用超声驱动方法合成了CdSe/TiO2复合纳米粒子, 并通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见光(UV-Vis)吸收光谱和荧光(FS)光谱对CdSe/TiO2复合纳米粒子进行表征。使用CCK-8法测定CdSe/TiO2对白血病细胞的可见光光催化活性并通过SEM研究HL60细胞的表面超微结构形态。实验结果表明, 用CdSe/TiO2复合纳米粒子处理的组中观察到明显的HL60细胞生长抑制, 并且HL60细胞在CdSe掺杂TiO2复合纳米粒子作用下的PDT效率显著高于TiO2, 表明可以通过CdSe的修饰有效增强TiO2的可见光光催化活性。此外, CdSe/TiO2在可见光辐照下在4 μg/mL的终值浓度下显示非常高的光动力效率, 达76%。荧光光谱分析表明, CdSe/TiO2复合纳米粒子可能通过分离光生空穴电子对提高此复合纳米粒子的光催化活性, 从而提高CdSe/TiO2对HL60细胞的PDT灭活效率。

本文利用溶胶-凝胶法合成出5.6 nm、8.6 nm和19.4 nm三种尺寸的锐钛矿结构TiO2纳米晶, 并利用金刚石对顶砧压机结合Raman光谱技术研究了尺寸效应对其在23 GPa高压下结构相变的影响。结果发现, 对于5.6 nm和8.6 nm的样品, 加压到23.2 GPa和22.5 GPa的压力时没有发生结构相变, 而是转变为无定型结构, 卸除压力后, 依然保持为无定型; 而19.4 nm的样品在约11.3 GPa时逐渐转变为单斜斜锆石结构, 在卸压后转变为α-PbO2结构。相对于块材, 尺寸越小, 相变压力越大。基于吉布斯自由能理论, 尺寸减小引起的表面能增大被认为是相变压力变大的主要原因。

为了研究锐钛矿TiO2晶体中氧空位对光学性质的影响,利用基于局域密度泛函理论框架下的广义梯度近似平面波超软赝势方法, 用第一性原理对含氧空位锐钛矿TiO2晶体进行了结构优化处理,计算了完整的和含氧空位锐钛矿TiO2晶体的电子态密度、复数折射率、介电函数及吸收光谱的偏振特性。二者比较发现,引入氧空位后,锐钛矿TiO2的电子结构发生了变化,电子总态密度的费米面进入了导带,引起了莫特相变 ; 含氧空位的锐钛矿TiO2晶体的Ti 3d态大约在-6.097 eV处出现了新的劈裂峰值。两种模型的介电函数虚部、吸收光谱以及复折射率的实部,它们的峰值位置一一对应,说明它们之间存在着内在的联系,这些都与电子态密度分布直接相关。理论分析和计算发现二者的介电函数虚部和吸收光谱峰值位置移动是弛豫效应影响的结果,同时,峰值大小变化是电子跃迁的几率来决定的。晶体的各向异性是由晶体结构的对称性决定的。