长链烷基酸改性纳米TiO2-氧化石墨烯/功能聚合物复合皮革涂饰剂的制备及应用

制备了十四酸(Tetradecyl acid, TA)改性纳米二氧化钛(TA-TiO_2)和氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)的复合物,以甲基丙烯酸十八酯(Octadecyl methacrylate, OM)改性四元共聚物作为功能聚合物载体,采用水乳液聚合的方法制备了十四酸改性纳米TiO_2-氧化石墨烯/功能聚合物复合皮革涂饰剂.通过FT-IR、TGA和SEM等对涂饰剂的结构和性能进行了表征.在绵羊皮上的涂饰结果表明长烷基链的引入显著提高了涂饰革的疏水性能,类球形纳米二氧化钛颗粒和片层氧化石墨烯的协同涂饰效应赋予了皮革显著的耐候、热稳定性、保温和机械性能.     

碳量子点修饰的二氧化钛纳米片阵列薄膜的构筑及光电化学性能*

为了提高纳米二氧化钛(TiO_2)的光电化学性能,首先采用水热法,以稀盐酸、钛酸丁酯和氟钛酸铵作为原料,在掺杂氟的氧化锡(FTO)导电玻璃上制备了(001)面主导的TiO_2纳米片阵列薄膜。通过电化学腐蚀法制得均一、稳定、高活性碳量子点(carbon quantum dots,CQDs),再通过电泳法将CQDs修饰到TiO_2纳米片阵列薄膜表面,形成CQDs/TiO_2纳米片阵列复合材料。利用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、 X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)和紫外可见光谱(UV-vis)对复合材料的形貌、晶型、表面元素成分和光吸收能力进行表征,通过电化学工作站测试复合材料的光电化学性能。结果表明:CQDs/TiO_2复合材料为锐钛矿晶型,形貌规整均匀;CQDs修饰后TiO_2纳米片的最大吸收波长由388 nm增加到576 nm,光化学能转化率高达2.38%,光电流是TiO_2纳米片的8倍,交流阻抗减小,具有非常优异的光电化学性能。     

聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料的制备与性能研究

将硅烷偶联剂KH-560接枝到纳米SiO_2表面,用偶氮二异丁腈(AIBN)引发单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)发生自由基聚合包覆纳米SiO_2,通过计算接枝率确定纳米SiO_2改性的最佳工艺条件,并对其进行红外表征.改性后的纳米SiO_2作为填料,通过双辊开炼制备聚丙烯基纳米复合材料,研究了填料添加量对复合材料的力学性能和结晶性能的影响.实验结果表明,纳米SiO_2改性的最佳工艺条件为:引发剂用量为2%,反应物质量比(单体MMA:纳米SiO_2)为2:1,改性时间为5 h;当聚丙烯与填料的质量比为100:3时,复合材料的拉伸强度达到最大值34.19 MPa,缺口冲击强度达到最大值2 kJ·m~(-2),与纯聚丙烯相比,拉伸强度和缺口冲击强度分别提高了25.7%和19.8%。     

剥离-重堆积法制备TiO_2/HNbMoO_6复合材料

以铌钼酸(HNbMoO_6)为主体,采用剥离-重堆积技术,制得其与TiO_2客体的复合材料,并对复合材料的结构进行表征.采用高温固相法合成铌钼酸锂,通过离子交换反应得到质子型铌钼酸,再与四丁基氢氧化铵溶液反应,将其剥离并形成铌钼酸纳米片层溶胶.实验结果表明,在pH值为4～9的范围内,该溶胶体系较为稳定,与新鲜制备的二氧化钛溶胶进行复合并经干燥后,得到二元复合材料(TiO_2/HNbMoO_6),应用粉末X射线衍射技术(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了该二元复合材料的结构和表面形貌.复合样品呈现非晶形貌,主要由细小粒子或细小粒子堆积而成的疏松体构成.HNbMoO_6以单分散的纳米片层形式存在于复合材料中.     

溶胶-凝胶法制备SnS/TiO_2复合薄膜及其光电性质研究

通过溶胶-凝胶法首先合成了多孔结构的二氧化钛(TiO_2)薄膜,然后在多孔结构的二氧化钛(TiO_2)薄膜基础上,利用界面反应在常温下合成SnS/TiO_2纳米复合薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)对制得的复合薄膜进行表征,用紫外可见近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)测试了所制备薄膜的光谱性质,进一步探讨了SnS/TiO_2纳米复合薄膜的光电转换性质.     

