旋涂法制备二氧化钛纳米薄膜的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法和旋涂法在普通玻片上制备了具有锐钛矿相结构的TiO2纳米薄膜,系统研究了退火时间对薄膜中TiO2纳米晶粒的尺寸和TiO2薄膜光催化效率的影响。结果表明,随着退火时间的增加,薄膜中TiO2纳米晶粒的尺寸增加,但TiO2薄膜的光催化效率降低。据此从理论上分析了引起上述实验现象的物理机制。     

SDS对所制备的TiO2可见光催化活性的影响

十二烷基磺酸钠(SDS)辅助TiCl4水解,成功地制备了纯二氧化钛光催化剂(TPC),利用透射电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见光谱及氮气吸附/脱附对所有的TPC进行了表征.光催化活性测试结果表明:所制备的样品可见光催化降解甲基橙的活性均好于P25,且随着TiCl4与SDS物质的量比增大,催化降解效率提高.SDS的存在有助于通过调控颗粒间的作用强度来调控高能氧桥键的分布,从而调控可见光催化活性;活性晶面的暴露也利于光催化活性的提高.使用TiCl4与SDS物质的量比为51.2的TPC4,在可见光(35 W普通民用光源)下照射3h,甲基橙降解率高达74.4%,预示其在光催化自清洁内墙涂料方面具有潜在的应用前景.     

硫酸钛水解制备TiO2纳米粒子载荷添加剂

以硫酸钛为前驱体 ,采用溶胶凝胶超临界干燥法制备TiO2 纳米粒子润滑油载荷添加剂。采用红外光谱、BET氮容量吸附、透射电镜、热重差热分析、X 射线衍射等手段对TiO2 纳米粒子的特性进行了表征 ,分析了制备过程中的各种影响因素。结果表明 ,采用强烈搅拌、匀速滴加絮凝剂、控制反应终点的 pH值以及用乙醇为介质进行超临界干燥的方法制备出的TiO2 纳米粒子的平均粒径为 15～ 2 0nm ,比表面积约为 10 0m2 /g ,其结构为锐态型 ,表面有微量水和乙醇吸附。     

TiO2 /PVAc纳米杂化材料的制备和表征

以钛酸正丁酯为原料,通过水解法制备TiO2醇溶胶,将TiO2醇溶胶分散于聚醋酸乙烯酯(PVAc)-丙酮溶液中,得无色透明的纳米TiO2/PVAc复合溶胶,将溶胶刮涂制膜,得无色透明的TiO2/PVAc复合膜.用透射电镜观察,TiO2颗粒在PVAc中分布均匀,形态一致.激光粒度分析仪分析表明,TiO2颗粒在PVAc中粒径在25～30 nm范围内,密度平均31.3 nm、体积平均27.5 nm、数均25.3 nm .Zeta电位值为-55.1 mV.X-射线衍射分析表明,复合膜中2θ为10°～20°和20°30°出现两个宽峰,为无定型的特征.拉曼光谱在631.85 cm-1、522.56 cm-1、393.70 cm-1等处出现TiO2的特征峰.并对TiO2/PVAc复合溶胶进行紫外吸收测试,结果显示,与纯PVAc溶液相比,最大吸收峰发生蓝移5.4 nm,且吸光度增大了2.75倍.     

光催化降解甲基蓝溶液

用TiO2粉末作催化剂,用甲基蓝溶液模拟有机废水,用高压汞灯模拟日光光照条件,研究了甲基蓝溶液的光催化降解过程.研究结果表明,对质量浓度为8 mg/L和pH=5的甲基蓝溶液,加入粒度为20～30 nm的锐钛型TiO2粉末使其质量浓度为0.4 g/L,并加入30%的H2O2使其体积分数达到4%,经250 W高压汞灯光照120min,会产生TiO2/H2O2协同催化效应,甲基蓝的降解率达到91%.     

稀土掺杂TiO2纳米线阵列的可见光催化性能

采用溶胶-电泳沉积法在多孔阳极氧化铝模板上制备了TiO2光催化纳米线,合成了具有高比表面积的糖葫芦状M/TiO2(M代表La3+、Ce3+、Nd3+)纳米线阵列体系。采用SEM对样品进行了表征,表明M/TiO2纳米线阵列保持了模板的有序性;对甲基橙的可见光降解实验表明,稀土金属离子掺杂TiO2纳米线阵列体系具有非常优良的可见光催化性能;紫外-可见吸收光谱测试表明,La3+、Ce3+、Nd3+掺杂增强了TiO2在可见光区域的吸收能力,吸收带边红移至可见光区,未掺杂的TiO2禁带宽度为3.24eV,掺La3+、Ce3+、Nd3+的M/TiO2禁带宽度分别减小至2.6eV、2.8eV、2.0eV,这和光催化性能是大致相对应的。     

铒掺杂二氧化钛纳米制备及上转换性能研究

以溶胶-凝胶法制备了掺Er3+的TiO2上转换发光纳米粉,通过XRD、SEM、上转换荧光发光谱等测试,对不同物质的量百分比Er3+掺杂和热处理温度的TiO2纳米粉进行了上转换性能研究,并对其发光机理进行了分析.结果表明,适量Er3+物质的量百分比及适当热处理温度有利于增强TiO2纳米粉的上转换发光性能.Er3+:TiO2粉体在980 nm激发下在539～567 nm范围获得绿光、在669 nm处获得红光.随着Er3+的物质的量百分比增加,绿光增强,红光减弱(小于1%);物质的量百分比继续增加,绿、红光均弱.随着焙烧温度的升高,绿光增强,红光减弱.当Er3+掺杂物质的量百分比为1%;焙烧温度为800℃时,获得的绿光强度较高、色彩单一.     

CeO2在Al2O3及TiO2载体上的分散

采用等体积浸渍法制备了CeO2/Al2O3、CeO2/TiO2复合氧化物载体。应用X-射线粉末衍射（XRD）、比表面积测定、激光Raman光谱、扫描电子显微镜（SEM）等技术研究了CeO2在Al2O3及TiO2载体上的分散状态。结果显示：对CeO2/Al2O3，CeO2主要存在于Al2O3表面，晶粒小、分散性好；而对CeO2/TiO2，大部分CeO2以体相形式与TiO2共存，晶粒大、分散性也差。此外，也没有发现TiO2由锐钛矿向金红石的晶相变化。CeO2/Al2O3具有比Ce/TiO2更大的比表面积，更适合用于催化剂的载体。     

具有光催化活性的纳米TiO2的制备

以Ti(OC4H9)4为原料,采用Sol-gel法制备TiO2溶胶,通过浸渍提拉法涂覆在玻璃(或陶瓷)片上,可以得到晶粒为12.5～18.7nm的纳米薄膜,这种涂膜具有较强的光催化活性.以TiCl4为原料,采用水热沉淀法制备的纳米TiO2粉体,具有粒径为10.3～25.7nm,437m2/cm3的巨大比表面.     

含钛熔渣与镁碳质耐火材料的作用机理

镁碳质耐火材料是一种被广泛应用于工业生产中的碳复合耐火材料，在实际应用过程中它具有良好的性能，特别是抗渣性能。采用浸渍法研究含钛熔渣（TiO22％-30％）与镁碳质耐火材料间的相互作用规律。通过SEM、X-RAY衍射和能谱等技术手段，分析了倪关后耐火材料的微观组织结构和物相组成的变化，提出了含钛熔渣中镁碳质耐火材料的倪机理。熔渣中氧化物的脱碳和熔渣对耐火材料的渗透是耐火材料蚀损的主要原因，其结果是由耐火材料变质层形成的。