气相燃烧合成TiO_2纳米颗粒的形态与结构

建立了 CO气相燃烧合成纳米颗粒材料技术 ,利用 Ti Cl4 气相氧化合成粒度小于 1 0 0 nm的纯金红石相以及锐钛和金红石混合相的 Ti O2 颗粒。当混合温度升高、Ti Cl4 进料量减少、停留时间减小时 ,Ti O2 颗粒粒度减小。随混合温度升高、Ti Cl4 进料增大以及停留时间延长 ,Ti O2 颗粒中金红石含量增大。在反应物中加入 Al Cl3 作为晶型调节剂时 ,Ti O2 颗粒粒度减小 ,金红石含量增大。在 Al Cl3 含量 w>0 .0 5时 ,金红石达到 1 0 0 %     

多重射流燃烧反应器制备纳米TiO2颗粒的过程研究

利用自行设计开发的多重射流燃烧反应器,通过氢气和空气预混合和辅助燃烧方法,以四氯化钛作为前驱体气相水解合成了纳米二氧化钛颗粒,借助于TEM,XRD和BET比表面积测试等方法研究了工艺条件对纳米二氧化钛粒径、形貌以及晶型的影响。纳米T iO2颗粒呈球形,粒径在16~34 nm,分布大体均匀。比表面积在34~121 m2/g范围内可控,金红石质量分数在0.09~0.62范围内可控。其粒度、比表面积及晶型结构等可以通过工艺条件进行控制。     

氢氧焰燃烧合成纳米SnO2/TiO2复合颗粒的形貌与结构

利用预混合氢氧焰燃烧合成了形态和结构不同的SnO2／TiO2复合纳米颗粒,颗粒呈多面体结构,形貌介于球形和立方方形之间,复合颗粒由同为四方晶系的SnO2和TiO2组成。在SnO2／TiO2复合颗粒中存在Sn—O—Ti键,没有出现相分离现象。复合颗粒表面的Ti：Sn(mol：mol,下同)比大于复合颗粒内部的Ti：Sn,而且复合颗粒内部Ti：Sn接近理论值。     

高温气溶胶反应器中制备纳米TiO2颗粒的形态和结构

在高温管式气溶胶反应中,利用ＴｉＣｌ４,气相氧化制备纳米ＴｉＯ２颗粒,研究了ＴｉＯ２颗粒的形态和结构特征,实验结果表明氧气预热温度升高,ＴｉＯ２粒子粒径减小,分布变窄,反应气氛中加入ＡｌＣｌ３后ＴｉＯ２粒变得圆整,ＴｉＯ２粒径随ＡｌＣｌ３用量增加而减小,粒子中金红石含量随ＡｌＣｌ３用量增加而增大,反应温度升高时ＴｉＯ２粒子粒度增大,但金红石含量在反应温度为１２００℃时出现最大值,控制反应温度为１１     

气相纳米颗粒合成法

纳米技术是个热点的话题，但是对这种技术后面相关过程的基础的科学方面却并未受到学术界应有的重视，本书至少是在气相法的基础方面填补了这一空白。书中内容涉及纳米颗粒系统动力学中的力、气体蒸发与气体沉积、纳米颗粒的激光辅助合成法、纳米颗粒生长过程的原位结构研究等。本书是众多作者的集大成之作。     

液相激光烧蚀合成TiO2纳米颗粒及其XPS研究

采用液相激光烧蚀法制备了二氧化钛纳米颗粒,研究了二氧化钛纳米颗粒的生长与微结构．XRD、TEM、XPS等表征表明：此方法可在室温条件下一步获得金红石型二氧化钛纳米颗粒胶体,颗粒直径约50nm,尺寸分布窄,分散性好,从而显示出良好的应用前景．结合微观表征与激光诱导的瞬态等离子体分析对TiO2纳米颗粒形成机理进行了探讨．     

化学气相冷凝合成纳米颗粒反应器：Ⅱ.传热过程模拟

考虑反应器内高温差带来的流体物性变化,建立了化学气相冷凝反应器内流体流动和传热过程的二维数学模型,采用ＳＩＭＰＬＥＣ算法求解得出了强制对流状态下反应器内速度场和温度场的分布,考察了直管壁面温度,撞击壁面温度,直管出口与撞击面的距离和Ｒｅｙｎｏｌｄｓ准数等参数对反应器内中心轴线上直管出口与撞击面间的温度分布,直管壁面上的直管出口与撞击面间的温度分布以及撞击驻点的Ｎｕｓｓｅｌｔ准烽的影响规律。     

