铝膜孔道内介孔二氧化钛阵列的制备及其光电转换性能的研究

在多孔有序的阳极氧化铝膜腔体内，结合溶胶凝胶合成技术，通过不同表面活性剂以及不同钛源的选取，采用压力诱导的合成方法，以期制备出高度有序的、具有不同微结构的、较大孔径分布的介孔TiO2阵列。通过蒸镀的方法将ITO电极与新材料粘连，检测在电极表面形成的二氧化钛阵列的光电转换性能，并比较材料的不同微细结构对材料功能性的影响，进而开发其在有机物降解以及太阳能开发利用等领域的应用。通过SEM、TEM、HRTEM、AFM、XRD、等温吸附－脱附技术和固体核磁、XPS等对材料的物性进行分析。紫外可见光谱仪和荧光光谱仪等对纳米TiO2的化学性能进行表征。

本项目开展了溶胶凝胶体系下，采用压力诱导的合成方法，以阳极氧化铝为模板合成了结构有序的介孔二氧化钛材料；实验制得的复合铝膜可通过传统的过滤装置用于重金属离子的分离。我们将含有金属离子的溶液在压力诱导的作用下，以一定的速率通过铝膜就可以将金属离子吸附到TiO2的孔径内，实验结果表明，复合铝膜对金属离子具有很好的吸附功能，同时也不需要将铝膜与反应物再次分离，这样的复合介孔膜在填充床反应器方面有着现实的应用。在完成此方面的工作同时，我们还在自主设计合成羧酸配体的基础上，合成了一系列由过渡金属与有机羧酸组成的具有开放骨架结构的化合物，并对其性质进行了表征。研究的意义在于合成与结构化学的多样性以及新型材料的特殊应用。主要的成果有：首先是以羧酸为配体的过渡金属配位聚合物的合成及其荧光性质；二是以羧酸和吡啶类化合物为配体的配位聚合物的合成；三是镧系配位聚合物的合成。