TiO_2/x-GO纳米复合纤维的制备及其光催化性能的研究

为了提高TiO_2半导体的光催化性能,以钛酸四丁酯为钛源,氧化石墨烯(GO)粉末为添加剂,制备了不同GO浓度的前驱体溶液,然后采用静电纺丝法制备了TiO_2/x-GO纳米复合纤维。利用XRD,SEM表征分析了纳米复合纤维的物相结构、成分、结晶性和微观形貌。将纳米复合纤维加入亚甲基蓝溶液中,以可见光照射条件下亚甲基蓝的光催化降解率来表征纳米复合纤维的光催化性能。结果表明:添加GO粉末可降低TiO_2的团聚,提高其在纤维中的分散性,增大TiO_2/x-GO纳米复合纤维的比表面积;GO与TiO_2形成的异质结有利于提高TiO_2纳米复合纤维的结晶性和光催化性能。TiO_2/2-GO的光催化效果达到最佳,降解60 min时可达到99%的降解率。此外,使用静电纺丝制备的TiO_2/x-GO纳米复合纤维可避免TiO_2在使用过程的损耗而造成的浪费,更好地满足工业废水处理的需求。     

水热法制备柔性TiO_2纳米管复合薄膜电极

目的利用水热法制备得到的TiO_2纳米管粉末制备柔性TiO_2复合薄膜电极,提升电池的光电性能.方法利用水热法制备TiO_2纳米管,控制TiO_2纳米管水热合成时间、温度两个重要参数,通过掺杂不同TiO_2纳米管以及改变TiO_2纳米管的掺量分别制样,测试电池的光电转化效率.结果 150℃48 h制备TiO_2纳米管性能参数最佳,掺杂5%纳米管粉末的薄膜电极的光电性能为1.37%.结论温度和时间的增加对TiO_2纳米管的水热合成有明显影响,三种条件下温度和时间达到最高时,TiO_2纳米管的管长、管径均达到最佳值,掺杂TiO_2纳米管粉末的薄膜电极的光电性能亦随之逐渐提高.随着TiO_2纳米管掺量的增多,其制备电极的染料吸附量也随之调高,其光电性能呈现先增大后降低的趋势.     

纳米TiO_2颗粒对SCC性能影响试验研究

纳米TiO_2颗粒具有光催化、降解等功能,达到清洁净化空气、降解汽车尾气等功效.将纳米TiO_2作为一种超细粉末,加入SCC中,通过试验研究掺加不同数量的纳米TiO_2颗粒后,SCC自身必须具备的各项性能发展变化程度.随着纳米TiO_2颗粒掺入量增加,新拌SCC流动性大致呈降低趋势,掺量在3%～21%时基本维持在600 mm以上,超过21%以后下降很明显,影响新拌SCC的和易性性能.14 d时,纳米TiO_2最佳掺入量在9.0%;28 d时,在掺量为7.5%～14.7%时,立方体抗压强度不低于36 MPa,掺量为12%时达峰值36.89 MPa.综合SCC的性能指标变化,纳米TiO_2颗粒的合理掺入量在7.5%～14.7%时性能良好.     

TiO_2/C复合电极的电容性能

将活性炭与二氧化钛TiO_2纳米纤维混合组成复合电极材料,研究复合方式和比例对复合电极材料及其电容性能的影响.结果表明,随着活性炭比例的增加,TiO_2/C电容器的等效串联电阻迅速降低,比容量和能量密度相应提高.当活性炭与二氧化钛TiO_2比例为2∶1时性能最优,比容量为24.2 F/g,能量密度为3.32 Wh/kg.     

纳米TiO_2，ZnO，SiO_2改性内墙涂料性能

将纳米TiO_2,ZnO,SiO_2,TiO_2/ZnO,TiO_2/SiO_2,TiO_2/ZnO/SiO_2按一定的质量配比添加到涂料中充分搅拌,制备纳米复合涂料,测定其粘度、甲醛质量分数、抗菌性能、重金属质量分数等,通过透射电子显微镜观察微观形态,分析纳米粒子在涂料中的分散性.结果表明,加入纳米TiO_2/ZnO和纳米TiO_2/SiO_2,比加入单一纳米粒子具有更优越的性能.     

