锶掺杂TiO2薄膜电极的制备及其光电性能

采用水热法制备了不同Sr²⁺掺杂量的TiO₂胶体溶液,并以FTO玻璃为基底制备了Sr²⁺掺杂TiO₂薄膜电极。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对Sr²⁺掺杂TiO₂进行表征与分析。结果表明Sr²⁺掺杂抑制了部分锐钛矿型TiO₂ 向金红石型的转变及促进晶粒尺寸的减小,薄膜表面为三维多孔结构,Sr²⁺有效地掺杂到了TiO₂晶格中。薄膜电极的电流密度-电压测试表明,Sr²⁺掺杂有效提高了TiO₂薄膜电子的光电转换效率,其中1% Sr²⁺掺杂量薄膜的转换效率相对于未掺杂的TiO₂薄膜提高了11.5%。     

苯甲酸在纳米TiO2表面结合态的研究

文中通过浸渍法制备载有苯甲酸的纳米TiO₂分散体系样品,并尝试采用光电子能谱法 (XPS)对苯甲酸在纳米TiO₂ 表面键合方式进行研究,辅以红外光谱进行证明。结果表明XPS法可以很好的表征苯甲酸在TiO₂ 表面的键合方式,苯甲酸通过羧基与TiO₂ 表面形成螯合键。     

纳米二氧化钛光催化降解亮蓝染料的研究

以纳米TiO₂为光催化剂，高压汞灯为紫外光源，研究了水溶液中亮蓝染料的半导体光催化降解及其影响因素。研究结果表明，TiO₂在500℃煅烧后所形成的锐钛型产物具有较好的光催化效果。纳米TiO₂的用量是影响亮蓝降解反应速率的重要因素，其最适宜的用量为1.0kg/m³。亮蓝的初始浓度越高，降解率越低。在亮蓝初始浓度为12.62mmol/m³，纳米TiO₂的用量为1.0kg/m³时，经光照40min后亮蓝的降解率可达99%以上，并通过回归分析得出了亮蓝降解的动力学方程。     

La3+和Ni2+掺杂二氧化钛纳米粉体的制备与光催化性能

采用溶胶 凝胶法分别制备了未掺杂、La³⁺和Ni²⁺单掺与共掺的TiO₂粉末,通过XRD、SEM、UV-visible吸收等对样品的晶型、微观形貌、光吸收和对亚甲基蓝的光降解特征进行了考察。结果表明,La³⁺和Ni²⁺的掺杂抑制了TiO₂的相变和晶粒的增长,纯TiO₂的粒径主要分布为20～30nm,掺杂La³⁺和Ni²⁺后样品的晶粒尺寸在9～20nm之间。掺杂后各样品在紫外和可见光区的吸收能力均有不同程度地增强。与未掺杂TiO₂的吸收带边相比,La³⁺掺杂TiO₂的吸收带边蓝移,Ni²⁺掺杂和共掺TiO₂的吸收带边分别红移了约40和35nm。La³⁺单掺和La³⁺-Ni²⁺共掺促进了光生电子-空穴对的分离,从而提高了光催化降解亚甲基蓝的活性。     

金红石型纳米TiO2(110)表面原子结构和电子结构的理论研究

利用MaterialsStudio软件采用密度泛函理论的全势PLAPW方法研究了金红石型纳米TiO₂的表面原子和电子结构及其性质。计算结果表明:金红石型纳米TiO₂(110 )表面原子结构发生了弛豫和重构,随着原子层厚度的增加,相应的弛豫距离减小,表面禁带宽度降低,具有了准金属特性。表面HOMO和LUMO轨道分别是由Ti⁴⁺的p轨道和d轨道构成,其表面的活性位为Ti⁴⁺。     

TiO2颗粒表面包覆SiO2纳米膜及其表征

TiO₂作为一种重要的催化剂,在石油化工方面有重要的应用,特别是煤基合成油和超深度脱硫中的优越性受到注目。同时TiO₂还是重要的白色颜料,为了提高TiO₂的应用性能,对TiO₂颗粒进行了SiO₂纳米膜的表面包覆改性。采用精确控制pH值的连续法在TiO₂颗粒表面包覆了SiO₂的纳米层,并进行了TEM、HRTEM、EDS、XPS、ICP和光学性质表征。证明了SiO₂在TiO₂颗粒表面形成了一层连续的纳米膜,厚度大约为3.5～4.0nm,SiO₂凝胶纳米膜比较致密,没有未包膜上的絮状物,而且TiO₂是单颗粒分散,没有发生多个颗粒被包膜在一起的现象。XPS证明SiO₂凝胶在包膜后的TiO₂颗粒的表面为物理包覆。用SiO₂包膜后,样品的光学性质有了明显的提高,同时改变了样品在不同介质中的分散性质,在水性介质中分散性能提高到93.0％。这种表面处理后的TiO₂可以作为一种催化剂用于煤基合成油和超深度脱硫中。     

