硬脂酸凝胶法制备TiO2纳米粉末及其表征

以硬脂酸、钛酸四丁酯为原料,用硬脂酸凝胶法制备了TiO2超细粉末。运用差热-热重(DTA—TG)、傅里叶红外光谱对制备过程进行了表征;用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对纳米晶的粒径和形貌进行了表征。不同温度处理可得到不同晶型和形貌的纳米二氧化钛．     

水热法制备TiO2纳米晶及其光催化性能研究

以层状钛酸盐K2Ti4O9/K2Ti6O13/K4TiO4复合物为钛源,通过质子交换、插层和剥离等化学反应,得到了含H2Ti4O9/H2Ti6O13/H4TiO4纳米片的胶态溶液.向上述胶态溶液分别加入NH4F、HCl、H2O2、NH3·H2O等形貌控制剂,通过水热反应,制备了不同晶型、不同形貌的TiO2纳米晶.研究表...     

硬脂酸凝胶法制备TiO2纳米粉末及其表征

以硬脂酸、钛酸四丁酯为原料,用硬脂酸凝胶法制备了TiO2超细粉末.运用差热-热重(DTA-TG)、傅里叶红外光谱对制备过程进行了表征;用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对纳米晶的粒径和形貌进行了表征.不同温度处理可得到不同晶型和形貌的纳米二氧化钛.     

硬脂酸凝胶法制备TiO_2纳米粉末及其表征

以硬脂酸、钛酸四丁酯为原料 ,用硬脂酸凝胶法制备了TiO2 超细粉末 .运用差热 热重 (DTA TG)、傅里叶红外光谱对制备过程进行了表征 ;用X射线粉末衍射 (XRD)、透射电镜 (TEM)对纳米晶的粒径和形貌进行了表征 .不同温度处理可得到不同晶型和形貌的纳米二氧化钛     

晶体自范性和自生成模板法结合生长组装多级纳米结构

概述了一种三维纳米结构的组装新方法,即结合利用晶体生长自范性特点和自生成模板法合成三雏多级纳米结构．该新方法具有方便、可控和无后处理等优点．例如,通过金红石相TiO2的链状晶体结构特点获得其纳米结构单元,同时利用反应中的自生成氧气气泡模板作为纳米结构单元的支撑,成功得到了高产率的二氧化钛空心多级纳米结构．利用新物相VOOH层状晶体结构的特性来获得片状纳米单元,同时利用反应中的氮气模板对纳米结构单元的支撑作用,组装得到了这种新相物质的三维空“蒲公英”状片层组装结构,还利用钛酸H2Ti2O5晶体结构层状的特点并以自生成模板TiQxCl2-2x（EN）y作为钛酸纳米结构单元的支撑,获得了纳米片组装的钛酸多级纳米结构．     

嵌入式RuO2-TiO2-IrO2/Ti氧化物电极的制备

采用纳米级的金红石相TiO2粉末(<35 nm),取代一部分可溶性钛酸四丁酯分散于前躯体溶液中,经热氧化制备出具有金红石纳米TiO2颗粒嵌入结构的RuO2-TiO2-IrO2/Ti混合氧化物电极.同时,采用传统热分解法制备了涂层氧化物名义成分相同RuO2-TiO2-IrO2/Ti常规电极作为对比样.采用XRD和电化学分析方法比较了两电极的组织结构和电催化性能.结果表明:涂层中纳米TiO2种子的嵌入改变了电极涂层的晶体生长取向,电极的电催化活性得到很大的提高.     

Birnessite型层状MnO_2的制备与剥离

将二维纳米层的制备与表征凝练为材料化学综合实验课题,采用水热法制备了Bir-nessite型层状MnO_2,利用超声辅助离子交换法对层状氧化锰实现了快速剥离。利用X射线衍射表征Birnessite型层状MnO_2在剥离各阶段的结构,利用原子力显微镜表征了氧化锰纳米层的大小和厚度,利用Dyndall现象研究了氧化锰剥离液的胶体性质,探讨了氧化锰纳米层的制备原理。通过该实验可使学生了解二维纳米层制备及表征的基本知识,同时可激发本科阶段学生从事科学研究的兴趣。     

聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的制备和应用

介绍了聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的制备、性能和应用．这种复合材料，以离子交换处理过的层状硅酸盐(通常是蒙脱土)为添加物，通过剥离-吸附、原位插层聚合和熔融插层等方法制备．这种新型纳米复合材料添加了含量较低的填充物，其力学性能、热稳定性、阻燃性等都有所提高．聚合物纳米复合材料展现出极其广阔的应用前景．     

Ti/TiO_2界面的整流特性研究

采用电化学阳极氧化法在钛片表面构筑了一层结构有序、纳米级的TiO2纳米管阵列膜层,考察了制备电压对TiO2纳米管阵列形貌和尺寸的影响,应用扫描电子显微镜(SEM)对膜层的形貌进行了表征,测量了Ti/TiO2界面的整流特性,研究了TiO2纳米管阵列膜层结构与Ti/TiO2界面的整流特性的关系。结果表明:制备电压对TiO2纳米管阵列的结构起到关键的作用,二氧化钛纳米管之所以具有整流特性是由于Ti/TiO2界面具有类似p-n结的性质。利用二氧化钛纳米管的整流特性,人们可以制备出各种性能优良的材料和器件。     

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.     