基于ARGET-ATRP法的TiO2-g-PDEAEM pH敏感杂化材料的研究

以溴代的纳米二氧化钛为引发剂,采用电子转移活化再生催化剂原子自由基聚合(ARGET-ATRP)方法,在纳米二氧化钛表面接枝了聚甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯(PDEAEMA)pH敏感聚合物(TiO_2-g-PDEAEMA).通过红外(FT-IR)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)、凝胶渗透色谱(GPC)和分散性测试对产物进行了表征与分析.结果表明,TiO_2-g-PDEAEMA杂化材料已成功合成,PDEAEMA在二氧化钛表面的接枝率约为2.04%,溶液中形成的PDEAEMA的数均分子量Mn为9910,分子量分布(PDI)为1.15,分子量分布较窄,对纳米TiO_2的表面改性改变了其在不同溶剂中的分散性,TiO_2-g-PDEAEMA杂化材料在酸性水溶液中具有良好的分散性,而在中性和碱性水溶液中呈现聚集状态,该材料显示出良好的pH敏感性.     

NiFe2O4/TiO2纳米颗粒材料的磁性及光催化性能研究

采用水热合成工艺制备了NiFe_2O_4纳米颗粒材料与NiFe_2O_4/TiO_2纳米复合材料,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品的微观结构与形貌进行了测试与表征,利用振动样品磁强计(VSM)对样品的磁学性能进行了测试与分析,并研究了NiFe_2O_4/TiO_2纳米复合材料对罗丹明(RhB)的光催化降解性能.研究表明,反应温度对NiFe_2O_4样品的微观结构与磁性有重要的影响,软磁相NiFe_2O_4的存在不但有效地提高了NiFe_2O_4/TiO_2纳米复合材料光催化性能,而且赋予了其良好的磁分离特性.     

改性二氧化钛对聚碳酸酯热降解行为的影响

利用二甲基硅氧烷对二氧化钛(TiO_2)进行表面改性,并且将改性TiO_2与聚碳酸酯(PC)熔融共混,研究改性二氧化钛对聚碳酸酯热降解行为的影响。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、接触角对TiO_2的改性效果进行了分析;通过平衡扭矩(Tq)、熔融指数(MFR)、扫描电子显微镜(SEM)、热失重(TG)、差示扫描量热法(DSC)分析了改性TiO_2对聚碳酸酯(PC)性能的影响。结果表明,二氧化钛表面成功包覆了一层二甲基硅氧烷,改性后TiO_2的接触角由20.7°上升至133.3°,表现出良好的疏水性。未改性的TiO_2会造成PC的严重降解,对TiO_2进行表面改性后,TiO_2/PC的热降解行为得到明显改善。最后,通过Tq,MFR分析二甲基硅氧烷的用量对TiO_2/PC熔体性质的影响,表明二甲基硅氧烷的最佳用量(质量分数)为TiO_2的10%。     

丝素蛋白/改性Fe3O4纳米粒子复合材料的制备

文章采用共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子,分别用油酸钠、聚乙二醇对纳米粒子改性.超声下用乙醇分散改性纳米粒子,再与丝素蛋白溶液形成凝胶,制备出丝素蛋白/磁性纳米粒子复合材料.采用红外光谱仪、透射电镜、振动样品磁强计等对产物进行表征.结果表明,复合产物的铁氧特征吸收峰出现在583 cm-1处,透射电镜显示改性后的纳米粒子较均匀地分布到丝素蛋白溶液中,并表现出较好的磁性.油酸钠较聚乙二醇(PEG)改性Fe3O4纳米粒子的效果更好.     

TiO_2纳米片/石墨烯复合电极材料的制备及其超级电容器性能

以无定形TiO_2粉体为前驱体,利用水热反应制得TiO_2纳米片,后与氧化石墨复合并还原得到TiO_2纳米片/石墨烯(rGO)复合电极材料。利用X射线衍射(XRD)、氮气吸脱附、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对其形貌和结构进行表征。结果表明,TiO_2纳米片是由粒子聚集而成,在复合材料中,TiO_2纳米片进入到了石墨烯片层之间,增加了复合材料的比表面积。循环伏安(CV)、恒电流放电(CP)和循环寿命测试表明,TiO_2/rGO纳米复合电极材料在三电极体系中,电流密度为1A·g~(-1)时,比电容高达240.9 F·g~(-1)。2 000次循环后仍保持初始电容68%,表现出优秀的超级电容器电极材料性能。     

纳米硼酸锌4ZnO·B2O3·H2O/酚醛树脂复合材料的合成及其阻燃性能研究

为了进一步提高酚醛树脂的阻燃性能,在酚醛树脂中填充纳米硼酸锌4ZnO·B2O3·H2O粒子对其进行改性.实验中采用苯酚、甲醛和自制改性纳米硼酸锌为原料通过原位合成法制备了纳米硼酸锌4ZnO·B2O3·H2O/酚醛树脂复合材料,通过红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(FESEM)、热重-差热分析(TG-DTA)和氧指数测定仪(LOI)对复合材料进行表征和测试.结果表明,添加纳米硼酸锌4ZnO·B2O3·H2O后,酚醛树脂的热稳定性有了明显提高,特别是当添加量为7%时,复合材料氧指数达到最大值46.3,酚醛树脂的阻燃性能显著提高.     

