Author Affiliations
Abstract
1 Georgi Nadjakov Institute of Solid State Physics, Bulgarian Academy of Sciences, 72 Tzarigradsko, Chaussee Blvd., BG-1784 Sofia, Bulgaria
2 Institute of General and Inorganic Chemistry, Bulgarian Academy of Sciences, Acad. Georgi Bonchev Str., 11 bd., BG-1113 Sofia, Bulgaria
3 Institute of Optical Materials and Technologies, “Acad. Jordan Malinowski”, Bulgarian Academy of Sciences, Acad. Georgi Bonchev Str., bl., 109, BG-1113 Sofia, Bulgaria
4 Dipartimento di Fisica, Università degli Studi della Calabria, Via P. Bucci, Cubo 33B, Rende (CS), IT-87036, Italy
We studied the effect of titanium dioxide (TiO2) nanoparticles (NPs) on dielectric behavior of Na+ ion-conducting salt-complexed polymer nanocomposite system formed from a binary polymer blend of poly(ethylene oxide) (PEO) and polyvinyl pyrrolidone (PVP), with the addition of both sodium metaperiodate (NaIO4) at concentration 10wt.% and TiO2 NPs of size ∼10nm, at concentrations 1, 2, 3, 4 and 5wt.%. Free standing nanocomposite PEO/PVP/NaIO4/TiO2 films (150μm) were characterized at room-temperature by analyzing their complex electrical impedance and dielectric spectra in the range 1Hz–1MHz. At the concentration of 3wt.% of TiO2 NPs, both ion conductivity and dielectric permittivity of the PEO/PVP/NaIO4/TiO2 ion-conducting dielectrics reach an enhancement by more than one order of magnitude as compared to nanoadditive-free case.
Dielectric properties sodium-ion-polymer electrolyte systems titanium dioxide (TiO2) nanoparticles nanocomposites KWW model 
Journal of Advanced Dielectrics
2024, 14(1): 2350021
Author Affiliations
Abstract
1 VNU-HCM, Key Laboratory of Chemical Engineering and Petroleum Processing (Key CEPP Lab), Ho Chi Minh City University of Technology (HCMUT), 268 Ly Thuong Kiet Street, District 10, Ho Chi Minh City, Vietnam
2 Faculty of Chemical Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology (HCMUT), 268 Ly Thuong Kiet Street, District 10, Ho Chi Minh City, Vietnam
3 Vietnam National University Ho Chi Minh City (VNU-HCM), Linh Trung Ward, Thu Duc City, Vietnam
In this study, three-dimensional porous magnesium ferrite/titanium dioxide/reduced graphene oxide (MgFe2O4-GM/TiO2/rGO (MGTG)) was successfully synthesized via green and hydrothermal-supported co-precipitation methods using the extract of Garcinia mangostana (G. mangostana) as a reducing agent. The characterization results indicate the successful formation of the nano/micro MgFe2O4 (MFO) and TiO2 on the structure of the reduced graphene oxide (rGO), which can also act as efficient support, alleviating the agglomeration of the nano/micro MFO and TiO2. The synergic effects of the adsorption and photodegradation activity of the material were investigated according to the removal of crystal violet (CV) under ultraviolet light. The effects of catalyst dosage, CV concentration, and pH on the CV removal efficiency of the MGTG were also investigated. According to the results, the CV photodegradation of the MGTG-200 corresponded to the pseudo-first-order kinetic model. The reusability of the material after 10 cycles also showed a removal efficiency of 92%. This happened because the materials can easily be recollected using external magnets. In addition, according to the effects of different free radicals ·O2?, h+, and ·OH on the photodegradation process, the photocatalysis mechanism of the MGTG was also thoroughly suggested. The antibacterial efficiency of the MGTG was also evaluated according to the inhibition of the Gram-positive bacteria strain Staphylococcus aureus (S. aureus). Concurrently, the antibacterial mechanism of the fabricated material was also proposed. These results confirm that the prepared material can be potentially employed in a wide range of applications, including wastewater treatment and antibacterial activity.
