超细TiO2粉末的应用和制备

根据国内外发表的有关研究成果，并结合作者使用高频等离子化学气相沉积法制制备超细ＴｉＯ２的工作，简要综述了超细ＴｉＯ２粉末的性能，应用及各种制备方法。     

纳米TiO2晶体的制备及光催化性能

采用Sol-Gel法成功地合成了TiO     

银超细粉末的制备

探讨了以葡萄糖为还原剂，聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，在碱性条件下还原硝酸银水溶液制备银超细粉末的反应机理及工艺条件下。结果表明，在碱性葡萄糖溶液中还原硝酸银的反应，是经中间产物氧化银而转变为银的，此过程于瞬间完成。     

Sol—Gel法合成TiO_2超细粉末

用Ｓｏｌ—Ｇｅｌ法成功地合成了ＴｉＯ２超细粉末。研究表明，这样制备的超细粉末在室温至７５０℃之间经历无定形态→锐钛矿→锐钛矿与金红石共存→金红石的相变，其比表面积为１７～２５１ｍ２／ｇ，平均晶粒尺寸为３～１００ｎｍ，杂质含量少，纯度高。     

TiO2纳米刺球制备和表征

采用溶胶-凝胶法制备出球形TiO2纳米粒子,通过离心的方法将TiO2纳米粒子从乙醇中转移到水中.在60℃下,将分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和刻蚀剂NaBH4加入到TiO2纳米粒子水分散体系中,经61h的恒温刻蚀反应,制备出TiO2纳米刺球.此外,该刻蚀方法同样被应用于Au@SiO2@TiO2纳米刺球的制备.用扫描电子显微镜(SEM)、动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)及X射线衍射实验(XRD)等方法对TiO2纳米粒子和Au@SiO2@TiO2纳米粒子及其纳米刺球进行表征,进而探索NaBH4刻蚀TiO2的机理.该刻蚀方法所需的设备和实验步骤相对简单,反应条件温和可控,较易实现大批量的TiO2纳米刺球的合成并且也适用于外壳层为TiO2的复合核壳结构纳米刺球的制备.     

多孔TiO2薄膜的制备及其光催化活性

采用溶胶-凝胶法在玻璃片和玻璃纤维两种基体上制备了多孔TiO     

钡铁氧体超细粉末的制备

研究了溶胶-凝胶法制备M型钡铁氧体超细粉体过程中,起始溶液的组成、溶液pH值、反应温度和热处理温度等因素等对产物性能的影响.用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对粉体的结构、形貌进行表征.研究发现,pH值为7,Fe与Ba之比在10~12之间,溶胶温度为60℃,450℃预热处理1 h后,经850℃热处理3 h,都能够形成单一、均匀的M型钡铁氧体.     

ZrO_2系超细陶瓷粉末制备工艺与烧结性的研究

研究了ZrO_2(Y_2O_3)-Al_2O_3粉末制备过程中,煅烧温度对粉末物性和烧结性的影响,以及沉淀工艺过程对溶胶抽滤速度的影响。研究结果表明:1 100℃煅烧所得粉末当量粒径大小适中(为0.28μm),其生坯相对密度最高,达59%以上,在1 600℃烧结获得相对密度达97.5%的烧结体,线收缩率低至15%,便于控制试样尺寸精度。另外,分步沉淀工艺制取的溶胶中水的滤除速度快。     

铕掺杂TiO2粉末的制备及其可见光光催化性能研究

以钛酸四正丁酯为原料,采用水热法制备铕掺杂TiO2粉末,对铕掺杂TiO2粉末的可见光光催化性能进行研究,并通过XRD、SEM分析对其进行表征。结果表明,铕掺杂TiO2粉末没有改变晶相结构,铕掺杂后使TiO2粉末由不规则形状转变为实心球状,且提高了TiO2粉末的光催化性能。模拟太阳光实验发现,铕掺杂TiO2粉末可明显提高其可见光光催化的降解能力,当辐照度为500W/m2、时间为240min时,其降解率达到78%。     

超声波强化均匀沉淀法制备纳米TiO2

为了改善纳米TiO2的分散性能和细化其颗粒尺寸,采用超声波强化均匀沉淀法制备纳米TiO2.首先以工业级硫酸氧钛为原料,用均匀沉淀法制备纳米TiO2,通过对比试验来反映超声波对于制备纳米TiO2的影响.然后采用BET比表面积与孔隙度分析、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射分析研究了超声波的强化作用.试验结果表明:超声波的强化作用具有明显的细化颗粒尺寸的作用;能增加纳米TiO2的比表面积、孔容积与孔径;能改善分散度,使颗粒粒径分布范围变窄.通过均匀沉淀过程能直接获得纯锐钛型纳米TiO2,而无需经过特定温度的煅烧定型,超声波作用对产物晶型无影响.     

高比表面积超细二氧化硅粉体的制备

以水玻璃为原料,乙醇乙酯为潜伏酸试剂,采用溶胶法制备出了高温涧滑脂稠化剂－高比表面积超细SiO2粉体,考察了乙酸乙酯用量和反应温度对成溶胶时间,SiO2粉体BET比表面积及孔体积的影响,并用TEM,BET低温液氮吸附和IR等分析手段对SiO2粉体颗粒进行了表征,结果表明,采用该方法制得的SiO2粉体颗粒近似呈球形,粒径为20－30nm,比表面积均大于400m^2/g,最大比表面积可达503.38m^2/g,较理想的反应条件为乙酸乙酯与水玻璃溶液中所含SiO2的摩尔比为0．8,反应应温度为50℃。     