PMMA/TiO2纳米复合粒子的制备及初步应用研究

采用原位乳液聚合法，用经硅烷偶联剂处理过的纳米TiO₂，与MMA单体混合，合成PMMA/TiO₂纳米复合粒子。探讨了TiO₂表面改性机理， 并用TG、IR、DSC等对产物进行了表征，表明纳米TiO₂被包覆在聚合物PMMA中。将复合粒子加入紫外光固化涂料，制得复合涂膜。由原子力显微镜照片分析，制备的PMMA/ TiO₂复合粒子平均粒径约为75nm。分别在涂膜中添加等量的纳米TiO₂和PMMA/ TiO₂纳米复合粒子，制成两张复合涂膜，比较发现PMMA/ TiO₂纳米复合粒子在涂膜中的分散情况优于纳米TiO₂，呈现良好的纳米级分散，明显改善了TiO₂与涂膜的相容性，从而提高了涂膜的硬度及涂膜与基材的附着力。     

甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷改性SiO2的制备

采用原位一步法制备了表面甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷(MPS)改性的单分散纳米二氧化硅（SiO₂）粒子。该过程将纳米SiO₂的缩合形成过程与功能化改性同步进行，并用红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、透射电子显微镜（TEM）、热失重分析（TGA）等测试方法研究了粒子的表面化学结构、形态和分散性以及粒子中MPS的含量。结果表明，原位一步法制备的MPS改性纳米SiO₂粒子粒径约75nm，基本上呈单分散状态，且含有大量的MPS功能性基团，其表面密度为3.45μmol/m²。     

纳米四氧化三铁吸附水中汞离子的研究

以纳米Fe₃O₄颗粒作吸附剂,研究其用量、粒径、吸附温度以及pH值等因素对Hg²⁺吸附效果的影响,考察了纳米Fe₃O₄颗粒对水中Hg²⁺的吸附性能,并对吸附结果的重现性和吸附机理进行了研究。结果表明：纳米Fe₃O₄颗粒对水中Hg²⁺的吸附去除率随其用量的增加、粒径的减小而增大;对Hg²⁺吸附的最佳温度为19℃、最佳pH值为3.5,此pH值不需要经过酸或碱调节,便于控制;实验的重现性良好;纳米Fe₃O₄颗粒吸附水中Hg²⁺以物理吸附为主。纳米Fe₃O₄颗粒对Hg²⁺的吸附符合Freundlich吸附方程,显示了很强的纳米效应,是一种具有较好应用前景的Hg²⁺吸附剂。     

纳米二氧化钛光催化剂的涂料固载及光催化性能

以有机硅改性丙烯酸树脂为粘合剂,脂肪族聚异氰酸酯为交联剂,用制备涂料的方法固载纳米二氧化钛(TiO₂)光催化剂。在粘合剂质量分数为42%,交联剂质量分数为7%,且—OH 基与—NCO的摩尔比接近1,纳米TiO₂质量分数为5%的优化条件下,制得纳米TiO₂光催化涂料。测定了以该涂料制备的光催化反应器的使用性能。结果表明,该涂料性能稳定,对难降解的青霉素制药废水的催化降解效果优良,以该涂料固载的纳米TiO₂的光催化活性接近于分散态的纳米TiO₂。     

锐钛矿相纳米TiO_2的拉曼光谱表征及光催化活性的研究

为了研究锐钛矿型纳米TiO2光催化活性,本文以钛酸四丁酯为原料,利用溶胶—凝胶法制备了纯锐钛矿型TiO2纳米粉体及不同金属离子掺杂的锐钛矿型TiO2纳米粉体,采用XRD、Raman光谱对纳米TiO2进行了表征,考察了不同金属离子掺杂对TiO2光催化降解甲基橙活性的影响。结果表明:不同离子掺杂后的TiO2与纯TiO2相比,拉曼谱峰强度降低,平均粒径变小,光催化活性提高。     

热处理对纳米TiO_2/SiO_2复合粒子微结构的影响

为了掌握热处理对纳米复合材料微结构的影响情况,采用溶胶-凝胶法制备了高比表面积及大孔容的纳米TiO2/SiO2复合粒子.利用热分析、XRD、FTIR和比表面积测试仪等仪器对不同热处理条件的纳米复合粒子进行了表征.结果发现,纳米复合粒子中TiO2的锐钛矿型和金红石型晶型转变温度分别由一般的350℃和600℃升高到660℃和770℃,晶粒度随热处理温度的升高和时间的延长而增大;同时,随着热处理温度的升高,复合粒子的比表面积逐渐减小,且微孔减少比例由小孔径微孔占多数逐渐转变为较大孔径微孔占多数.     