TiO_2改性乳化沥青薄层罩面的净化性能

基于纳米TiO_2可以催化降解汽车尾气,提出了纳米TiO_2改性乳化沥青薄层罩面的方法,定义了累积降解率和催化效能指数的评价体系,研发了配套试验仪器,分析了TiO_2粉体粒径、沥青中TiO_2质量分数、罩面厚度、温度以及紫外光辐照度对指标的影响,确定了最佳罩面厚度和TiO_2掺量.研究结果表明:TiO_2粉体粒径为25 nm以及TiO_2掺量在10%左右时,累积降解率和催化效能均达到最大;随着温度和紫外光辐照度的增大,TiO_2催化降解尾气性能明显增大;随着罩面厚度不断增大,尾气降解总量不断增大后趋于平稳,而催化降解效率不断减小;推荐的材料制备优化方案为TiO_2质量分数为8.5%、薄层厚度为15.0 mm.     

Yb掺杂量对混晶相TiO_2可见光催化活性的影响

采用简单的溶胶-凝胶法制备稀土Yb掺杂混合晶相TiO_2纳米粉体,通过XRD、XPS、TEM、FT-IR、UV-Vis-DRS、PL和Nano-sizer纳米粒度仪等对样品进行表征,以可见光辐照下催化降解亚甲基蓝(MB)为模型,研究了Yb掺杂对纳米TiO_2的结构和可见光催化活性的影响.结果表明,Yb掺入TiO_2后在表面存在Yb~(3+)和Yb~(2+)两种形态,Yb掺杂抑制了TiO_2从锐钛矿向金红石的相转变,阻碍晶粒生长,增加了纳米TiO_2表面-OH数量;适量的Yb掺杂可促使合适比例的金红石与锐钛矿的混晶相形成,有效降低TiO_2光生e~-/h~+对的复合率,扩大吸收光谱的波长范围,提高TiO_2光催化活性.当热处理温度500℃、掺杂量n(Yb):n(Ti)=0.009时Yb-TiO_2样品在普通日光灯下对MB在6 h内的光催化降解效率达95.2%,明显高于同等条件下纯TiO_2样品的降解率56.4%.     

用于食品金属包装的水基改性环氧纳米SiO_2复合涂料的制备及性能研究

对食品金属包装内涂料所采用的环氧树脂涂料进行了改性研究.采用化学接枝改性法改性环氧树脂使其水基化,并添加不同配比的纳米Si O2制备复合涂料,通过正交试验和单因素实验确定了制备水基改性纳米复合涂料的最佳工艺条件.当固化剂乙二胺用量为10%、甲基丙烯酸(MAA)4%、过氧化苯甲酰(BPO)2%、反应温度50℃、反应时间40 min以及纳米Si O2添加量为8%时,所制备的水基改性环氧纳米复合涂料的综合性能良好.同时采用红外光谱、扫描电子显微镜及多种国家标准对其性能进行表征和检测,结果表明,所制备的复合涂料,涂膜有较好耐水、耐酸碱和防腐性能,其冲击强度45 kg·cm、附着力0级.     

水热法制备TiO_2/MoS_2纳米球光催化剂及其光催化性能研究

采用两步水热法合成TiO_2/MoS_2复合光催化剂.经过X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分析表明,MoS_2成功复合在TiO_2纳米球上;合成的TiO_2/MoS_2复合光催化剂提高了光电子-空穴对的分离效率.相比较纯粹的MoS_2颗粒和TiO_2纳米球,TiO_2/MoS_2纳米球复合光催化剂具有较强的光催化性能,光催化效果好.     

Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列的制备及其可见光催化性能研究

在氟化铵-乙二醇体系中,采用阳极氧化法在铁基体上制备Fe_2O_3纳米管阵列,然后以氟钛酸铵为钛源,利用水热法在Fe_2O_3纳米管阵列上负载TiO_2纳米片,制得Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列,利用SEM、EDS、XRD、TEM、UV-Vis等手段,对所制Fe_2O_3/TiO_2纳米管阵列的表面形貌、物相结构及光催化性能进行表征,并分析Fe_2O_3/TiO_2纳米结构对亚甲基蓝的可见光降解能力。结果表明,Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列具有良好的可见光响应;NH_4F浓度为0.4%、水热反应3h制备的Fe_2O_3/TiO_2复合结构具有最佳的光催化性能,对亚甲基蓝的降解率可达90%。     

混晶TiO_2纳米纤维负载Ag及其光催化性能

以聚乙烯吡咯烷酮和钛酸四正丁酯为前驱体,对静电纺丝法制备的TiO_2纳米纤维进行不同温度的热处理,得到混晶TiO_2纳米纤维,并进一步在不同浓度的AgNO3溶液中通过光还原法制备了Ag-TiO_2复合纳米纤维.利用X射线衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射光谱、荧光光谱等分析测试手段对产物进行表征,研究了热处理温度与不同Ag负载量的TiO_2纳米纤维对罗丹明B降解性能的影响.实验结果表明,当热处理条件为600℃反应1h时,TiO_2纳米纤维具有最佳光催化活性,此时纤维中锐钛矿与金红石的质量比为93∶7;负载适量的Ag可显著提高TiO_2纳米纤维的光催化活性,其对罗丹明B光催化降解反应的表观速率常数k值为商用TiO_2(P-25)的3.81倍.     