硫化镉/石墨烯/TiO_2纳米棒阵列的光电化学性能

采用水热法在掺氟导电玻璃(FTO)上生长TiO_2纳米棒阵列。通过电化学伏安法将氧化石墨烯还原并沉积在TiO_2纳米棒阵列上,再经过化学水浴沉积硫化镉,形成Cd S/石墨烯/TiO_2阵列复合材料。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及X射线能量色散仪对样品的晶型、形貌以及成分进行分析。通过电化学工作站表征样品交流阻抗、开路电位、光电流响应及光化学能转换效率。结果表明,复合材料的电荷转移电阻约是未修饰的TiO_2纳米棒阵列的1/17,光电流比未修饰的TiO_2纳米棒阵列提高约2.5倍,在外加电压为-0.6 V时可达到2.2%。     

还原氧化石墨烯-TiO_2复合纳米材料制备与光催化性能

利用新型碳材料还原氧化石墨稀对TiO_2进行改性,以期提高TiO_2的光催化活性.采用溶剂热法,以氧化石墨烯(GO)和钛酸四丁酯(Ti(OBu)4)为原料,成功制备了不同还原氧化石墨烯含量的RGO/TiO_2纳米复合材料.运用XRD、TEM、FT-IR和UV-vis等手段研究了复合材料的性质,同时以甲基橙(Methyl Orange,MO)为模型,评价了不同反应条件下制备的复合物的光催化性能,讨论了不同还原氧化石墨烯含量、催化时间等对复合物的光催化性能的影响.在甲基橙评价模型基础上,将制得的具有最佳光催化性能的RGO/TiO_2复合材料进行致病大肠杆菌的抗菌实验,以此来检验RGO/TiO_2纳米复合材料的抗菌效果.实验结果表明,采用溶剂热法在180℃下煅烧6h制得RGO/TiO_2纳米复合材料,锐钛矿相TiO_2通过C-O-Ti键均匀地分布在片层还原氧化石墨烯载体上.RGO/TiO_2复合材料对甲基橙溶液的降解率明显高于纯纳米TiO_2.当制备复合材料时GO的初始投加量为40mg时,制得的RGO/TiO_2复合材料对甲基橙的降解率达到50%.同时,该RGO/TiO_2纳米复合材料对致病大肠杆菌有明显的抗菌作用.     

掺杂Eu (Ⅲ)二氧化钛的制备及催化性能研究

利用溶胶-凝胶法制备铕掺杂二氧化钛纳米微球,样品的结构和光学性能通过XRD、FTIR、N_2吸附/脱附、SEM和荧光光谱进行表征。实验结果表明,Eu(Ⅲ)成功掺杂到二氧化钛中,复合材料TiO_2/Eu(Ⅲ)在紫外灯的照射下,发出红色荧光,说明该复合材料具有较好的光学催化性质,具有潜在的光学应用价值。     

PMMA/Ce(OH)3-Pr2O3/NanoG纳米复合材料的制备与表征

首次利用一种新方法(反胶束模板-原位聚合一步法)成功合成了聚甲基丙烯酸甲酯/Ce(OH)3-Pr2O3/石墨纳米微片复合材料.膨胀石墨在乙醇-水溶液中经超声处理制得石墨纳米微片,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为油相,稀土金属离子Pr3 ,Ce3 水溶液为水相,表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(TCAB)自组装形成的反胶束为模板,制备了PMMA/Ce(OH)3-Pr2O3/NanoG纳米复合材料.产物用CHCl3分散,涂于载玻片上,制得纳米复合材料薄膜.并用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和差热-热重(TG-DTA)对该复合材料进行了表征和分析.     

