表面负载型g-C_3N_4/TiO_2复合催化剂的制备及可见光催化还原Cr(Ⅵ)的性能研究

采用热聚合-溶剂热法得到表面负载型g-C_3N_4/TiO_2复合材料,其结构组成、形貌和光电性质通过XRD、TEM、HRTEM、FT-IR、BET和UV-vis测试分析.结果表明TiO_2纳米小颗粒负载于微米级片状g-C_3N_4表面,形成稳定的g-C_3N_4/TiO_2固-固异质结构,扩大了光响应范围、显著提高光生载流子的分离效率.在可见光催化还原水中Cr(Ⅵ)的过程中,g-C_3N_4的质量百分含量是影响光催化活性的重要因素,g-C_3N_4/TiO_2-C具有最高的光催化活性和良好的稳定性.依据实验结果和光电流响应实验给出光催化反应机理.     

表面包覆对TiO_2超微粒光学性质的影响

制备了一系列表面包覆油酸的TiO_2超微粒.结果表明,表面包覆油酸的TiO_2超微粒的表观光学带隙(E_s)随着超微粒粒径减小变小;相同粒径表面包覆油酸的TiO_2超微粒的表观光学带隙与表面包覆硬脂酸的TiO_2超微粒几乎相同,但比表面包覆十二烷基苯磺酸的TiO_2超微粒大.     

溶液中等离子法制备Pt纳米颗粒负载TiO_2增强甲醇电催化性能

通过溶液中等离子法快速制备Pt纳米颗粒,选用TiO_2(P25)提升Pt纳米颗粒的电催化性能,并以石墨烯纳米片(GNs)为载体材料,通过简单的超声混合制备Pt/GNs/TiO_2催化剂。采用X线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X线光电子能谱仪(XPS)及循环伏安曲线(CV)测试等表征手段分析样品的组成、形貌、表面电子特性及对甲醇的电催化性能。结果表明:制备得到了在GNs表面分布均匀、结晶性良好并且直径为2~5 nm的Pt纳米颗粒,同时TiO_2也成功分散在GNs表面。加入TiO_2极大地提高了Pt纳米颗粒对甲醇的电催化活性,Pt/GNs/TiO_2的电流密度约为2 480 m A/mg,是未加入TiO_2的Pt/GNs(747 m A/mg)的3.3倍,同时其循环性能和抗中毒性能也得到了提升。     

改性二氧化钛对聚碳酸酯热降解行为的影响

利用二甲基硅氧烷对二氧化钛(TiO_2)进行表面改性,并且将改性TiO_2与聚碳酸酯(PC)熔融共混,研究改性二氧化钛对聚碳酸酯热降解行为的影响。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、接触角对TiO_2的改性效果进行了分析;通过平衡扭矩(Tq)、熔融指数(MFR)、扫描电子显微镜(SEM)、热失重(TG)、差示扫描量热法(DSC)分析了改性TiO_2对聚碳酸酯(PC)性能的影响。结果表明,二氧化钛表面成功包覆了一层二甲基硅氧烷,改性后TiO_2的接触角由20.7°上升至133.3°,表现出良好的疏水性。未改性的TiO_2会造成PC的严重降解,对TiO_2进行表面改性后,TiO_2/PC的热降解行为得到明显改善。最后,通过Tq,MFR分析二甲基硅氧烷的用量对TiO_2/PC熔体性质的影响,表明二甲基硅氧烷的最佳用量(质量分数)为TiO_2的10%。     

钨/二氧化硅/脲醛树脂多组分复合材料制备与表征

以钨粉为核芯材料,利用溶胶-凝胶法在其表面包覆二氧化硅壳层;通过硅烷化试剂(APTES)的修饰作用,在酸催化条件下,在钨/二氧化硅表面实施甲醛和尿素的缩聚反应,制备得到具有核-壳结构的钨/二氧化硅/脲醛树脂(W/SiO2/UF)多组分复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)和傅立叶转变红外(FT-IR)等手段对复合材料的形态、结构和组成等进行了表征.复合材料的导电性测试结果表明,钨粉表面脲醛树脂层包覆后,其电导率由1.7×10-3S/m降低为1.2×10-8 S/m,即钨粉表面包覆层的包覆较为完整、致密,其导电性接近于绝缘材料.     

