳纳米管@TiO2纳米管阵列异质结构；分别在无电解质和有电解质存在两种情况下将所获的系列结构差异的异质结构制备成全新的光伏器件。平均光电流密度从纯TiO2纳米管阵列的16μA/cm2增大到20～23μA/cm2；器件表现出0.01％～2％的效率。该器件制作方法简单，成本低，无污染，是有效利用太阳光的一种新型结构，拓宽了TiO2、碳纳米管在光伏领域的应用。