化学气相冷凝合成纳米颗粒反应器研究：Ⅰ.流体流动过 …

建立了化学气相冷凝反应器内层流状况下流体流动的数据模型,采用ＳＩＭＰＬＥＣ算法求解了反应器内速度和压力的分布,并对计算值和文献值进行了比较。考察了Ｒｅｙｎｏｌｄｓ准数,直管出口与撞击面的距离等参数对反应器内流型,轴向中心速度,径向最大速度,沿击板压力分布的影响规律。     

化学气相合成TiO2过程中的冷壁凝结机理

研究了化学气相合成制备ＴｉＯ２粉末反应器管壁结疤问题，提出了冷壁凝结抑制产物粉末产生硬疤的方法和作用机制。采用ＴＥＭ，ＳＥＭ，光学显微镜和ＸＲＤ分析了不同条件下ＴｉＯ２产物粉末，热壁硬疤和冷壁凝结软疤的形态和结构。     

纳米颗粒与碳纳米管的合成

金属纳米颗粒和碳纳米管是两种重要的纳米材料。本文采用一个简单的方法合成了铁钴(Fe/Co)纳米颗粒,并采用化学气相沉积法实现了碳纳米管的批量合成,纳米颗粒的尺寸分布均匀,碳纳米管管径均匀、高纯度、结构完美。合成的碳纳米管机械强度高,同时还有独特的金属或半导体导电性。     

用扩散火焰燃烧合成Fe3+掺杂TiO2纳米晶的结构及紫外光催化性能

采用气相火焰燃烧合成Fe3+掺杂TiO2纳米晶,利用XRD、XPSI、CP-AES和EPR等手段分析了物相结构,考察了Fe3+掺杂TiO2纳米晶在紫外光辐照下降解罗丹明B活性,探讨了紫外光催化机理。结果表明:Fe3+掺杂显著提高了TiO2纳米晶的光催化活性,Fe3+最佳掺杂摩尔分数为0.05%。Fe3+作为光生电子和空穴的双重浅势捕获陷阱,有效地分离了光生载流子,提高了光催化活性。但在TiO2体相中过多Fe3+富集将增加因多次捕获而造成的载流子复合,降低光催化活性。     

TiO2纳米管的制备及其电化学储锂性能

以TiO2粉末为原料,利用在碱性条件下加热回流的方法制备了H2Ti4O9·H2O和TiO2纳米管.分别用TEM、SAED和XRD等分析方法对纳米管的形貌和结构进行表征,结果显示H2Ti4O9·H2O纳米管在400℃条件下可以转化为锐钛矿型的TiO2纳米管且其管状结构基本保持不变.电化学储锂结果显示H2Ti4O9·H2O和TiO2纳米管都比原料TiO2具有较大的可逆比电容和较高的稳定性,而加热可以使TiO2纳米管的电化学稳定性更高于H2Ti4O2·H2O纳米管.     

壳聚糖模板水浴晶化法制备高催化活性纳米TiO2

以壳聚糖Chitosan（β-1,4-聚-葡萄糖胺）为模板剂,用溶胶-凝胶70℃水浴条件下制备纳米TiO2粉体．采用透射电镜（TEM）、X射线粉末衍射（XRD）、傅立叶红外光谱（FT—IR）以及紫外．可见光谱（UV—vis）等手段对产物进行了分析和表征．结果表明：加入壳聚糖后,所得纳米TiO2产物由锐钛矿相构成,粒子分散性较好．光催化实验结果表明,所得产物在日光下对有机染料罗丹明B有较好的催化降解作用．     

静电纺丝技术制备TiO_2纳米纤维的研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的乙醇溶液为基体,加入体积分数为6%的钛酸异丙酯,制得前驱体溶液,在高电场强度下用静电纺丝法制备了PVP/Ti(OCH(CH3)2)4复合纳米纤维,经600℃高温煅烧得到金红石和锐钛矿混杂的二氧化钛(TiO2)纳米纤维,直径约150～200 nm.研究了不同电纺参数对PVP/Ti(OCH(CH3)2)4复合纳米纤维的形貌的影响.通过差热-热重分析(TG-DSC)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)等分析测试手段对制得的TiO2纳米纤维进行表征.     

