介孔TiO2的孔结构调控及其蛋白质固定化性能

以水合二钛酸(H2Ti2O5 ·xH2O)为前驱体,通过改变热处理条件制备不同孔径尺寸的介孔TiO2.采用X线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、N2吸附-脱附方法对TiO2的结构进行表征,同时以牛血清蛋白(BSA)为模型蛋白,考察介孔TiO2的孔结构对BSA固定化性能的影响.结果表明:介孔TiO2的孔径可实现9～30 nm范围内可调,其中650 ℃焙烧得到的介孔TiO2孔径为21.6 nm,对BSA的吸附量达69.6 mg/g,优于其他孔径尺寸的介孔TiO2,且与纳米TiO2(P25)的吸附量相当.吸附的BSA分子进入TiO2的孔道内,介孔TiO2比P25具有较好的吸附稳定性,经过6次循环后吸附的BSA残余量仍有65％,而P25上BSA的残余量仅为17％.介孔TiO2为微米级颗粒,有利于从反应体系中分离回收,是一种极有潜力的生物分子固定化载体.     

纳米TiO2复合氧化物的制备及其光催化降解对硝基苯胺的性能研究

采用超声化学共沉淀法制备了含Ti、Cu和Cr的复合氧化物，并对纯TiO2进行超声处理．用ICP，XRD，BET，TEM，SEM等手段对所制备的氧化物进行了表征并考察了它们光催化降解对硝基苯胺的性能．只含Cu和Cr的复合氧化物光催化活性较低；掺杂Cu和Cr的TiO2复合氧化物的光催化活性高于纯锐钛型TiO2；超声处理能够提高TiO2的光催化性能．XRD表征结果表明，不含Ti的复合氧化物的CurD物相和CuCr2O4物相主要衍射锋相互重叠，而含TiO2的复合氧化物中CuD和CuCrO4物相衍射峰弱，且强度随着TiO2的含量增加而减弱．BET，SEM和TEM结果表明，光催化活性高的复合氧化物的比表面积大，且其颗粒尺寸为纳米级，纳米颗粒堆积形成二次孔．     

多孔-亲水性H2TiO3离子筛微球的制备及其对Li+的吸附性能

为解决锂离子筛在吸附-脱附过程中的粉体易流失、操作不易等问题,本文以聚氯乙烯(PVC)为黏结剂、N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂对锂离子筛前驱体Li2TiO3进行造粒成型,并用聚乙二醇(PEG)作为造孔剂,用醋酸纤维素(CA)作为亲水性物质对离子筛前驱体微球进行改性,运用扫描电子显微镜(SEM)对离子筛前驱体微球进行形...     

溶胶-凝胶法制备的偏钛酸型锂离子吸附剂模拟从盐湖卤水中吸附Li+研究

本文以钛酸丁酯和乙酸锂为钛源和锂源,采用溶胶-凝胶法制备了钛酸锂（Li2TiO3）纳米粒子,用盐酸对其进行处理得到偏钛酸型锂离子吸附剂（钛锂离子筛）。配制了盐湖卤水模拟液,在吸附之前向模拟液中加入氢氧化钠除去Mg2+和Ca2+,并用所制备的吸附剂进行了模拟从盐湖卤水中吸附锂离子的研究。结果表明偏钛酸型锂离子吸附剂对锂离子的吸附容量为8.25 mg·g-1,Li+的分配系数(Kd)为24.54 mL·g-1,其数值远大于Na+ (0.52 mL·g-1)和K+ (0.97 mL·g-1)的分配系数。Li+对Na+的分离因素()为47.2,Li+对K+的分离因素()为25.3,表明所制备的吸附剂对Li+具有很好的选择吸附性。     

