TiO2-Al2O3复合光催化剂的制备及其对甲基橙的降解

以Ti(SO4)2和Al2(SO4)3·18H2O为反应物,用乙醇助溶剂水热法制备了TiO2-Al2O3复合光催化剂,考察了铝/钛摩尔比、水热反应温度、乙醇体积分数及pH值对复合材料光催化效率的影响.X射线衍射测试显示复合材料中的TiO2为锐钛矿和金红石相的混晶结构,紫外-可见漫反射光谱分析表明其吸收光谱发生蓝移,BET测试表明该复合材料具有较大的比表面积.     

Bi2Fe4O9亚微米棒的共沉淀法制备及光电性能研究

以NaOH为沉淀剂,用共沉淀法制备了纯相Bi2Fe4O9样品。扫描电镜观察发现Bi2Fe4O9晶粒为横截面近似呈正方形的亚微米棒,通过改变沉淀剂NaOH的量可以控制Bi2Fe4O9亚微米棒的尺寸,用透射电子显微镜确定出Bi2Fe4O9亚微米棒的横截面为(001),侧面为(110)和(110)。光电流测试结果表明,Bi2Fe4O9亚微米棒具有非常好的光电转换特性,其中长棒状的Bi2Fe4O9在可见光和模拟日光下的光电流分别是29.6和37.6μA/cm2。不同尺寸Bi2Fe4O9亚微米棒的光电流测试结果表明,其光电流大小与外露面的面积和光吸收能力有关,Bi2Fe4O9亚微米棒的长度越长产生的光电流越大。     

在熔盐浴中用碳热还原法合成制备Ti（C，N）粉末的研究

研究埋炭气氛下在熔盐(NaCl))浴中利用TiO2(锐钛矿)和炭黑合成Ti(C,N)粉末.运用热力学计算对反应过程进行分析,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)等手段对合成粉末进行分析,并对反应过程中可能发生的反应机理进行探讨.结果表明,NaCl对合成Ti(C,N)粉末有明显的促进作用:合成的Ti(C,N)平均粒度为2～6μm,且形状规则,颗粒间团聚较小:Ti(C,N)的形成过程为:TiO2→Ti4O7→Ti3O5→TiOxNy→Ti(C,N).     

Bi4Ti3O12纳米片的低温合成与光致发光特性研究

以Bi(NO3)3.5H2O和Ti(OC4H9)4为原料,NaOH为矿化剂,聚乙二醇(PEG)为添加剂,采用水热法制备形貌规则的Bi4Ti3O12纳米片.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线荧光光谱(XRF)研究产物的物相、显微结构和组成,利用分子荧光光谱仪(PL)研究产物的光致发光特性.结果表明水热合成的Bi4Ti3O12纳米片为正交相层状钙钛矿结构,平均边缘尺寸大约200 nm,厚度10～20 nm,主要沿着平行于(111)面和垂直于(111)面的二维方向生长.室温下Bi4Ti3O12纳米片在470.4nm处具有蓝—绿发光,在399.3 nm和417.6 nm处具有紫光发射特性,初步认为是纳米片表面的氧空位和铋空位所引起的,同时在380 nm和516 nm处存在高能带边和低能带尾.     

六钛酸钾纳米晶须的水热反应相转变行为

以偏钛酸为钛源,与无水碳酸钾混合,利用高温固相法成功制备了六钛酸钾(K2Ti6O13)纳米晶须,并通过不同的水热反应条件考察了K2Ti6O13晶须相转变过程.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段表征了K2Ti6O13水热反应过程中的物相转变与形貌变化.结果表明:在不同酸介质水热反应条件下,K2Ti6O13发生相转变,并可控得到锐钛矿相TiO2纳米颗粒、纳米棒及纺锤体金红石TiO2,这种相转变过程可归结为K2Ti6O13风洞结构的溶解-重组机制;在浓NaOH作用下,K2Ti6O13通过剥离与重组作用,向Na2Ti3O7相转变.此外,考察了酸介质水热产物的催化性能,可见光条件下,1mol/LHCl、130℃保温12h得到锐钛矿纳米TiO2颗粒具有优异的光催化性能.     