复合纳米Fe2O3/TiO2的制备、表征及光催化活性

采用将TiO2加入Fe(OH)3胶体中的方法制得复合的Fe2O3/TiO2纳米粒子.以光催化降解甲胺磷研究其光催化活性,并通过XRD、TEM、DRS等分析方法,探讨了影响其光催化活性的原因.结果表明,Fe2O3的复合量对Fe2O3/TiO2的活性影响很大,当n(Fe)n(Ti)＜0.3%时,复合物Fe2O3/TiO2的光催化活性大于TiO2,最佳的复合量为0.2%.当复合量大于0.5%时,复合物Fe2O3/TiO2的光催化活性低于TiO2.锻烧温度及锻烧时间对复合物Fe2O3/TiO2光催化活性均有影响.用XRD确定掺杂前后TiO2的晶型均为锐钛矿型,当复合量大于0.7%时才能看到Fe2O3的衍射峰.TEM照片表明,由于复合量小,复合前后颗粒直径和晶粒直径基本一致.反射率光谱图表明,在360～650 nm范国内复合物Fe2O3/TiO2吸收光的性能比TiO2好,亦即增强了对可见光的吸收.     

锐钛矿型TiO2/SiO2复合氧化物的制备

以硅灰石为硅源、 硫酸钛为钛源, 在未添加任何表面活性剂的制备条件下得到较高比表面积的多孔锐钛矿型TiO₂/SiO₂复合氧化物.反应过程中生成微溶于水的CaSO₄, 在复合物孔隙的形成中起重要作用. 利用XRD,TEM,N₂吸附和脱附对复合物的微观结构和化学组成进行了表征.     

Preparation and photocatalytic activity of Cu-doped TiO2/SiO2

Cu²⁺-doped nanostructured TiO₂-coated SiO₂ (TiO₂/SiO₂) particles were prepared by the layer-by-layer assembly technique and their photocatalytic property was studied. TiO₂ colloids were synthesized by the sol-gel method using TiOSO₄ as a precursor. The experimental results showed that TiO₂ nanopowders on the surface of SiO₂ particles were well distributed and compact. The amount of TiO₂ increased with the increase in coating layers. The shell structure appeared to be composed of anatase titania nanocrystals at 550°C. The 2-layer coated TiO₂ particles on the surface showed a higher degradation rate compared with all the different-layer samples. The photocatalytic activity of Cu²⁺-doped TiO₂/SiO₂ was higher than that of undoped TiO₂/SiO₂. The optimum dopant content was about 0.10wt%.     

TiO_2/CeO_2复合薄膜的制备及其电化学发光性质

以Ce(NO3)3.6H2O和Ti(OC4H9)4为原料,通过溶胶-凝胶法,在ITO导电玻璃基底上制备TiO2/CeO2复合薄膜.利用SEM、XRD、UV、FT-IR等测试手段对它们的形貌、晶型等进行表征.通过循环伏安法(CV)对所得薄膜的电化学发光(ECL)性质进行研究.结果表明:TiO2/CeO2复合薄膜的电化学发光性能比单纯TiO2薄膜有很大提高.     

Fe2O3/TiO2复合光催化剂的制备及其表征

以硝酸铁为铁源、硫酸钛为钛源,采用微乳液法制备Fe2O3/TiO2复合光催化剂,并用SEM、FTIR、XRD、BET和甲基橙脱色率对复合光催化剂进行表征。结果表明,铁与钛的摩尔比为1∶3、煅烧温度为500℃以及煅烧时间为1.5h时,所制Fe2O3/TiO2复合光催化剂疏松多孔、颗粒细小且热稳定性高,经紫外光照15min后,其对甲基橙的降解率为99.7%,与相同条件下制备的TiO2相比,Fe2O3/TiO2复合光催化剂具有更好的光催化活性和更大的比表面积。     

TiO2/SiO2/GQDs双层增透膜的制备及其在太阳能板中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了SiO₂ 和TiO₂ 纳米溶胶,采用水热法制备了石墨烯量子点（graphene quantum dots,GQDs）。为进一步提高光伏太阳能板的透光率,设计了一种TiO₂/SiO₂/GQDs双层增透膜结构。探究了薄膜的结构、自清洁性能和增透性能,并进一步讨论了GQDs在增透性中的作用。结果表明,SiO₂-TiO₂/TiO₂-GQDs结构的双层薄膜厚度为120 nm时,太阳能板上的光透过率由未涂敷的85%增加至95%。接触角实验和室外耐环境性能实验测试表明,复合膜层接触角为10°,并具有良好的亲水性和耐环境性能。此外,户外实验结果表明,涂覆该薄膜的太阳能电板发电效率提高6%。由此说明双层增透膜可有效地提高太阳能电池板的光能利用率和使用寿命,可高效地利用太阳能。     

TiO2/Cu超晶格结构表征

用磁控溅射方法制备TiO2/Cu超晶格.通过X射线衍射和电镜手段对其进行测试,利用X射线傅氏线形分析法对超晶格的微观参数进行表征,通过TEM对超晶格的截面形貌进行观察,发现其具有柱状生长结构.     

改性非晶态TiO2的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备改性非晶态TiO_2,利用XRD、SEM、FT-IR、低温N_2吸附、能谱及紫外可见漫反射光谱等测试手段对催化剂进行表征.XRD分析表明,改性TiO_2的形态为非晶态.电镜及能谱分析表明,改性非晶态TiO_2颗粒大小均匀,分散性良好,Ag~+已成功进行掺杂.改性非晶态TiO_2属于中孔材料,比表面积达188 m~2·g~(-1),并且光谱响应范围扩大,对400~800 nm波长范围的光均具有良好的吸收.以甲醛的降解考察改性非晶态TiO_2的光催化活性,结果表明,在最佳改性条件下,所合成的改性非晶态TiO_2在日光灯照射5 h后对甲醛的降解率达到74.9%,优于P25型商品化TiO_2对甲醛的降解效果.