具有氧空位的TiO_2纳米结构光催化固氮性能研究

采用溶胶凝胶法制备了小尺寸的高比表面积TiO_2纳米结构,并通过固相热还原工艺实现了氧空位的引入.通过X射线衍射(XRD)、固体紫外漫反射(DRS)和透射电子显微镜(TEM)对所得样品进行了表征,XRD结果证明了采用溶胶凝胶法制备的样品和还原后实现氧空位引入的样品均为锐钛矿纯相,TEM显示样品为小尺寸球状结构,固体紫外漫反射(DRS)结果证实了氧缺陷的存在,通过光催化N_2固定效率评价了光催化剂的光催化性能,结果表明固相热还原后实现氧空位引入的TiO_2纳米结构光催化还原N_2制氨效果得到显著提高.     

纳米TiO_2/玻璃纤维光催化降解罗丹明B的研究

利用负载纳米TiO_2的玻璃纤维对罗丹明B有机染料的光催化降解,分析纳米TiO_2的光催化降解性能.通过扫描电镜观察了纳米TiO_2样品的形貌,X射线衍射仪对所得样品进行结构分析,并用紫外可见分光光度计研究了纳米TiO_2光催化降解罗丹明B的效果.研究结果表明,纳米TiO_2对罗丹明B的光催化降解率受反应条件的影响较大.其最佳工艺条件:1.0×10~(-4)mol/L的罗丹明B溶液、Ti片质量0.05 g、400℃煅烧处理、反应液p H=0.     

缺陷对TiO_2纳米棒催化活性的影响

采用水热法实现了将氧缺陷引入TiO_2,这一方法可使TiO_2纳米棒的表面或内部具有均匀分布的缺陷.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对所得样品进行了表征,XRD结果证明了所合成的样品为纯相且结晶性良好,SEM、TEM显示样品为棒状结构,固体紫外漫反射(DRS)结果证实了氧缺陷的存在,通过光催化产氢效率评价了注入氧缺陷后样品的光催化性能,结果表明具有缺陷的TiO_2纳米棒的光催化产氢性能明显提升.     

具有超快吸附能力的(C,N)-TiO_2光催化材料

采用"溶胶-凝胶与微波二步法"合成了碳、氮掺杂的锐钛矿(C,N)-TiO_2光催化材料.首先采用溶胶-凝胶方法制备了TiO_2前驱物凝胶粉末,然后将其与盐酸胍混合微波制备(C,N)-TiO_2纳米材料.对该材料进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等表征,并测试在甲基橙溶液(100mg/L)中的黑暗吸附以及饱和黑暗吸附后的甲基橙光催化降解等性能.结果表明,获得的材料为纯锐钛矿相的二氧化钛.颗粒分散好,平均粒径约20 nm.具有大的比表面积.随着C、N含量的增加,可见光区域的吸收增加,而紫外光区域的吸收基本不随C、N的含量变化;所制备的(C,N)-TiO_2对甲基橙溶液具有超快的黑暗吸附能力(t1min);在微波处理中,随着盐酸胍的添加量增加,光催化的量子效率先增加后减小.最好的样品能在20 min内对甲基橙的降解效率达到93%.在可见光区域的吸收与黑暗吸附2个因素中,黑暗吸附的作用更大.文章认为微波处理光催化材料的方法简单、快速、节能,是提高光催化速率的有效途径,值得推广.     

锐钛矿TiO_2纳米片的可控合成和光催化机制（英文）

采用溶剂热法合成了锐钛矿TiO_2纳米结构,研究乙醇、乙二醇和丙三醇对TiO_2形貌和光催化性能的影响.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、紫外可见近红外分光光度计(UV-Vis)等对此TiO_2样品进行表征.结果表明:随着黏度的增加,TiO_2的形貌由纳米片到纳米棒最后形成纳米颗粒;在乙醇溶液中合成的TiO_2纳米片表现出优异的光催化性能,这是由于UV光具有粒子性,光的多次反弹使得样品具有高的紫外吸收所致.     