可见光响应氮-磷共掺杂TiP2纳米管制备及光催化性能

采用水热-浸渍两步法合成了一系列N—P／TiO2纳米管光催化剂，采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）和紫外-可见漫反射吸收光谱（UV—vis）等测试手段对其结构进行了表征．结果表明，300℃焙烧后的N-P／TiO2纳米管为锐钛矿相，氮和磷高度分散进入TiO2中．P和N掺杂含量分别为0．99％和0．56%．与纯TiO2纳米管相比，N—P／TiO2纳米管在可见光区的有较大的吸收，光吸收阈值产生红移．氮磷共掺杂可以明显提高TiO2纳米管的对甲基橙的光催化活性，其原因在于氮阴离子以N—Ti—O的结构进入TiO2，磷替换TiO2部份Ti^4＋，从而降低了电子和空穴复合几率．     

转晶对纳米锐钛TiO2光催化活性的影响

加热处理纳米锐钛TiO2使其发生转晶，因而得到一种利用可见光激发的光催化剂，并对此催化剂用x射线衍射，红外吸收，紫外可见吸收等方法进行了表征．用该方法得到的TiO2为催化剂，进行可见光催化降解酸性红B的研究．结果表明，随着加热温度的升高，TiO2转晶比例逐渐增大，温度升到1000℃，全部锐钛型转变成金红石型TiO2，但TiO2在500℃下加热30min催化活性最高，酸性红B的光降解效果明显优于单独使用纳米锐钛型、纳米金红石型TiO2和按照转晶的比率混合的锐钛型和金红石型TiO2．这种显著提高的光催化作用归因于加热所形成的特殊锐钛-金红石界面耦合状态，导致光生电子从金红石相转移到锐钛相，避免了电子-空穴对的复合．     

钛酸铝陶瓷粉体的制备研究

以NH4HCO3作沉淀剂的共沉淀法制备了钛酸铝(Al2TiO5)陶瓷粉体．实验发现，此反应体系的pH值对钛、铝元素的沉淀量有重要的影响，只有在pH6．0～6．5左右极小范围内能保证钛、铝完全沉淀．采用FT-IR、XRD、DTA-TG等分析手段确定了前驱体的组成．通过XRD、DTA-TG等分析表明，前驱体在热处理形成Al2TiO5的过程中，物相的变化情况是：碳酸铝铵→无定形Al2O3→α-Al2O3；无定形TiO2→锐钛型TiO2→金红石型TiO2；在1000℃左右α-A12O3和金红石TiO2开始形成Al2TiO5，然后在1350℃完全形成Al2TiO5．同时，TEM分析显示Al2TiO5粉体的形貌为球形，粒径为70～100nm．     

层状Li(Ni1-xCox)O2中Li离子首次脱出和嵌入行为研究

共沉淀法合成的层状Li（Ni1-xCox）O2，其中X=0．1，0．2，0．3和1，采用XRD和电化学方法对合成的层状Li（Ni1-xCox）O2进行了研究。研究表明在镍酸锂中随着Co含量的增加，Co的增加改变了镍离子与周围氧离子和锂离子的相互作用，阻止了锂离子择优位离开镍酸锂晶体，因此，在镍酸锂中增加一定Co可以阻止镍酸锂由H1向M相转变。同理，在钴酸锂中增加一定Ni可以阻止钴酸锂由H1向H2相和H2相向M相转变。锂离子择优位离开镍酸锂时，存在J—T效应，使得镍酸锂在脱锂过程中发生H1向M相转变，与镍酸锂不同，由于钴酸锂在锂离子择优位离开钴酸锂晶体时，不存在J—T效应，钴酸锂在脱锂时发生H1向H2相和H2相向M相的转变。     

MnOx/TiO2催化剂的制备及其低温NH3选择性催化还原NO性能

为了研究MnOx/TiO2催化剂的低温催化还原NO性能,采用微乳液法在不同的煅烧温度下制备了不同晶相的纳米TiO2,并以此为载体,利用浸渍法制备了一系列MnOx/TiO2催化剂.然后,利用BET,XRD,HRTEM,H2-TPR等方法研究了载体和催化剂的微观结构、分散状态和氧化还原性质.实验结果表明:随着煅烧温度的增加,纳米TiO2从锐钛型逐渐向金红石型转变,700℃煅烧得到的纳米TiO2呈混晶相,800℃煅烧得到的纳米TiO2则为纯金红石型;锐钛型及混晶相TiO2载体与活性氧化物MnOx之间的相互作用较为强烈,当纳米TiO2中金红石型与锐钛型并存时,MnOx优先与锐钛型纳米TiO2作用;纯金红石型纳米TiO2与MnOx之间的相互作用较弱.模拟NH3选择性催化还原NO的反应活性测试结果表明,500℃煅烧得到的MnOx/TiO2催化剂表现出较高的低温活性.     