WO_3/TiO_2-rGO复合材料的制备及其光催化性能

以自制三氧化钨(WO_3)、氧化石墨烯(GO)为原料,钛酸四丁酯(TBT)为钛源,柠檬酸为水解抑制剂和表面活性剂,采用溶胶-凝胶法制备WO_3/TiO_2-GO,再通过硼氢化钠(NaBH4)还原得到WO_3/TiO_2-还原氧化石墨烯(WO_3/TiO_2-rGO)三元复合材料.通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对样品进行分析表征;研究GO质量分数、热处理温度对复合材料结构和甲基橙降解效率的影响.结果表明:纳米WO_3/TiO_2粒子均匀分散于rGO表面;rGO的引入能够有效抑制TiO_2晶粒的长大;400、450℃热处理样品中TiO_2为锐钛矿相,随着热处理温度的升高,晶体结构由锐钛矿晶相向金红石晶相转变,同时微晶的颗粒尺寸增加,晶型转变温度约为500℃;当GO质量分数为10%时,450℃热处理的WO_3/TiO_2-rGO样品光催化降解甲基橙效率最高,可达95%以上.     

双连续相微乳液制备纳米TiO2/P(MMA/BMA)复合材料与表征

研究了油酸对纳米二氧化钛(TiO_2)改性后的纳米二氧化钛与聚甲基丙烯酸酯(poly(methl methacrylate/butyl methacrylate), P(MMA/BMA))聚合得到复合材料的性质.红外光谱、分散性能分析和接触角分析表征结果表明,改性后二氧化钛疏水性增强.采用双连续相微乳液法制备TiO_2/P(MMA/BMA)复合材料,并利用红外光谱表征TiO_2/P(MMA/BMA)复合材料.由能谱仪(energy dispersive spectrometer, EDS)分析表明,油酸改性纳米TiO_2在复合材料中分散均匀,并且讨论了二氧化钛添加量对产物热稳定性和紫外线屏蔽的影响,随着TiO_2含量的增加(最高5%),热分解温度升高,紫外吸收区域变强,能阻挡400 nm以下的紫外光.     

RGO/TiO_2/Fe_3O_4复合纳米材料的制备及其对甲基橙废水的脱色效果

通过水热法制备Fe_3O_4磁性纳米微球,以此为核包覆TiO_2,并将核壳结构的TiO_2/Fe_3O_4附着在还原氧化石墨烯(RGO)片层结构上;利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附、X射线衍射仪(XRD)、震动样品磁强计(VSM)和X射线光电子能谱(XPS)表征了RGO/TiO_2/Fe_3O_4磁性复合纳米材料的形态结构、包覆情况、磁性和元素种类,同时考察了该催化剂在紫外光照射下催化脱色甲基橙的效果。实验结果表明,TiO_2均匀地包覆在Fe_3O_4表面,RGO/TiO_2/Fe_3O_4磁性复合纳米材料的比饱和磁化强度为19.0emu/g。以甲基橙的水溶液为模拟污染物,紫外光照射90min后RGO/TiO_2/Fe_3O_4复合纳米材料对甲基橙的脱色率达到91%。     

不同粒径电气石及电气石-PVDF纤维膜用于甲醛的光催化降解

为实现“双碳”目标,采用球磨的方式制备了不同粒径电气石颗粒,探究了其微观形貌、晶体结构等性质,并进一步采用静电纺丝工艺,制备了电气石-PVDF纤维膜,考察了电气石-PVDF纤维膜对甲醛的光催化降解影响,并探究了其降解机制。结果表明：粒径为10μm的电气石颗粒对甲醛具有最佳的降解效果(20.5%)。成型化处理的电气石-PVDF纤维膜中电气石分散性增强,表现出更佳的降解效果(21.9%)。此外,通过电导率和电滞回线表征,定性及定量测定电气石的剩余自发极化强度为0.009 6μC/cm²。在极化电场的驱动下,富集到电气石表面的甲醛被降解成甲醇并进一步分解为其他小分子。     