TiO2纳米片的合成、生长机制及其光催化活性

为了研究水热法合成TiO_2纳米片的生长机制及其光催化活性,以钛酸四丁酯和六氟钛酸铵为前驱体,采用简单高效的水热法在FTO导电玻璃(SnO_2∶F)上制备3h、6h、9h、12h、16h反应时间的TiO_2纳米片,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对样品进行表征,并详细地研究生长机制及其光催化活性。研究结果表明12h水热时间制备的TiO_2纳米片具有最佳的光催化性能,拥有较大的比表面积,并且以(101)晶面裸露得最多,研究为进一步修饰TiO_2纳米片优化其性能起指导作用。     

超疏水聚丙烯纤维/SiO2气凝胶复合材料的 制备及吸油性能

以聚丙烯纤维为增强相,与SiO_2进行复合,经疏水改性与超临界CO_2干燥制备超疏水聚丙烯纤维/SiO_2气凝胶复合材料。采用N_2吸附-脱附法、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角测定仪对疏水性聚丙烯纤维/SiO_2气凝胶复合材料的结构与性能进行表征。结果表明:所制得的样品比表面积为800～950 m~2/g,平均孔径为8～13 nm,属于介孔材料。水接触角随改性剂浓度的增大而增大,且能达到超疏水水平。对各类油吸附倍率最高可达7.54倍,且具有一定的循环使用效率。     

甲基三乙氧基硅烷改性制备疏水SiO_2气凝胶

采用原位聚合法结合超临界干燥工艺,以正硅酸四乙酯为硅源、甲基三乙氧基硅烷为改性剂制备出疏水型SiO2气凝胶.采用比表面积及微孔物理分析仪、接触角分析仪、热分析仪和红外光谱仪对其性能和结构进行表征.结果表明:所制备出的SiO2气凝胶是接触角为160°、比表面积为674.47 m2/g和孔体积为4.13 cm3/g的疏水型气凝胶.疏水SiO2气凝胶的热稳定温度为244.5℃.     

具有自清洁性质铜网的制备与表征

采用简单的化学镀方法在铜网表面镀上了一层谷穗状的微-纳米银涂层,然后通过硬脂酸改性得到了具有自清洁性能的超疏水铜网.采用X射线粉末衍射(XRD)和能量色散X射线光谱仪(EDX)分析镀层的化学成分,扫描电子显微镜(SEM)观测铜网的表面形貌,接触角测量仪(OCA)测量铜网的水接触角.研究了镀膜时间对铜网表面形貌和水接触角的影响,通过参数优化成功制得了水接触角为154.5°,滚动角为3°的超疏水铜网,并对该铜网的自清洁性能进行了测试.     

BiOBr/TiO2复合光催化材料的制备及其光催化性能的研究

采用水热法制备了TiO_2、BiOBr、BiOBr/TiO_2复合光催化剂材料,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)、红外吸收光谱(FTIR)对其进行表征,并以甲基橙为降解物,进行了光催化性能的研究。结果表明:复合材料BiOBr/TiO_2中BiOBr和TiO_2不同的质量比、水热反应温度、水热反应时间、对BiOBr/TiO_2复合光催化剂的光催化性能都有影响,当BiOBr/TiO_2的质量比为1:1、水热反应温度为160℃、水热反应时间12 h,BiOBr/TiO_2复合光催化剂的光催化活性最佳,甲基橙降解率可达97.19%。     

石墨烯沉积氮离子注入TiO_2纳米管的光电性能

为了提升TiO_2纳米管的光电性能,使用离子注入技术将氮离子注入钛片基底,在石墨烯掺杂的电解液中对氮离子注入过的钛片进行阳极氧化,形成石墨烯沉积氮离子注入TiO_2纳米管(GO-N+-TiO_2NTs).通过扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射(XRD)和拉曼光谱对TiO_2纳米管进行表征和元素分析,利用电化学工作站对GO-N+-TiO_2NTs的光电性能进行研究.结果表明:与未经处理的TiO_2纳米管(TiO_2NTs)相比,GO-N+-TiO_2NTs的电子还原性能显著提升,在未经紫外光照的情况下,电化学交流阻抗降至5115Ω,紫外光照下的光电流密度达到12m A/cm2,GO-N+-TiO_2NTs的光电性能明显提高.     

