介孔TiO2材料的改性及其应用的研究进展

介孔TiO2材料由于具有特殊的性能展示了广阔的潜在应用前景,近年来备受关注。对纯介孔TiO2的合成现状和介孔TiO2的改性方法进行了综述,着重介绍了通过引入金属杂质的改性方法及其应用。     

介孔纳米TiO2/P3HT复合材料的制备及其光催化性能研究

采用水热合成法制备出介孔纳米TiO2;将制备的TiO2与聚3-己基噻吩(P3HT)通过共混法制备TiO2/P3HT复合微粒;分别以酸性橙II和亚甲蓝为模型有机污染物,考察TiO2以及TiO2/P3HT纳米复合材料在可见光、紫外光和阳光下的光催化活性和光催化稳定性.实验结果表明：P3HT对于介孔纳米TiO2的掺杂能显著改善介孔TiO2的光催化性能.掺杂前,介孔TiO2 在30 min时对于酸性橙II和亚甲蓝的可见光降解率分别为31.26%和47.38%,紫外光降解率分别为39.47%和60.38%,阳光下的降解率分别为64.37%和76.09%;掺杂后,介孔TiO2/P3HT复合材料30 min时对于酸性橙II和亚甲蓝在可见光下的降解率分别为60.09%和71.45%,紫外光下的降解率分别为82.14%和88.61%,阳光下的降解96.62%和99.50%.     

离子液体中合成介孔材料的研究进展

离子液体作为一种新型的绿色环保溶剂,在介孔材料合成中的应用引起越来越多研究者的关注.目前,已经利用离子液体为模板合成出介孔SiO2、TiO2和Al2O3等多种介孔材料.与传统的表面活性剂相比,离子液体在合成过程中体现出很多优势,为介孔材料的合成开辟了一条新的途径.综述了离子液体在介孔材料合成中的研究进展.     

介孔二氧化硅纳米粒子的制备研究

介孔材料由于其具有较大的比表面积和吸附容量,因此在吸附、分离,催化等领域都具有广泛的应用.该文采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模版,溶胶凝胶法合成了介孔二氧化硅纳米粒子,通过透射电镜(TEM)和低温氮吸附等表征方法对合成介孔二氧化硅的结构和性能进行了分析,讨论了不同四甲氧基硅烷(TMOS)、CTAB量对介孔二氧化硅纳米粒子的粒径,比表面积及孔径的影响.     

超声辅助合成N掺杂纳米TiO2介孔材料及其光催化性能

为提高纳米TiO2光催化性能,通过高能超声辅助溶胶-凝胶法合成了N掺杂纳米TiO2光催化剂。结果表明：高能超声的空化作用细化了纳米TiO2的显微结构,形成了分散有序的介孔结构,同时也提高N的掺杂浓度,改善了电子的轨道能级,减小光催化剂的禁带宽度。当超声频率为45 KHz时,纳米TiO2的晶粒尺寸约为12 nm,介孔孔道尺寸为10 nm,对太阳光的吸收波长达到540 nm,对有机污染物的有效降解率为94%。可见高能超声显著提高了对太阳光的吸收效率,改善纳米TiO2的光催化性能。     

介孔纳米γ-Al_2O_3的制备及其对硫酸根离子的吸附性能研究

利用模板法合成介孔纳米γ-Al2O3,用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、比表面测定(BET)等手段对所得的介孔纳米γ-Al2O3进行了表征.考察了介孔纳米γ-Al2O3在静态条件下对硫酸根离子的吸附性能.探讨了溶液的初始浓度、pH值、时间和温度对吸附性能的影响,结果表明:介孔纳米γ-Al2O3对硫酸根离子有较好的吸附性能,其吸附行为符合Freundlich等温式.     

介孔纳米γ-Al2O3的制备及其对硫酸根离子的

利用模板法合成介孔纳米γ=Al2O3,,用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、比表面测定(BET)等手段对所得的介孔纳米γ-Al2O3进行了表征.考察了介孔纳米γ-Al2O3在静态条件下对硫酸根离子的吸附性能.探讨了溶液的初始浓度、pH值、时间和温度对吸附性能的影响,结果表明:介孔纳米γ-Al2O3对硫酸根离子有较好的吸附性能,其吸附行为符合Freundlich等温式.     