还原氧化石墨烯-TiO_2复合纳米材料制备与光催化性能

利用新型碳材料还原氧化石墨稀对TiO_2进行改性,以期提高TiO_2的光催化活性.采用溶剂热法,以氧化石墨烯(GO)和钛酸四丁酯(Ti(OBu)4)为原料,成功制备了不同还原氧化石墨烯含量的RGO/TiO_2纳米复合材料.运用XRD、TEM、FT-IR和UV-vis等手段研究了复合材料的性质,同时以甲基橙(Methyl Orange,MO)为模型,评价了不同反应条件下制备的复合物的光催化性能,讨论了不同还原氧化石墨烯含量、催化时间等对复合物的光催化性能的影响.在甲基橙评价模型基础上,将制得的具有最佳光催化性能的RGO/TiO_2复合材料进行致病大肠杆菌的抗菌实验,以此来检验RGO/TiO_2纳米复合材料的抗菌效果.实验结果表明,采用溶剂热法在180℃下煅烧6h制得RGO/TiO_2纳米复合材料,锐钛矿相TiO_2通过C-O-Ti键均匀地分布在片层还原氧化石墨烯载体上.RGO/TiO_2复合材料对甲基橙溶液的降解率明显高于纯纳米TiO_2.当制备复合材料时GO的初始投加量为40mg时,制得的RGO/TiO_2复合材料对甲基橙的降解率达到50%.同时,该RGO/TiO_2纳米复合材料对致病大肠杆菌有明显的抗菌作用.     

纳米ZnO/TiO2复合颗粒制备及紫外屏蔽性能研究

以Ti(SO4)2和Zn(AC)2为原料,在制备金红石型纳米TiO2粉体的基础上,用溶胶凝胶法制得纳米ZnO／TiO2复合粉体．实验结合纳米TiO2和纳米ZnO的优点制得一种广谱防晒剂．TEM显示该复合颗粒为核一壳式结构;XRD分析该复合颗粒内核为金红石型TiO2,表面包覆一层六方晶系ZnO且该复合颗粒中存在强的化学键．UV-Vis测试表明该复合颗粒在整个紫外区的吸收能力达到85％,在UVA(320-400nm)区吸收性能比纯的TiO2强得多．     

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.     

TiO2/SiO2复合粉体的制备及催化性能的研究

文章采用XRD和FT-IR等方法对用Sol-Gel法制备的TiO2/SiO2复合粉体进行了表征,考察了原料组成和焙烧温度对复合物相变温度和晶型转变的影响,以及掺杂对甲基橙光催化降解的影响。研究表明,TiO2微粒以锐钛矿相高度分散在SiO2基质中,并与其形成了Ti-O-Si桥氧结构,提高了TiO2的表面积和表面缺陷,有利于有机物的吸附及半导体光生电子-空穴的分离,从而提高了半导体的光催化活性。     

Preparation and Characterization of TiO_2 Nanotubes Decorated by CuO and CeO_2 Particles

A novel catalyst, TiO_2 nanotubes(TiO_2 NTs) composite decorated by CuO and CeO_2 particles, was prepared by a simple and cost-effective method. The TiO_2 NTs were fabricated by the hydrothermal method, and CuO and CeO_2 particles loaded onto TiO_2 NTs(CuO/CeO_2@TiO_2 NTs) were prepared by the water bath heating method. The CuO/CeO_2@TiO_2 NTs were investigated and characterized by transmission electron microscope(TEM), energy dispersive spectrometer(EDS), photoluminescence(PL), X-ray diffractometer(XRD) and ultraviolet-visible light diffuse reflectance spectrum(UV-Vis DRS). Both the p-n heterojunction formed at the p-CuO and n-TiO_2 interfaces and the highly induced electron transfer of CeO_2 can greatly promote the separation of electrons-holes. Therefore, CuO/CeO_2@TiO_2 NTs show enhanced absorption and have potential applications in photocatalysis.     