一步喷涂法制备低黏附的超疏水颗粒表面

采用硬脂酸和十八烷基三氯硅烷分别对商业来源的ZnO、TiO2和SiO2颗粒进行修饰得到相应的疏水颗粒.然后利用简单的一步喷涂法通过喷涂所制备的疏水颗粒的无水乙醇悬浮液制备自清洁型的超疏水颗粒表面.通过红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)、X-射线粉末衍射(XRD)证明低表面能物质成功地修饰在这些氧化物表面;用扫描电镜(SEM)观察超疏水表面形貌发现表面团聚现象比较严重;用DSA100型接触角测量仪测量所制备的超疏水颗粒表面对水滴的静态接触角高达160°,滚动角小于5°,说明该表面具有良好的超疏水性能.     

铽掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化性能的研究

以Tb~(3+)掺杂纳米TiO_2为研究内容,采用溶胶-凝胶法合成不同Tb~(3+)掺杂量、不同煅烧温度的Tb~(3+)-TiO_2光催化剂.利用X射线粉末衍射(XRD)、红外(FT=IR)等现代分析技术对Tb~(3+)掺杂TiO_2纳米晶样品的结构进行测试、表征.以孔雀石绿溶液为目标降解物,研究了稀土Tb~(3+)掺杂量和煅烧温度对其光催化活性的影响.实验结果表明:Tb~(3+)掺杂纳米TiO_2能够细化晶粒,提高热稳定性;Tb~(3+)掺杂提高了TiO_2光催化活性.当煅烧温度为400℃时,Tb~(3+)-TiO_2=2.50%的催化剂,在自然光照射下,降解孔雀石绿溶液3h,降解率可达81.1%.     

TiO_2/SiO_2复合溶胶在棉针织物荧光涂料染色中的应用

以正硅酸乙酯、钛酸丁酯为原料制备了纳米TiO_2/SiO_2复合溶胶,并用于棉针织物的荧光涂料染色.探讨了溶胶种类及用量、固色温度及时间、焙烘温度及时间等因素对染色织物性能的影响,确定最佳染色工艺为:TiO_2/SiO_2复合溶胶用量为120 g/L,固色温度为45℃,固色时间6 min,焙烘温度130℃,焙烘时间3 min.测试结果表明,经过溶胶整理后的荧光涂料染色织物,染色牢度提高,且具有一定的防紫外、耐日晒及自清洁性能.     

TiO_2-分子筛/波纹型陶瓷纤维整体式催化剂的制备及其对气相甲苯光催化性能研究

为获得一种具有吸附及光催化双重性质的复合光催化剂材料,以波纹型陶瓷纤维为基材,以疏水性分子筛为吸附剂,以钛酸丁酯为钛源,通过浸渍焙烧法制备了一系列TiO_2-分子筛/波纹型陶瓷纤维复合光催化剂材料。通过X射线衍射、扫描电镜、紫外-可见漫反射、氮气吸脱附对催化剂的晶体结构、颗粒形貌及吸光度等进行了测试。以3 290mg/m3的气相甲苯为模型污染物,评价了该系列复合催化剂的光催化性能。结果表明:波纹型陶瓷纤维特殊的孔道结构,提供了大的宏观表面积,有利于分子筛和催化剂的负载,解决了内部光照问题。光催化与吸附相结合后比单纯吸附及单纯光催化效果更好,在分子筛负载量为45.52%时表现出良好的吸附性能;在TiO_2负载量为12.97%时,光降解甲苯效果最佳;且研究发现增大再生空速与延长光照时间均有利于催化剂的再生。     