以梳型聚合物为模板制备介孔Ag/AgBr/TiO_2纳米复合材料

以钛酸四丁酯为钛源,梳型聚合物为模板,采用溶胶-凝胶法低温水浴制备具有介孔结构的纳米TiO2,通过沉积-沉淀法将Ag/AgBr负载于介孔TiO2纳米微粒表面,制得高比表面积的Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料。采用XRD,TEM,N2吸附-脱附和UV-vis DRS等方法对Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料进行了表征。结果表明,所制备的纳米TiO2和Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料具有介孔结构;Ag/AgBr的引入,减小了介孔TiO2的比表面积(由346m2/g减小为253m2/g),但大幅度提高了其可见光催化活性。在可见光下,Ag/AgBr/TiO2降解甲基橙的速率分别为商品TiO2P25和介孔TiO2的145倍和60倍。     

介孔TiO_2的合成及光催化性能研究

采用P123为模板剂,TiCl4和钛酸异丙酯为混合钛源,合成了介孔TiO2材料,并用焙烧和乙醇回流的方法进行脱模.用BET、TEM、XRD、TG-DTA等手段对TiO2材料进行了表征,考察了它们对水溶性偶氮染料甲基橙的光催化降解性能.结果表明,高温焙烧脱模的样品能形成介孔结构,且380℃焙烧6 h的样品能晶化为锐钛矿相.而乙醇回流48 h脱模的样品,模板剂脱除不彻底,且没有锐钛矿相和介孔结构形成.在对甲基橙的光催化降解中,起关键作用的不是催化剂的孔结构特征,而是其晶态.具有锐钛矿相的介孔TiO2有很高的光催化活性,可与市售的P25光催化剂相媲美.     

有序介孔金属氧化物的合成及其光催化性能表征

以钛酸异丙酯[Ti(OCH(CH3)2)4]、正硅酸四乙酯[Si(OC2H5)4,TEOS]、钽酸乙酯[Ta(OC2H5)5]、铌酸乙酯[Nb(OC2H5)5]为原料,采用溶胶-凝胶法成功合成了80TiO2.20SiO2和TaNbO5复合介孔分子筛.XRD表征结果表明,新合成样品的介观结构皆具有高的有序度;550℃焙烧去除模板剂后,仍保持良好的有序度.在焙烧过程中80TiO2.20SiO2骨架内有锐钛矿纳米晶粒产生,而TaNbO5仍保持无定形相.在紫外光照射下,介孔80TiO2.20SiO2和TaNbO5对分解H2S气体皆表现出高的光催化活性.介孔80TiO2.20SiO2分解H2S的活性是无孔80TiO2.20SiO2的近16倍.     

二氧化钛纳米粒子的合成及其在肿瘤治疗中的应用

二氧化钛作为一种重要的无机材料,被应用于各个领域,尤其是在生物医学领域的应用越来越受到广泛关注.主要综述了二氧化钛纳米材料的主要合成方法及其在肿瘤治疗方面的应用.其合成方法主要有气固液相法三大类,其中主要介绍了液相合成法中的溶胶—凝胶法、水热法、溶剂热法、微乳液法.并且进一步介绍了其在肿瘤治疗方面的光动力学、光热及声动力学疗法原理及应用实例.最后总结及展望了二氧化钛纳米材料在生物医学方面的应用前景.     

SiW11/介孔TiO2杂化材料的制备与表征

将缺位Keggin结构多金属氧酸盐SiW11共价键联于介孔二氧化钛分子筛表面上,制备了SiW11/介孔TiO2杂化材料。用红外、低温N2吸附、TEM等对样品进行了表征。结果表明,键联于介孔TiO2表面的多金属氧酸盐SiW11保留完整的Keggin结构。较介孔二氧化钛相比,杂化样品的比表面积和孔容均有所减少。     

SO4^2——TiO2—SO4^2——ZrO2催化合成四乙酰呋喃核糖的研究

对用复合固体超强酸SO4^2--TiO2-SO4^2--ZrO2催化肌苷制备1,2,3,5-O-四乙酰-β-D呋喃核糖进行了研究,研究结果表明,将TiO2和自制的ZrO2分别用硫酸溶液浸泡,在一定温度下焙烧,制成SO4^2--ZrO2和SO4^2--ZrO2和SO4^2--TiO2按一定质量比混合制成复合固体超强酸催化剂,用肌苷和乙酸酐为原料,在一定条件下进行催化酯化反应,可使1,2,3,5-O-四乙酰-β-D-呋喃核糖的收率达到84.6%。     