α-Bi_2O_3/TiO_2纳米粒子的制备及其光催化性能的研究

采用两步水热法合成了α-Bi2O3/TiO_2纳米粒子,利用透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见固体漫反射光谱(DRS)对其进行了表征,以罗丹明B(Rh B)为模型污染物评价了其光催化活性,结果表明:在模拟可见光源的照射下,α-Bi2O3/TiO_2比α-Bi2O3、TiO_2单体具有更好地光催化活性,当α-Bi_2O_3与TiO_2的摩尔比为1︰5时复合纳米粒子的光催化活性最佳,光照150 min降解率为98.5%.经过3次循环利用,α-Bi2O3/TiO_2纳米粒子具有较好的稳定性.     

复合光催化剂MWNTs/TiO_2制备条件优化研究

目的研究煅烧时间、煅烧温度、聚苯乙烯磺酸钠(PSS)投加量、溶胶体系pH值、载体投加量等因素分别对复合光催化剂多壁碳纳米管/二氧化钛(MWNTs/TiO_2)光催化性能的影响,以及多因素共同作用下复合光催化剂MWNTs/TiO_2的最优化制备条件,同时考察最优化复合光催化剂对氧乐果的降解效率.方法以异丙醇和钛酸四丁酯为原料,经溶胶-凝胶制备MWNTs/TiO_2复合纳米光催化剂,通过控制煅烧时间、煅烧温度、PSS投加量、溶胶体系pH值、载体投加量等制备条件进行正交实验确定最优化制备条件,同时采用表面形貌分析、X射线光谱仪(EDX)等方法对催化剂进行表征;用优化制备的MWNTs/TiO_2光催化降解氧乐果,确定其降解效率.结果马弗炉600℃煅烧5.5 h,投加PSS 3 g/L,所投加MWNTs质量与投加纳米TiO_2质量之比为1.25%,控制溶胶体系pH值为4是最优化制备条件;优化制备的光催化剂MWNTs/TiO_2反应3 h,氧乐果的降解率为40.56%.结论优化后的MWNTs/TiO_2对氧乐果农药废水具有更好的降解效果.     

纳米TiO2 /石蜡复合乳状液相变材料的 制备与传热性能

蓄冷空调性能及制冷系数与相变材料密切相关.将石蜡复合乳状液作为分散介质,以纳米TiO_2粒子作为导热载体,采用低能乳化工艺微乳液转相法,制备出纳米TiO_2/石蜡复合乳状液相变材料,并对其分散稳定性、导热系数和蓄-放热循环稳定性进行了分析.研究结果表明:纳米TiO_2/石蜡复合乳状液相变材料的导热系数相对于纯石蜡乳状液的导热系数有明显提高,当纳米TiO_2粒子质量分数为0.15%时,纳米TiO_2/石蜡复合乳状液相变材料的导热系数比纯石蜡乳状液的导热系数提高了117.95%;TiO_2/石蜡乳状液固-液相变热循环过程中并无明显温度平台,而且其蓄-放热循环稳定性很好.该纳米TiO_2/石蜡复合乳状液相变材料有望应用于蓄冷空调,以提高蓄冷空调性能及制冷系数.     

BrO_3~-离子对TiO_2光催化性能影响的研究

TiO_2因其活性高、价格低廉、性质稳定等特点已成为环境净化开发应用方面最有价值的光催化材料之一。但由于TiO_2光谱响应范围窄,只能利用紫外光,对太阳能的有效利用率低。因此,需要改变反应条件以拓宽光响应范围和增强其光催化性能。论文以甲基橙为目标降解物,研究在紫外光和可见光下的反应体系中,添加Br O3-的阴离子对TiO_2光催化性能的影响。结果表明:在紫外光和可见光下,当溶液初始p H为3、TiO_2投加量为2.0g/L,添加Br O3-浓度为6mmol/L时,对TiO_2光催化降解甲基橙都有促进效果,反应速率增大,反应时间缩短。且在可见光下,未添加Br O3-时TiO_2光催化降解甲基橙的降解率仅为20%;添加Br O3-后降解速率提高50倍以上,反应进行至35min时甲基橙可以完全降解。     