高温稳定TiO_2 -SiO_2 复合粉体的两步水热法制备

以钛酸丁酯和硅酸乙酯为原料,通过两步水热法制备了具有高光催化活性的高温稳定TiO_2-SiO_2复合粉体. 采用动态光散射粒度分析仪、差示扫描量热仪、傅里叶变换红外光谱仪、透射电子显微镜和X射线衍射仪等对TiO_2-SiO_2复合粉体进行了表征. 粒度分析表明,复合粉体分散良好, 颗粒大小为10～30nm,颗粒分布较窄. 热分析表明,SiO_2的加入能显著提高TiO_2的热稳定性.物相分析表明:复合粉体中SiO_2含量越高,锐钛矿型TiO_2的高温稳定性越好;TiO_2/SiO_2摩尔比为1: 1的复合粉体在1200℃处理2h后仍保持锐钛矿晶型. 红外分析表明,800℃处理2h前后的复合粉体中均无 Ti-O-Si 键. TiO_2-SiO_2复合粉体在紫外光作用下使甲基橙水溶液降解的实验表明:未经热处理的复合粉体的光催化性能和商品P25 TiO_2粉体相似;800℃和1000℃热处理2h后的复合粉体的光催化性能保持良好, 远高于相同条件处理过的P25;1200℃处理2h后的复合粉体只有微弱的光催化活性.     

溶胶-凝胶法制备超疏水性OTS-SiO2复合薄膜

以正硅酸乙酯(TEOS)为先驱体,采用酸/碱两步溶胶-凝胶法和自组装技术制备了具有超疏水性的薄膜.利用红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和接触角仪等测试方法对十八烷基三氯硅烷(OTS)修饰前后薄膜的结构、形貌、表面元素组成与润湿等性能进行了表征和分析.结果表明,制备的OTS-SiO2复合薄膜具有良好的超疏水性能,水滴在该薄膜上的最大静态接触角为156°,滚动角小于5°.     

微/纳结构TiO_2微球的微结构及光催化性能调控研究

采用微波辅助湿化学结合后退火的方法制备了由锐钛矿相纳米颗粒组装而成的分级微/纳结构TiO_2微球.通过退火温度的调控可以对TiO_2微球的结构参数(包括晶粒尺寸、比表面积、孔径和相组成)进行精细调控.进一步的研究表明,TiO_2微球结构参数对其最终的光催化性能影响较大,600℃退火样品表现出其最高的光催化活性,高于商用的P25TiO_2近3倍.分析表明,该优异的光催化性能得益于其优良的结晶度、相对高的比表面积和丰富的介孔结构.     

氟化改性硅树脂制备的超疏水涂层防覆冰性能

研究具有超疏水表面特性的疏水涂层实际防覆冰效果.首先理论分析了水滴在固体表面浸润性影响因素,利用不同硅烷水解缩合反应制备出低表面能的含氟硅树脂,之后引入分形理论在含氟硅树脂中添加二氧化硅微粒制备疏水涂层.观察掺杂微粒的涂层表面微观结构,并测试水滴在不同涂层表面的接触角;为直观分析涂层防覆冰效果,将不同涂层涂覆试验件后在结冰风洞中进行覆冰测试.结果显示掺混不同量级微粒的疏水涂层表面形成复合粗糙结构,有着更好的粗糙度;含氟硅树脂表面水滴接触角较普通硅树脂提升10°,含有不同量级粒径微粒的涂层表面水滴接触角较单一粒径微粒掺混的涂层提升近20°,达到超疏水表面效果;具有复合微观结构的疏水涂层涂覆的试验件在5 m·s-1和15 m·s-1的风速下较无涂层表面覆冰减少率分别达到35.6％和25.9％,较只有一级粗糙结构的表面有效防覆冰时间长,具有较好的防覆冰能力.结果表明本文设计的超疏水涂层达到超疏水表面效果,且具有较好的防覆冰性能.     

TiO_2纳米管内限域纳米Ru及其光催化降解罗丹明B的性能研究

采用丙基三甲氧基硅烷(KH570)偶联剂对TiO_2纳米管外表面进行疏水改性,通过浸渍法再经氢气热还原法将Ru纳米颗粒原位选择性沉积在TiO_2纳米管内。采用TEM、HREM、EDS、HAADF-STEM和紫外可见吸收光谱仪分别对形貌和结构进行表征。结果表明,内嵌于TiO_2纳米管的Ru纳米颗粒粒径约为2~3 nm,TiO_2纳米管内负载w=2%Ru的光催化性能最好,其光降解罗丹明B的效率大约是单一TiO_2纳米管的1.8倍。