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.     

板钛矿和锐钛矿TiO2对水热合成Bi4Ti3O12微结构的影响

分别以板钛矿和锐钛矿型的TiO2为先驱物水热合成钛酸铋亚微米棒.由X射线衍射、选区电子衍射以及Raman光谱的测量结果可知,合成的产品为Bi4Ti3O12. 源自板钛矿和锐钛矿的Bi4Ti3O12,其结构表现出明显的差异.在同样的条件下,Bi插入锐钛矿TiO2的量多于其插入板钛矿TiO2的量,从而导致部分X射线衍射峰向高角度方向稍微移动.保留下来的短Ti-O键限制了b-Bi4Ti3O12亚微米棒沿[010]方向生长,使得b-Bi4Ti3O12亚微米棒长度不均.     

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).     

Sr在碱硬锰矿固溶体中的化学固溶量研究

以SrCO3、BaCOs、Al2O3和TiO2为原料，通过配方设计，采用高温固相反应，合成了单相固溶Sr的碱硬锰矿固溶体．借助于X射线衍射、扫描电子显微镜和电子探针波谱等分析手段，研究了配方设计、Sr在碱硬锰矿固溶体中的化学固溶量等问题．实验结果表明，采用高温固相反应工艺，容易合成掺Sr碱硬锰矿固溶体及单相掺Sr碱硬锰矿固溶体，但是Sr在碱硬锰矿固溶体中的最高化学固溶量与配方设计有关，当配方的化学式为SrxBa1Al2 2rTi6-24O16时，其最大化学固溶量为0．13mol，而当配方的化学式为Srx yBa1-yAl2 2xTi6-24O16时，其最大化学固溶量为0．22moLSr在碱硬锰矿固溶体中的最高固溶量还与合成方法有关，采用均相化学反应法合成的单相掺Sr碱硬锰矿固溶体中Sr的最高化学固溶量要高于固相反应法合成的固溶体中Sr的最高化学固溶量.     

Ag/AgBr/Bi_4Ti_3O_(12)催化剂的制备及可见光催化降解卡马西平

首先利用水热法制备了Bi_4Ti_3O_(12)纳米片,再通过原位沉积和光还原的方法制备了Ag/Ag Br/Bi_4Ti_3O_(12)纳米片复合光催化剂.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见漫反射谱(DRS)及X射线光电子能谱仪(XPS)对其结构进行表征,以卡马西平(CBZ)作为目标污染物对其光催化活性进行评价.结果表明:Bi_4Ti_3O_(12)纳米片的厚度小于50 nm,长度小于500 nm.Ag/Ag Br的颗粒度小于20 nm.Ag/Ag Br的复合极大地提高了催化剂对卡马西平的光催化降解效率,光催化活性的提高主要是由于Ag/Ag Br可以显著抑制光生电子和空穴的复合.催化机理研究发现光生h~+在CBZ的光催化降解过程中起主要作用.     

La,V掺杂对Sr2Bi4Ti5O18性能影响对比研究

采用传统固相烧结工艺,制备了掺杂量分别为0.000~1.000,0.000~0.096的La,V掺杂Sr2Bi4Ti5O18铁电陶瓷.X射线衍射结果显示,La,V对Sr2Bi4Ti5O18的A,B位掺杂都未影响材料的晶体结构.La掺杂使得材料的剩余极化2Pr逐渐降低,而V掺杂可以显著地提高2Pr.A位掺杂导致材料的居里温度明显下降,而V取代B位Ti4 离子不影响材料的居里温度.微观照片显示,Sr2Bi4Ti5O18样品由呈四方状的晶粒组成,晶粒较为均匀.La掺杂未改变晶粒的形状,而V掺杂使得晶粒呈现扁平状,且晶粒尺寸明显增大.     

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Y2O3/TiO2羧甲基纤维素(CMC)负载膜光降解偶氮染料的研究

以钛酸丁酯和硝酸钇为原料,采用Sol-Gel法制备Y3 掺杂TiO2纳米粒子.通过XRD、TEM等手段对纳米粒子的结构进行表征,用PL研究粒子光电性能,并用SEM方法测得羧甲基纤维素膜的形貌和厚度.以水相亚甲基蓝溶液的光催化降解反应为实验模型,考察纳米粒子CMC复合膜的光催化活性.结果表明,复合膜明显提高了染料的降解,达到90%以上,其光降解反应属于表观一级反应动力学.     

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%.