magnesium ferrite titanium dioxide reduced graphene oxide Garcinia mangostana photodegradation antibacterial 
Journal of Semiconductors
2023, 44(12): 122702
禹在在 1,*李伶 1刘建 1汪洋 2[ ... ]宋涛 1
作者单位
摘要
1 山东工业陶瓷研究设计院,山东 淄博 255000
2 济南大学材料科学与工程学院,济南 250022
3 中材高新材料股份有限公司,北京 100102
5G微带天线、毫米波雷达等应用领域要求所使用的印制电路板(PCB)具有集成化、微型化的特点,这通常要求介质基板材料具有高的介电常数(Dk),低的介电损耗(Df)以及趋近于零的介电常数温度系数(α)。将电介质陶瓷填充到有机聚合物中制备的复合基板兼具良好的加工性和优异的介电性能,是目前最有前途的解决方案。然而,陶瓷填料的物化指标、介电性能以及其与有机树脂的相容性常常是影响有机/无机复合材料综合性能的关键因素。选取具有优异介电性能的二氧化钛(TiO2:Dk约为110,Df约为0.001,α约为-700×10-6 ℃-1)作为研究对象,利用水热法合成了纳米级TiO2前驱体,通过特殊的球化技术制得了高球形度、高结晶度的微米级球形二氧化钛填料。对TiO2填料进行表面改性处理,极大地改善了填料与有机树脂的相容性。此外,通过掺杂Al2O3调控了TiO2填料的α,当填料中Al2O3的质量分数为20%时,所制备复合基板综合介电性能优异:在25 ℃,10 GHz下的Dk=10.2,Df=0.001 9,α= -405×10-6 ℃-1。上述研究结果表明所制备的陶瓷填料能够满足在5G高频高介电PCB板领域的实际应用。
介电性能 二氧化钛填料 复合材料 表面改性 dielectric properties titanium dioxide fillers composites surface modification 
硅酸盐学报
2023, 51(10): 2634
作者单位
摘要
北京石油化工学院新材料与化工学院,特种弹性体复合材料北京市重点实验室,北京 102617
染料敏化太阳能电池(DSSC)具有制备工艺简单、成本低廉等特点,是太阳能有效利用的途径之一。本文简单介绍了染料敏化太阳能电池的组成、结构和工作原理,详细介绍了组成染料敏化太阳能电池的TiO2光阳极材料,总结了目前TiO2光阳极的研究成果,分析了TiO2 光阳极材料改性对DSSC性能的影响。同时,展望了TiO2光阳极的未来发展方向。
半导体材料 染料敏化太阳能电池 二氧化钛 光阳极 TiO2电极材料改性 
激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1500008
代小爽 1,2,3王双 1,2,3,*谭珂 1,2,3霍彤 1,2,3[ ... ]刘铁根 1,2,3
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室,天津 300072
3 天津大学光纤传感研究所,天津 300072
以多模光纤为基底来实现损失模式共振(LMR)折射率传感的灵敏度较低,在利用铟锡氧化物(ITO;In2O3和SnO2的质量分数分别为90%和10%)激发光纤LMR传感的基础上,在ITO薄膜上静电组装二氧化钛(TiO2)纳米粒子,实现折射率灵敏度的提升。使用Kretschman结构模型对传感器进行理论分析,仿真分析了LMR共振阶数与ITO薄膜厚度的关系,以及ITO作为LMR膜层实现折射率传感的可行性。通过在光纤侧壁磁控溅射ITO薄膜以产生LMR效应,制备ITO-LMR折射率传感器。通过折射率传感实验对ITO-LMR和TiO2-ITO-LMR两种传感器进行性能测试,在1.3333~1.3840的折射率变化范围内,TiO2-ITO-LMR传感器灵敏度可达1651.659 nm/RIU,相较于ITO-LMR折射率传感器,其灵敏度提升了3.058倍。
光纤光学 损失模式共振 折射率传感器 铟锡氧化物 二氧化钛纳米粒子 
光学学报
2023, 43(10): 1006003
作者单位
摘要
中国科学院电工研究所微纳加工技术和智能电气设备研究部,北京 100190
利用原子层沉积技术在具有二维结构的石英玻璃上制备出二氧化钛(TiO2)薄膜,并在不同的温度下进行退火处理。对样品的晶体结构、表面形貌、表面粗糙度以及光谱特性进行研究,结果表明:当热处理温度为200~400 ℃时,所制备的二氧化钛薄膜具有较好的锐钛矿结构,无其他杂相存在。随着热处理温度的增加,薄膜晶粒尺寸逐渐增大,薄膜折射率变大,但表面粗糙度均小于0.4 nm。研究了由单层二维结构光栅和光波导层(二氧化钛薄膜)组成的导模共振滤波器,采用严格耦合波理论分析了该装置在不同条件下的光谱特性。结果表明,通过改变光波导层二氧化钛薄膜的折射率,可以控制该装置共振波长的位置,并保持窄线宽特性。该装置的波长控制范围为946.9~967.9 nm,半峰全宽小于0.8 nm。
薄膜 二氧化钛 原子层沉积 导模共振 严格耦合波理论 共振波长 
光学学报
2023, 43(9): 0931003
作者单位
摘要
1 北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京 100191
2 北京航空航天大学无人系统研究院,北京 100191