Li1.6Mn1.6O4酸洗后离子筛在盐湖卤水中的吸附性能

通过对前躯体Li1.6Mn1.6O4酸洗制备离子筛进行正交实验分析,得出最优化的酸洗条件,然后分别应用伪一级、伪二级动力学方程对吸附过程进行研究,考察离子筛对卤水中各主要金属离子的分离性能以及在卤水中的循环吸附性能,对离子筛吸附锂、脱锂后样品进行锰平均化合价及锂锰摩尔比测定.研究结果表明:最优酸洗条件为酸洗温度70℃,搅拌速率500 r/min,酸洗时间24 h,盐酸浓度0.5 mol/L,液固比400 mL/g.此实验条件下得出锂的迁出率为96.28％,锰的溶损率为7.46％.酸洗后所得离子筛对锂离子有较好的特定选择性;离子筛对Li+的吸附过程服从伪二级动力学方程,即为化学吸附过程;离子筛有较优异的循环吸附性能;离子筛的实际吸附容量只有其理论容量的1/3,离子筛始终未达到最大饱和吸附容量.     

不同酸处理钛酸锂的转型研究

详细研究了酸的种类和处理时间对钛酸锂转型的影响. 结果显示当相同酸度的硫酸和盐酸用来对钛酸锂进行改性时,在盐酸介质中钛酸锂更容易转变为锐钛矿和金红石型二氧化钛. 硫酸浓度越高,钛酸锂更容易转变为锐钛矿和金红石型二氧化钛;处理时间越长,更多的钛酸锂可以转变为锐钛矿和金红石型二氧化钛. 硫酸根通过螯合双齿配位于二氧化钛,有利于稳定锐钛矿型晶相;亲电的H+和高电负性的Cl-影响Ti-O键,导致TiO6八面体中的Ti-O键断裂和锐钛矿型二氧化钛发生结构重排形成金红石型二氧化钛. 钛锂离子筛稳定的结构和晶相组成能够保证高效、循环往复地提取锂,从这一点来看,相比于盐酸,硫酸更适合作为洗脱剂来制备钛锂离子筛,并且低浓度的盐酸是更好的选择.     

用部分中和法制备超细二氧化钛粉体

采用部分中和法制备超细TiO2粉体,通过TEM、XRD和TG-DTA对产品进行了表征,指出水合TiO2在煅烧过程中逐步失去游离水和化合水,再形成TiO2结晶,且随着煅烧温度的上升,颗粒的粒度迅速增大.在600℃以下煅烧时所形成的TiO2颗粒为锐钛型,在800*!℃时完全转化为金红石型.     

Nb_2O_5-TiO_2复合氧化物结构与光催化性能研究

采用共沉淀法制备Nb2O5-TiO2复合氧化物,通过XRD、LRS和UV-vis DRS等方法考察Nb/Ti原子比和焙烧温度对Nb2O5-TiO2复合氧化物结构的影响,以水体中苯酚的降解为探针反应考察复合氧化物的光催化活性.结果表明,Nb2O5-TiO2复合氧化物结构与Nb/Ti原子比和制备温度有关.随着Nb5+进入TiO2晶格,在可见光区域形成一新的吸收带,该吸收带强度随Nb/Ti原子比和焙烧温度变化,当焙烧温度高于973 K时,可见光区域吸收带消失.低Nb/Ti原子比下,Nb5+对TiO2由锐钛矿相向金红石相转变具有抑制作用,而高的Nb/Ti原子比下Ti4+对Nb2O5晶相结构具有导向作用.复合物对水体中苯酚的光催化降解活性随着Nb/Ti原子比增加而降低.     