Ag/TiO2光催化剂的表面性能表征

采用光催化还原法将 Ag沉积于 Ti O2 膜表面制备出负载型 Ag/Ti O2 光催化剂 ,通过 SEM、EDS检测出 Ti O2 表面上 A g元素的存在 ,由 TEM显示 Ag颗粒分散的均匀性 ,XPS图谱证实了 Ag是按光催化还原反应机理以单质形式存在 ,对低浓度甲基橙溶液光催化降解结果表明 ,沉积的单质 Ag对 Ti O2 光催化剂的降解活性有很大的提高作用。     

Nanometer TiO2 Modified Polyacrylic Copolymer Sizing Agent

A series of new-type nanometer TiO2 modified polyacrylic copolymer sizing agent were synthesized from acrylic acid, ethyl acrylate, nanometer TiO2, oleic acid etc. by orthogonal design method. Results of the studies show that the synthetic method used in this paper was a new way and had never been found in the synthesis of acrylate sizing agent, and that the properties of those new-type size-agent were be improved, which had potential for substituting PVA （polyvinyl alcohol） sizing agent. The technology for solving the problem of nano-scale powder agglomeration and dispersion were also studied. The transmission electron microscope （TEM） observation showed that nano-TiO2 had good dispersion and stability in aqueous solution and in sizing agent solution.     

复合空心TiO2@SiO2纳米微球光催化性能研究

通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)功能化的聚苯乙烯(PS)粒子在SiO2包覆的同时被乙醇/氨水介质溶解,得到了单分散空心SiO2纳米微球,经溶胶-凝胶法与纳米TiO2复合制备得到了TiO2@SiO2纳米球.利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备的TiO2@SiO2纳米球进行了物理特性及光化学性质的初步表征,探讨了SiO2纳米微球的复合对TiO2粒径大小、比表面积、形貌、晶型转变以及光催化活性的影响.在可见光照射下,利用有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的光催化降解为探针反应,研究了TiO2@SiO2纳米球的光催化活性及适应的pH范围.结果表明,SiO2纳米球的复合能明显提高光催化剂的比表面积及其对RhB的吸附量.同时能明显提高TiO2在可见光下的光催化活性,可见光下照射120min后RhB完全褪色,同时16h后的矿化率达到60%.TiO2@SiO2纳米球在pH 3～9范围内均表现出较高的催化性能.     

等离子体TiO2催化空气净化试验研究

为了既能够很好地除尘,又能有效地降解挥发性有机物(VOCs),并能灭菌消毒,提出了一种集3个功能于一体的等离子体放电催化室内空气净化技术。在模拟室内对3种不同的放电催化区进行了甲醛的净化试验。试验结果表明:等离子体放电催化降解甲醛的反应过程符合一级动力学规律;等离子体放电催化协同作用降解甲醛的效果明显优于等离子体单独作用;正极性放电降解甲醛的效果明显优于负极性放电;甲醛降解速率与电压近似呈线性关系;纳米TiO2显著降低了放电产生的臭氧的体积分数。     

熔融-分相法制备纳米TiO2的光催化性能

利用熔融-分相法制备了以多孔玻璃为载体的纳米TiO2光催化材料,以甲基橙为被降解物,研究了不同条件下的光催化活性,并与用溶胶一凝胶法制备的纳米TiO2的光催化活性进行了对比.实验结果表明：不同的光源、光照时间和催化剂颗粒粒度对光催化活性都有较大的影响;与用溶胶一凝胶法制备的纳米TiO2有类似的光催化活性.     

复合SnO_2/TiO_2纳米颗粒的制备与性质研究

本文采用均匀沉淀法制备了复合SnO2/TiO2纳米颗粒,重点考察了水解温度、水解时间、焙烧温度等制备条件对复合纳米颗粒性质的影响;在优化条件下制得的复合SnO2/TiO2纳米颗粒,利用XRD等对其结构、粒子粒径、晶型等进行了表征;并以对-二甲苯为目标污染物考察了其光催化性能。实验结果表明,控制水解温度维持在80℃时,水解时间为4h,得到SnO2/TiO2纳米颗粒,并且复合SnO2/TiO2纳米颗粒随焙烧温度的增加,其粒子粒径长大,晶型由锐钛矿向金红石型转变;同时复合SnO2/TiO2纳米颗粒的光催化性能随着焙烧温度的升高而降低。     

一种新型高耐磨性紫外光固化路标涂料的研制

选用纳米TiO2作为填料,经表面亲油改性,采用活性单体交联和紫外光固化,制备了一种新型高耐磨性路标涂料.讨论了TiO2、光引发剂、活性单体用量及种类对涂料耐磨性的影响.结果表明:较适宜的添加量为:纳米TiO2用量为12%(W);活性单体为双官能度且用量10%;光引发剂用量为6%.     

磁性纳米TiO2/Fe3O4的制备及光催化去除甲基紫的研究

采用溶胶-凝胶法,在磁性纳米Fe3O4表面包覆TiO2制备磁性纳米TiO2/Fe3O4复合光催化剂.用XRD、SEM、FTIR对其表面结构进行表征,结果显示Fe3O4表面被锐钛型的TiO2包覆,该磁性纳米光催化剂颗粒分布均匀,平均粒径为80～100 nm.将纳米TiO2/Fe304用着光催化剂去除水中的甲基紫染料,在紫...