无序光子晶体有机物薄膜的制备是实现光阻隔材料量产的关键。设计了无序多级光子晶体结构有机物薄膜,以热塑性聚氨酯作为膜材基质,将二氧化钛颗粒作为反射隔光材料填入基质中。采用时域有限差分法进行了模拟,结果表明,增加填充因子导致了反射峰和光谱禁带的蓝移,而增加颗粒直径造成了光谱禁带红移。将单一直径均匀分布的阵列作为对比,分析了粒径多级性和结构聚结性对光谱的影响。对于横电波和横磁波,在0°~70°的宽入射角范围内实现了高效禁带效应。这种无序光子晶体结构的有机薄膜为宽角度光阻隔材料提供了参考。
薄膜 无序光子晶体 有机物薄膜 光阻隔材料 二氧化钛颗粒 时域有限差分法 
光学学报
2023, 43(7): 0731001
作者单位
摘要
陕西科技大学 轻化工程国家级实验教学中心, 陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室, 中国轻工业纸基功能材料重点实验室, 中国轻工业功能印刷与运输包装重点实验室, 西安 710021
光催化是一种绿色且高效的降解染料污染物的方式, 在水污染治理中应用广泛。本研究以SiO2为核层, 依次采用氧化还原法、改进的Stöber法及水热法合成SiO2@Ag@SiO2@TiO2多层核壳结构作为光催化剂用于染料污染物降解, 并探讨了硝酸银(AgNO3)、正硅酸乙酯(TEOS)、钛酸四丁酯(TBOT)等用量对包覆效果的影响。采用不同表征手段对样品的微观形貌、物相结构、孔结构参数和光电性能进行分析表征。结果表明, 当AgNO3、TEOS、TBOT与SiO2的质量比为5 : 2.4 : 6 : 1, 多层核壳结构每层均达到最优包覆效果。与SiO2@TiO2和SiO2@Ag@TiO2催化剂相比较, SiO2@Ag@SiO2@TiO2核壳结构的光催化剂具有更佳的光催化活性, 光照45 min可降解93%的MB溶液, 经4次循环后其光催化效率为90%。
核壳结构 光催化 二氧化钛 亚甲基蓝 core-shell structure photocatalysis titanium dioxide methylene blue 
无机材料学报
2022, 37(7): 750
薛虹云 1,2王聪宇 1MAHMOOD Asad 1,*于佳君 1,2[ ... ]孙静 1,*
作者单位
摘要
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所 高性能陶瓷与超细微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2.中国科学院大学, 北京 100049
光催化剂失活是影响其在去除低浓度VOCs的实际应用中的主要因素之一。本研究将TiO2与2D石墨碳氮化碳(g-C3N4)复合, 显著提高了光催化剂的稳定性。当Ag改性的Ag-TiO2(AT)用于降解乙醛气体时, 反应60 min后开始发生失活现象, 反应延长至400 min则完全失活。而AT与g-C3N4复合改性后的样品g-C3N4/ Ag-TiO2(CAT)具有优异的光催化性能和稳定性, 反应至600 min未发生失活。原位FT-IR、PL和光电流的研究表明, 当AT催化降解乙醛时, 反应中间体会在表面积累导致催化剂失活。而引入的g-C3N4可以为中间体提供更多的吸附位点, 从而提高稳定性。此外, 引入g-C3N4还有利于电荷分离和产生活性氧物种, 促进乙醛和中间体降解。本研究揭示了2D材料在开发稳定可持续降解VOCs的光催化剂方面的实用性。
光催化 二氧化钛 g-C3N4 抗失活 原位漫反射红外光谱 photocatalysis titanium dioxide g-C3N4 deactivation-resistant in-situ diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy 
无机材料学报
2022, 37(8): 865
作者单位
摘要
1 武汉理工大学,硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉 4300702
2 咸宁南玻光电玻璃有限公司,湖北 咸宁 437100
堇青石微晶玻璃具有低介电常数、低介电损耗、低热膨胀等优点,化学计量堇青石MgO-Al2O3-SiO2 (MAS)玻璃组成易表面析晶。采用熔融-整体析晶法制备了MAS微晶玻璃,研究了TiO2添加量对MAS微晶玻璃析晶行为和性能的影响。随着TiO2添加量的增加,玻璃化转变温度和第1析晶峰温度降低,说明TiO2能够有效促进析晶。TiO2进入玻璃网络结构中,促进玻璃中先形成μ-堇青石和钛酸镁铝相,在较高温度下转变为α-堇青石。当x(TiO2)>5% (摩尔分数)时玻璃结晶机制为体析晶。当TiO2含量增加到10 %时,经800 ℃保温10 h+1 000 ℃保温5 h热处理的微晶玻璃具有高密度2.95 g/cm3,高硬度9.67 GPa,高热导率2.13 W/(m·K)。在频率为8.2~12.4 GHz,其介电常数为6.3~6.5,介电损耗在10-2~10-3内波动,在频率为1 MHz,介电常数为10.8,介电损耗为0.024 4。
微晶玻璃 堇青石 表面析晶 介电性能 二氧化钛 glass-ceramics cordierite surface crystallization dielectric properties titanium dioxide 
硅酸盐学报
2022, 50(5): 1283

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