CdS / TiO2复合半导体的表面态及光催化性能

采用浸渍法制备了CdS／TiO2复合半导体光催化剂．使用XPS和UV-Vis扩散—反射谱对样品的表面组成及光吸收特性进行了分析．结果表明，样品中的硫主要以CdS形式存在，其外层包裹了一层CdSO4；由于在TiO4表面修饰了CdS，使样品的吸收带边由400nm(3．1eV)红移至530nm(2．3eV)．采用粉末电导装置对CdS／TiO2薄膜的表面态能级进行了测试，并以活性艳红X-3B水溶液的光催化脱色为指标反应，对CdS／TiO2的活性进行了评价．与单一TiO2相比，CdS／TiO2的表面态更靠近TiO2的导带，有利于电子在表面的捕获，从而提高了样品中自由电荷的浓度，加速了活性艳红X-3B水溶液的光催化脱色反应。     

光化学沉积法制备掺杂TiO2薄膜

采用光化学沉积法在玻璃上制备了锐钛矿型TiO2和金属铁、铬离子掺杂TiO2薄膜,并采用XRD,SEM,XPS表征了所合成的薄膜.结果表明,掺杂铁离子的TiO2薄膜表面呈现出颗粒状纹路,掺杂铬离子的TiO2薄膜表面呈现网格状纹路.TiO2薄膜的亲水性能随着金属离子的加入而增加.铁离子的加入对TiO2薄膜催化降解甲基橙的能力有所促进,而铬离子的加入对TiO2薄膜催化降解甲基橙的能力没有显著提高.     

铜表面镍-石墨烯的电沉积制备及耐腐蚀性能

采用电沉积方法,将石墨烯与镍离子共沉积到被保护的铜基底上,制备了镍-石墨烯复合镀层.通过X射线衍射(XRD)、扫面电子显微镜(SEM)等方法对复合材料的物质结构、表面形貌特征进行了表征,采用海水浸泡方法研究了复合材料的抗腐蚀性能.结果表明:当电流密度为5 A/dm2时,共沉积方法制备的镍-石墨烯复合镀层平整连续,晶粒较小,石墨烯穿插于多个镍颗粒之间,将镍颗粒包裹于其中,能有效阻断海水中的酸根、碱性离子对铜基底的腐蚀作用,明显增强了复合材料的耐腐蚀性.此研究对船舶及海洋工程金属构件的抗海水腐蚀方法具有一定的参考价值.     

Pt/TiO2-xNx光催化剂的制备及其产氢活性研究

以四氯化钛(TiCl4)为原料,用溶胶凝胶法制备了纳米氮杂二氧化钛光催化剂(TiO2 xNx),并利用化学还原法在纳米TiO2 xNx 的表面负载了铂单质(Pt/TiO2 xNx).X射线衍射(XRD)结果表明,Pt/TiO2 xNx光催化剂为锐钛矿型结构,由紫外可见漫反射光谱显示催化剂的能隙与纯TiO2 不同,而与TiO2 xNx 相一致.产氢实验结果表明,Pt的负载可以明显提高光催化剂的产氢活性,并且催化剂的产氢活性与Pt的质量分数之间呈现双峰现象,当Pt的质量分数为0 05%和0 35%时,产氢活性分别达到极大值.研究结果表明,当Pt的质量分数为0 05%时,表面Pt粒子的大小约为10 nm且分布均匀,显示该尺度的Pt粒子对于催化剂的产氢活性有较大的促进作用.     

TiO2/SbXSn1-XO2复合导电粉制备技术研究

采用化学共沉淀法在TiO2表面包覆掺锑氧化锡,制备复合导电粉.利用透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌进行观察.考察了制备条件,如SnCl4·5H2O用量、Sb掺杂量、反应的pH值、温度、煅烧温度等对复合粉体电阻率的影响.     

Pt/纳米TiO2-CNT复合电极的制备及对甲醇的电催化氧化

通过电合成前驱体Ti(OEt)4直接水解法和在恒电位-0.05V (vs. SCE)电沉积法制备Pt/nano TiO2-CNT电极.透射电镜 (TEM) 和X射线衍射 (XRD) 分析结果表明, 锐钛矿型纳米TiO2粒子(粒径5-10nm) 和碳纳米管结合形成网状结构, Pt纳米粒子(粒径8-15 nm)均匀地分散在纳米TiO2/碳纳米管复合膜表面.通过循环伏安和计时电流测试表明, Pt/ nano TiO2-CNT电极具有高活性表面, 同时对甲醇的电化学氧化具有高催化活性和稳定性,Pt载量为0.24mg/cm2时, 常温常压下甲醇的氧化峰电流达到260mA/cm2.