氯掺杂TiO2光催化剂的水热法制备及其对苯酚降解性能研究

采用水热法,以Ti(SO4)2为钛源,NaCl为氯源制备了具有高催化活性的氯掺杂二氧化钛(Cl/TiO2)光催化剂.X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱(DRS)等手段对样品进行表征.结果表明,焙烧温度、氯投加量等都影响Cl/TiO2光催化剂的光催化活性.750℃焙烧、氯投加量为15%(与钛的物质的量比)时的Cl/TiO2具有最佳的光催化活性,其平均粒径大小为67.O nm,比表面积为9.3 m2/g.该催化荆是锐钛矿和金红石相的混晶,其中锐钛矿含量为74.1%.苯酚降解实验表明:该催化剂的光催化活性高于商品二氧化钛P-25,200 min光照时苯酚的降解率可达90.6%.     

钛精粉氧化过程中物相转变

采用热重分析和恒温实验法研究了攀枝花钛精粉氧化过程中相的存在形式及其转变规律.X射线衍射结果和微观形貌分析表明:温度低于500℃,钛精粉未发生氧化反应;600℃时产生Fe2Ti3O9和TiO2相,其和原相Fe2O3相衍射峰强度均随温度的升高而增强;900℃时,Fe2Ti3O9相完全转变为Fe2TiO5相,且随温度的升高,TiO2相和Fe2O3相衍射峰强度逐渐减弱;在整个氧化过程中存在四个化学反应,其与烧结作用相互关联,使得氧化产物表面形成较多孔隙,变得凹凸不平且疏松.     

FeTiO3--Fe2 O3固溶体等温碳热还原

基于粉末煅烧技术合成FeTiO3和FeTiO3-Fe2 O3固溶体体系,在热力学分析的基础上,选取1150℃,以固溶体合成物为原料研究FeTiO3-Fe2 O3固溶体体系等温碳热还原过程,并采用X射线衍射仪和扫描电镜-能谱仪对还原产物进行系统分析。研究结果表明：合成产物内部成分均匀。钛铁矿的摩尔分数x越小,xFeTiO3-(1-x)Fe2O3固溶体碳热还原反应越易进行,并且反应速率最大值越大。在反应初期,假板钛矿相( FeTi2 O5-Fe2 TiO5( Fe3 Ti3 O10))作为过渡相一直存在,至金属Fe和钛铁晶石Fe2 TiO4生成后逐渐消失。     

钛酸铋系光催化剂研究进展

钛酸铋系光催化剂在降解水环境中有机污染物方面具有良好的可见光催化活性,本文介绍了Bi4Ti3O12、Bi12TiO20、Bi20TiO32、Bi2Ti2O7光催化剂的研究动态和主要成果,并对钛酸铋系光催化剂的发展趋势进行了展望.     

在ITO玻璃衬底上制备钛酸铋铁电薄膜

利用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Sn的In2O3导电透明薄膜(ITO)衬底上制备了钙钛矿型Bi4Ti3O12铁电薄膜,研究了退火温度对铁电薄膜结构和性能的影响.X-射线衍射分析表明,经650℃和650℃以上温度退火的薄膜为具有层状钙钛矿型结构Bi4Ti3O12的铁电薄膜.在750℃退火20 min得到Bi4Ti3O12铁电薄膜的剩余极化强度Pr=10μC/cm2,矫顽场Ec=45 kV/cm.     

层状化合物K_(0.81)Li_(0.27)Ti_(1.73)O_4的氢离子交换反应与胺剥层反应

采用固相法合成层状化合物K0.81Li0.27Ti1.73O4,考察不同原料配比、反应时间及反应温度等条件对其氢离子交换反应和有机胺插层剥层反应的影响.结果表明:在0.1～14mol/L的HNO3溶液中K0.81Li0.27Ti1.73O4均可以通过氢离子交换生成H1.08Ti1.73O4·H2O固体钛酸,若反应温度高,则产物容易转变成TiO2.合适的氢离子交换条件是:室温下浸泡4～7d,n(HNO3)∶n(KLiTiO)=10～20,c(HNO3)=1～10mol/L.在正丙胺(n-PA)和正丁胺溶液中H1.08Ti1.73O4·H2O均可以进行插层剥层反应.反应温度高和有机胺与H1.08Ti1.73O4·H2O的物质的量比过小都容易使生成物转变成TiO2相.理想的插层剥层反应条件为:120℃,反应1d,n(n-PA)∶n(HTiO)=20～100.     