Ni-P-纳米TiO_2化学复合镀工艺条件的优化

由于化学复合镀体系不稳定,对工艺条件的要求也比较严格,因此工艺条件对于化学复合镀工艺起着重要作用。以碳钢为基材对其表面进行Ni-P-纳米TiO_2化学复合镀。以沉积速率、分散性、镀层孔隙率以及显微硬度作为评价指标,通过单因素和正交实验来研究镀液中添加纳米TiO_2含量、施镀温度、复合镀液的pH值对纳米TiO_2化学复合镀的影响来优化工艺条件。得到最优工艺条件为纳米TiO_2含量1.0 g/L,温度为88℃,pH值为5.0时沉积速率、分散性、镀层孔隙率以及显微硬度较好。     

纳米TiO_2改善钢结构防火涂料的性能研究

以纳米TiO2为添加剂来提高钢结构防火涂料的各项性能.研究了纳米TiO2的改性,以及改性后的纳米TiO2对钢结构防火涂料的耐热极限、防水性能、黏结强度及抗菌性能的影响.通过扫描电镜观察了涂料的断面以及粒子在基体中的分散状况.结果表明:采用6%的经硅铝复合包膜改性后的纳米TiO2粒子具有较好的分散性;与纯钢结构防火涂料相比,纳米TiO2添加量为0.9%时,改性钢结构防火涂料的性能有较大的提高,其耐热极限由96℃提高到112℃,耐水极限由28h提高到37h,黏结强度由0.45 MPa提高到0.61MPa,抗菌率也由21%上升到99%.     

静电纺制备TiO_2-SiO_2复合纳米材料的最佳工艺条件

采用静电纺丝技术制备了TiO_2-SiO_2复合纳米纤维.以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、钛酸四丁酯和硅酸乙酯为主要原料,采用静电纺丝技术制备PVP/TBT/TEOS前驱复合纳米纤维,然后将前驱复合纳米纤维膜在马弗炉中煅烧至520℃得到TiO_2-SiO_2复合纳米膜.采用扫描电子显微镜和热重分析对材料形貌和结构进行了表征,得到直径范围分布窄、表面光滑、形貌良好的纳米纤维.结果表明:制备TiO_2-SiO_2复合纳米材料的最佳工艺条件为w(PVP)=8%,m(CH3COOH)=3.1g,w(TBT)=20%,w(TEOS)=16%;纺丝条件电压为11.00kV,接收距离为13~14cm,环境温度为27.4℃~30℃,环境湿度为39%~42%.     

TiO_2/AC复合材料的吸附性与光催化性能

以煤基活性炭为原材料,采用浸渍-水热法合成TiO_2/AC复合材料,进一步分析TiO_2负载量对TiO_2/AC复合材料吸附性能和光催化活性的影响.结果表明:TiO_2负载量为10.2%时,TiO_2/AC复合材料对Rh B的单层饱和吸附量为19.5mg/g,高于煤基活性炭饱和吸附量13.8mg/g.紫外光辐照下,不同负载量的TiO_2/AC复合材料均表现出优异的光催化活性.TiO_2负载量为11.4%时,紫外光辐照2h后,TiO_2/AC复合材料对Rh B降解率为98.5%,远高于同等条件下P25光催化剂对Rh B的降解率(72.1%).这是由于活性炭和TiO_2之间的界面可以有效分离光生电子-空穴对,同时石墨化C的存在可以提高光生电子的迁移率,因此TiO_2/AC复合材料表现出明显优于P25的光催化活性.     

TiO_(2-x)N_x/硅藻土复合光催化剂的制备及其可见光催化活性

以尿素为氮源,硅藻土为载体,用溶胶-凝胶法合成了硅藻土负载氮掺杂纳米TiO_2复合光催化剂。采用XRD,UV-vis对样品进行了表征;以罗丹明B为降解对象,考察了罗丹明B初始浓度、催化剂投加量、溶液初始pH值对降解率的影响,同时考察了样品在太阳光下的光催化活性。结果表明,掺氮TiO_2经450℃焙烧2 h后为锐钛矿型,N掺杂使催化剂的吸收边红移至550 nm左右,诱发TiO_2可见光催化活性;当催化剂用量为2 g/L,溶液初始pH值为6.5时,初始浓度为10 mg/L的罗丹明B在氙灯光照45 min后降解率为100%,太阳光照160 min后降解率为97.4%。