不锈钢基底上TiO2涂层的制备研究

针对TiO2催化剂在不锈钢基底负载不牢固、易于脱落的问题,采用自制的无机磷酸铝盐粘结剂,利用浸渍提拉法制备了TiO2涂层,考察了粘结剂P/Al、粘结剂添加量、煅烧温度、煅烧气氛及不锈钢基底预热处理对涂层牢固性的影响.结果表明,P/Al摩尔比为3,粘结剂添加量为5%,在300℃下煅烧60 min制得的TiO2脱落率为9.4%,负载较为牢固;对不锈钢进行700℃预热处理再负载,可以提高磷酸含量较高的粘结剂(P/Al摩尔比＝5)材料的牢固性.     

静电纺丝技术制备TiO2纳米纤维与表征

采用静电纺丝技术制备了PVP/Ti（SO4）2复合纳米纤维.将PVP/Ti（SO4）2复合纳米纤维在700℃焙烧10h,获得了晶态的TiO2纳米纤维.XRD分析表明,700℃煅烧后得到的是以金红石型为主的混晶型TiO2. SEM分析结果表明,TiO2纳米纤维的直径为80nm.     

TiO2/SiO2的制备及其光催化性能

采用溶胶－凝胶法制得SiO2胶体，并将其与锐钛型TiO2微粒复合制得TiO2/SiO2催化剂。用透射电镜（TEM）观察表面形貌，用红外光谱（IR）和X－射线衍射（XRD）表征其结构。以敌敌畏溶液等为体系，考察了TiO2/SiO2的催化性能，同时与单一的锐钛型TiO2作对比。结果表明，TiO2/SiO2具有比TiO2更强的光催化性能。     

压缩成型法制备TiO_2成型载体

以偏钛酸为原料,采用压缩成型的方法制备TiO2成型载体,考察制备过程中成型压力、造孔剂含量、硅助剂含量、焙烧温度等对TiO2成型载体性能的影响.采用X线衍射仪(XRD)、比表面检测定仪(BET)、热质量-差示扫描量热法(TG-DSC)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对载体进行表征.结果表明:成型压力可显著提高TiO2成型载体的抗压强度,但是同时会导致载体的比表面积和孔容的下降.造孔剂的加入有助于提高载体的比表面积和孔容,当甲基纤维素质量分数为4%时,孔径最小;加入硅溶胶可提高载体抗压强度,并能提高载体的热稳定性;提高焙烧温度可提高载体抗压强度,但焙烧温度超过700℃时,载体的比表面积和孔容急剧下降,载体的锐钛型晶型结构逐渐转变为金红石型;在成型压力为100 MPa、造孔剂质量分数为4%、硅助剂质量分数为3%、焙烧温度达到600℃时,所制得的TiO2成型载体抗压强度为89.2 N/cm,比表面积和孔容分别为29.23 m2/g和0.17 cm3/g.     

钛硅纳米复合氧化物结构特征及形成机理

在HRTEM、XPS、XRD和EDS表征溶胶凝胶法制备不同钛硅纳米复合氧化物粉体微结构基础上,对其整体结构和形成机理进行了深入研究和归纳.研究发现,钛硅纳米复合氧化物具有以下结构特征:随SiO2含量增大,纳米晶TiO2晶格缺陷增多,晶粒增长和相变被抑制,SiO2在较高温度仍以无定形存在; 复合物表面为双层结构,第一层为富氧层,第二层为富硅缺氧层(TiOx,SiOy和Ti-O-Si).热处理过程中,Si原子和Ti原子的反向扩散和再分配导致钛硅纳米复合氧化物粉体结构呈非平衡紊乱状态并向平衡状态过渡,最终导致其具有以上结构特征.SiO2抑制纳米晶TiO2晶粒增长和相变机理为连锁抑制机理:Si原子进入TiO2晶格导致锐钛相TiO2晶胞体积缩小, 这抑制了TiO2晶粒增长;TiO2晶粒增长被抑制又导致向金红石的相变温度提高.