层状化合物K_(0.81)Li_(0.27)Ti1.73O_4的合成

研究以K2CO3,Li2CO3和TiO2为反应原料合成层状钛酸盐K0.81Li0.27Ti1.73O4过程中合成条件对产物的影响.结果表明:反应温度在1000～1200℃,反应原料配比为n(K2CO3):n(Li2CO3):n(TiO2)=(0.405～0.42):(0.135～0.165):1.73时,均可以得到产物K0.81Li0.27Ti1.73O4,延长反应时间及升高反应温度均有利于产物的生成;在1200℃高温条件下,使用刚玉坩埚为反应容器时,最佳的反应条件是:反应温度为1100℃,反应原料配比为n(K2CO3):n(Li2CO3):n(TiO2)=0.405:0.135:1.73,反应24h.     

超细层状钛酸钾的制备及性质研究

采用纳米级TiO2为原料，通过固相反应法成功制备了超细层状钛酸钾(K2Ti4O9)，并与微米级TiO2为原料制备所得产物相比较，以XRD、TEM、TG等表征手段考察了超细层状钛酸钾的酸交换、烷基胺嵌入特性．发现超细层状钛酸钾有利于酸交换和嵌入反应的进行，同时发现了超细层状钛酸钾的剥离特性，剥离所得纳米级片层可以制备静电组装纳米TiO2多层膜．     

纯相Li_4Ti_5O_(12)负极材料的制备

通过高温固相法,选择不同的焙烧温度、焙烧时间、锂源过量比例(质量比)及研磨方式、焙烧程序等合成条件,研究了制备纯相Li_4Ti_5O_(12)的最适合条件.结果表明:多次研磨和1次焙烧有助于制备较纯产物,焙烧温度和焙烧时间对产物的纯度有一定影响,锂源过量比例对产物纯度影响较大.通过XRD分析,当锂源过量8%时,产物在2θ=20.5°处有杂峰(Li_2TiO_3),主峰(2θ=43.4°)略有分裂(LiTiO_2);当锂源过量5%时,产物基本为纯相Li_4Ti_5O_(12)杂峰消失.研究表明制备纯相Li_4Ti_5O_(12)最适合的实验条件为:锂源过量5%,焙烧温度800℃,焙烧时间12 h,反应物经过2次研磨,1次焙烧得到纯相Li_4Ti_5O_(12).     

处理电压对钛合金微弧氧化膜相结构的影响

在Na₂CO₃ Na₂SiO₃溶液中, 采用正负不对称的专用交流高压电源制备了钛合金微弧氧化膜. 利用X射线衍射研究了处理参数(阴、 阳极峰值电压, 处理时间等)对微弧氧化膜相结构的影响. 实验结果表明, 氧化膜主要由金红石和锐钛矿的TiO₂及少量不饱和氧化的Ti₆O₁₁(TiO_1.83)相组成, 它们在氧化膜中各自所占的比例受处理时间和阴、 阳极峰值电压的影响较大. 当阴、 阳极峰值电压分别控制在45 V和320 V, 处理时间为30 min时, 氧化膜中金红石TiO₂的含量最高, 达到80%.     