介孔TiO2及Fex/TiO2纤维光催化降解酸性橙Ⅱ的性能研究

以胶原纤维为模板分别负载钛(Ti4+)或钛(Ti4+)和铁(Fe3+),在高温下煅烧制得介孔TiO2和Fex/TiO2纤维.以酸性橙Ⅱ为模型分子,研究了介孔TiO2和Fex/TiO2纤维在可见光照射下对酸性橙Ⅱ的降解特性.研究表明,通过掺杂Fe3+能有效地提高介孔TiO2纤维的光催化活性,在本实验条件下,最佳的Fe/Ti摩尔比为0.01,最佳的煅烧温度为600℃.在酸性橙Ⅱ初始pH值为3～6,初始浓度为0.1 mmol.L-1,介孔Fe0.01/TiO2纤维用量为1 g.L-1,可见光照射下反应4 h后,酸性橙Ⅱ的脱色率和矿化率达到99%和46%以上.光催化活性的稳定性研究表明,介孔Fe0.01/TiO2纤维具有良好的光催化活性的稳定性,能多次重复使用.     

纳米TiO2改性环氧富锌涂料的防腐性能

将纳米TiO2以机械搅拌的方式加入到环氧富锌涂料中,制备纳米TiO2改性环氧富锌涂料。采用喷涂法将纳米TiO2改性环氧富锌涂料和未改性的环氧富锌涂料分别涂覆到耐候钢电极表面上,在NaCl电解质溶液中测量电化学极化曲线,并通过金相显微镜观察样品湿热试验后的表面形貌。实验结果表明,纳米TiO2的光电转换作用提高了环氧富锌涂层防腐性能,耐候钢表面涂覆纳米TiO2改性环氧富锌涂料后,其自腐蚀电流减小,表面腐蚀程度减轻。     

CuO—ZnO／PF催化剂合成碳酸二甲酯的研究

介孔碳作为一类新型的非硅基介孔材料,在催化剂栽4#-应用方面具有广阔的前景．采用溶胶一凝胶法制备了CuO—zno／PF系列负载型催化刑,并应用于甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯（DMc）．研究结果表明：以铜锌氧化物物质的量之比为2：1,650℃煅烧的催化剂在温度为320．5℃左右,压力为3．oMPa时催化性能最好,甲醇的转化率达87．78％,碳酸二甲酯的选择性达80．46％．     

二氧化钛／活性炭复合材料的制备及光催化降解性能

研究对比三种锐钛矿二氧化钛溶胶的常温制备方法,选用溶胶凝胶法以四氯化钛和氨水为原料制得二氧化钛溶胶。浸渍处理表面经过氧化处理的活性炭。利用X射线衍射表征合成二氧化钛的晶相,扫描电镜观测了活性炭负载二氧化钛前后表面形貌变化,利用红外光谱（FT—IR）进行了结构表征,进行了对甲基橙的光催化降解实验。研究结果表明,氧化处理后活性炭表面形貌和光学活性发生了显著变化,氧化处理后活性炭表面负载二氧化钛膜变得较完整。复合材料与无负载、简单氧化处理的活性炭相比,显示了更高的对甲基橙的光降解能力。     

包膜剂添加方式对钛白粉包覆铝膜的影响

以TiCl_4气相氧化的钛白粉颗粒作为实验原料,通过钛白粉表面包覆水合氧化铝膜的包膜剂添加方式的研究,分析了包膜剂添加方式对钛白粉包覆铝膜的机理、过程pH变化、成膜晶型结构、表面形貌、比表面积和吸油量的影响。实验表明,顺流法、并流法和逆流法三种包膜剂添加方式形成水合氧化铝薄膜的化学反应、沉淀pH、晶型结构、表面形貌、比表面积和吸油量不同。并流法形成光滑、致密、均匀的勃姆石水合氧化铝薄膜,有利于降低比表面积和吸油量,提高钛白粉的颜料性能。     

染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极的研究进展

介绍了染料敏化太阳能电池(DSSC)的结构和工作原理,针对目前全世界关于染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极的改性进展进行了综述. 目前,TiO₂薄膜改性手段主要包括:表面处理、离子掺杂、半导体复合、微观有序空间结构、多孔化结构、贵金属沉积等. 改性二氧化钛光阳极是为了减少阳极和染料之间的界面阻抗以提高DSSC的光电转换效率. 最后对DSSC中光阳极改性的发展趋势和应用前景做了期许和展望,提出工程设计微观有序TiO₂光阳极结构、更大程度地开发TiO₂光阳极的制膜工艺、发挥各种手段的优势互补协同作用是未来染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极改性的方向. 对TiO₂光阳极界面之间的电阻和电子传输的机理进行更深层次的研究和探讨对染料敏化太阳能电池的工业化是非常必要的.