Li-LSX分子筛制备及其氮气吸附性能研究

采用两步水热法合成低硅铝比沸石（LSX）,用SEM、TG—DTA和激光粒度分析仪对其进行表征与分析;用水热交换法以Na或K离子为过渡离子,以NH4-LSX为中间产物,在碱性条件下制备Li—LSX,并用BEL比表面分析仪和原子吸收光谱仪对氮气吸附量和锂离子交换度进行表征．结果表明：制备的LSX粒度均匀、结晶度和热稳定性良好,但Li—LSX的热稳定性有所下降;以K离子为过渡离子,NH4-LSX为中间产物制备的LbLSX氮气吸附容量可达到26mL／g,Li离子交换度达到97．1％,LiOH的利用率达到90％以上．     

金红石型纳米二氧化钛制备中的若干影响因素

实验以TiCl4为原料,采用液相沉积法在低温条件下直接制备了金红石型纳米二氧化钛。重点研究了反应物浓度、温度、pH值、添加剂和煅烧等条件对产物形貌和尺寸的影响。经透射电子显微镜 (TEM )、X-射线衍射(XRD)和比表面分析(BET),得到的样品为金红石型,其粒子近似呈球形,通过控制反应条件可以得到不同粒径的分散均匀的纳米二氧化钛粉体。     

液相法制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12

Li4Ti5O12负极材料因其在充放电过程中"零应变"的优势,得到了广泛关注,成为锂离子电池负极材料的研究热点.采用液相法制备了Li4Ti5O12负极材料.通过正交实验,确定了Li4Ti5O12的最佳制备工艺条件:烧结温度为750℃;烧结时间为8 h;LiOH.H2O为锂源;原料中锂钛的物质的量比为0.85.该条件下制备的材料具有较好的电化学性能,首次放电比容量可达到191.61 mAh/g.     

低温水解制备TiO2/ACF复合光催化剂及其对茜素红S的降解应用

以四氯化钛为原料,利用低温直接水解法制备了纳米二氧化钛,同时将其负载于活性碳纤维表面得到TiO2/ACF复合光催化剂.SEM照片显示二氧化钛在ACF上以纳米团簇的形式均匀附着;XRD结果表明所得TiO2/ACF中TiO2的晶型为金红石相,微晶尺寸为7.02 nm,350℃下煅烧后金红石相TiO2结晶更好,微晶尺寸为9.88 nm; XPS分析表明Ti元素以Ti4+的形式存在.将350 ℃煅烧得到的TiO2/ACF复合光催化剂应用于对茜素红S的光催化降解,实验表明其光催化性能良好.     

Al掺杂TiO_2的制备及酸化处理对其光催化活性的影响

锐钛矿相TiO2的光催化活性高于金红石相。采用化学溶液分解法制备了Al掺杂锐钛矿TiO2,并用硝酸对其进行酸化处理。利用TG-DTA、XRD、FTIR、BET和UV-vis等手段对样品进行了表征,通过对甲基橙的降解分析了酸化处理对Al掺杂TiO2光催化活性的影响。结果表明:掺杂Al能有效抑制TiO2由锐钛矿向金红石转变。酸化处理因能增大Al掺杂TiO2的比表面积而使其光催化活性提高。Al/Ti掺杂比为1∶4的样品在酸化处理后具有的光催化活性最高,60min后对甲基橙的降解达到100%。     

Al掺杂TiO2的制备及酸化处理对其光催化活性的影响

锐钛矿相TiO2的光催化活性高于金红石相。采用化学溶液分解法制备了舢掺杂锐钛矿TiO2,并用硝酸对其进行酸化处理。利用TG—DTA、XRD、FTIR、BET和UV-vis等手段对样品进行了表征,通过对甲基橙的降解分析了酸化处理对Al掺杂TiO2光催化活性的影响。结果表明：掺杂Al能有效抑制TiO2由锐钛矿向金红石转变。酸化处理因能增大Al掺杂TiO2的比表面积而使其光催化活性提高。Al／Ti掺杂比为1：4的样品在酸化处理后具有的光催化活性最高,60min后对甲基橙的降解达到100％。