扩散火焰法制备TiO2纳米晶及其光催化活性

利用自行设计开发的扩散火焰燃烧反应器,以四氯化钛为前驱体,通过四氯化钛气相水解法,改变四氯化钛进料速率和中心环氧气含量,合成粒径和晶型组成可控的二氧化钛纳米晶。透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)分析结果表明:制备的球形样品分散性好、粒径分布均匀、晶化完整。以罗丹明B染料在紫外光条件下的降解为模型反应,考察了球形二氧化钛纳米晶的粒径和晶型组成与光催化活性的关系。结果表明:晶型组成不变时,晶粒尺寸越小,光催化活性越好;而当晶粒尺寸不变时,随着锐钛矿型质量分数的增加,光催化降解罗丹明B的活性先增加后降低,锐钛矿型二氧化钛质量分数为0.80时,光催化活性最好。     

Double carbon decorated lithium titanate as anode material with high rate performance for lithium-ion batteries

Spinel lithium titanate(Li_4Ti_5O_(12)) has the advantages of structural stability, however it suffers the disadvantages of low lithium-ion diffusion coefficient as well as low conductivity. In order to solve issues,we reported a simple method to prepare carbon-coated Li_4Ti_5O_(12)/CNTs(C@Li_4Ti_5O_(12)/CNTs) using stearic acid as surfactant and carbon source to prepare carbon coated nanosized particles. The obtained Li_4Ti_5O_(12) particles of 100 nm in size are coated with the carbon layers pyrolyzed from stearic acid and dispersed in CNTs matrix homogeneously. These results show that the synthesized C@Li_4Ti_5O_(12)/CNTs material used as anode materials for lithium ion batteries, presenting a better high-rate performance(147 m Ahg~(-1)at20 C). The key factors affecting the high-rate properties of the C@Li_4Ti_5O_(12)/CNTs composite may be related to the synergistic effects of the CNTs matrix and the carbon- coating layers with conductivity enhancement. Additionally, the amorphous carbon coating is an effective route to ameliorate the rate capability of Li_4Ti_5O_(12)/CNTs.     

Fe(III)掺杂对TiO2光催化活性的影响机理

采用平面波赝势(PWPP)方法进行密度泛函(DFT)总能量计算,优化了TiO2超晶胞构型参数,模拟计算了Fe(III)掺杂锐钛矿TiO2对能隙、Fermi能级、态密度的影响.Fe(III)掺杂锐钛矿TiO2晶体后禁带(Eg)变小,TiO2的Fermi能级降低,使TiO2 的吸收带红移,同时电子-空穴在表面的复合几率降低,从而增强了光催化的活性.     

纳米TiO2光降解触媒丝的制备

以草酸氧钛酸为前驱物,采用"浸渍-提拉法"在玻璃纤维丝基体上生成纳米TiO2前驱物薄膜,经过热分解得到纳米TiO2光降解触媒丝.XRD分析表明触媒丝表面薄膜为锐钛矿型TiO2, SEM形貌分析表明有部分小颗粒TiO2团聚在薄膜表面,颗粒粒度≤100 nm.该纳米TiO2光降解触媒丝能够在1 h内使罗丹明B在紫外光作用下降解66.67%～72.22%.     

Mg2+掺杂对TiO2粉末晶型转变的影响与机理

取钛酸丁酯、无水乙醇和硝酸镁为原料，采用溶胶-凝胶法制备掺杂不同量Mg^2＋的TiO2粉末，用XRD、TEM、TGDTA对粉末的晶体结构、晶粒大小和形貌进行表征，并研究了TiO2在锐钛矿型和金红石型之间的的晶型转变过程．结果表明：粉末的平均粒径为纳米级，当物质的量分数x（Mg^2＋/Ti^4＋）-1．0％，粉末平均粒径由60nm左右减为40nm左右；Mg^2＋。’的掺人延缓了TiO2由锐钛矿型向金红石型的转变，且随着Mg^2＋掺入量的增加，晶型转变越不容易发生，当物质的量分数x（Mg62＋／Ti^4＋）-2．0％时，Mg^2＋在TiO2中的固溶度已经达到饱和，XRD谱图开始出现MgTi2O5的特征峰,分析了Mg^2＋的掺杂阻碍了TiO2由锐钛矿型向金红石型转变的原因．因此，掺杂适当量Mg^2＋有利于制备热稳定性比较高的锐钛矿型粉末．