纳米TiO_2/β-CDP复合物的制备及表征

结合纳米二氧化钛(Ti O2)的光催化和β–环糊精(β-CD)独特的包结富集功能,以环氧氯丙烷(EPI)为交联剂,制备了β–环糊精聚合物(β-CDP)为壳、纳米Ti O2为核的复合物(纳米TiO_2/β-CDP).采用FTIR、UV-Vis、SEM和TG对纳米TiO_2/β-CDP进行表征,并测定了不同条件下复合物粒径大小、β-CD含量以及悬浮液稳定性等表观性能.研究结果表明:复合物粒径和β-CD含量会受纳米TiO_2分散状态、β-CD加入量、EPI加入量的影响.经过超声分散的纳米TiO_2制备出的复合物粒径较小,β-CD含量也较高;增加β-CD或交联剂EPI用量,复合物粒径尺寸均变大.另外,复合物既保留了β-CD基本结构单元,又具有光催化组分纳米TiO_2,其紫外光吸收显著增强,热稳定性也有所提高.     

改性二氧化钛/纺黏-熔喷非织造抗菌复合滤材的制备及性能

改性二氧化钛(TiO_2)纳米颗粒通过在线和离线法分别负载到聚丙烯熔喷和聚乙烯/聚酯皮芯型双组分纺黏非织造材料上,再将两种材料复合后可制备成高效抗菌的室内空气过滤材料。借助扫描电子显微镜和X射线衍射仪来表征其微观形貌和组成成分,并利用自动滤料仪、电子织物强力仪以及振荡法分别测试复合滤材的滤效和压降、力学性能以及抗菌性能。结果表明:改性TiO_2纳米颗粒被成功沉积在纤维表面,且不同TiO_2负载量会对纤维的形貌产生影响;复合滤材的纺黏层在强力拉伸中起主要作用;当纺黏材料和熔喷材料的TiO_2负载质量分数分别为20%和15%时,复合滤材的综合空气过滤性能较好,其在紫外光照条件下对大肠杆菌(E.Coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抑菌率高达99.07%和99.27%。     

微量PVA衍生物改性纳米二氧化钛的可见光催化性能

为研究纳米复合材料的可见光催化活性和催化稳定性,用简易方法制备了具有共轭结构的聚乙烯醇衍生物(DPVA)改性的TiO_2基可见光催化剂,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(DRS)和X射线光电子能谱(XPS)等对DPVA/TiO_2纳米复合材料进行了系统的分析与表征。以罗丹明B为模型污染物,通过跟踪该类纳米复合材料存在条件下罗丹明B的可见光降解反应,考察可见光催化活性和稳定性。结果表明:微量的共轭聚合物DPVA附着在纳米TiO_2表面,没有影响其晶型和晶粒尺寸,但显著提高了纳米复合材料的可见光吸收能力和可见光催化活性;当PVA与TiO_2的质量比为1∶200时,复合微粒表现出最好的可见光催化活性;该类纳米复合材料具有较好的可见光催化稳定性;在该类可见光催化降解罗丹明B的反应体系中,催化活性中心主要为纳米复合材料内的光生空穴。     

二氧化钛/金属有机骨架复合材料的制备及其应用

金属有机骨架(Metal-organic frameworks,MOFs)由于具有可调控的孔道、高比表面积和孔隙率等特点,在药物运载、气体吸附和分离、传感、发光、催化以及质子传导等领域备受青睐,但MOFs普遍具有较大的带隙以及相对较低的电荷分离效率.二氧化钛(Titanium dioxide,TiO_2)作为半导体材料之一,有高耐用性、低成本、低毒、超亲水性和化学稳定性等特点,在光催化领域具有十分广泛的应用,但本身也存在着一些问题,如粒径小、带隙宽、电子-空穴对复合率高.两种材料的缺点限制了它们在光催化以及其他领域的应用.二氧化钛/金属有机骨架复合材料(TiO_2/MOFs composites)作为新型复合材料,兼具二者优点,可以有效弥补二者缺点,在解决环境、能源问题等方面具有十分广阔的应用.本文基于四种典型结构的二氧化钛/金属有机骨架复合材料,即TiO_2生长于MOFs表面、MOFs包裹在TiO_2表面、MOFs与TiO_2夹心型结构以及TiO_2生长在MOFs孔道内,介绍了二氧化钛/金属有机骨架复合材料的合成方法以及该类复合材料在光催化等领域的应用,总结了不同合成方法对于性能的影响,提出了复合材料在应用上存在的不足,并对复合材料的未来发展进行了展望.     

TiO_2负载小尺寸Pd及其催化性能研究

纳米TiO_2作为一种"环境友好型催化剂和催化剂载体"受到广泛的关注,期望拓展纳米TiO_2以及复合材料在环境和能源方面的应用.以纳米TiO_2作为载体,采用低压旋转蒸发自组装,再通过煅烧得到TiO_2负载小尺寸Pd的复合材料.通过粉末X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)对Pd/TiO_2的晶体结构、微观形貌和光学性质进行表征.将催化剂用于光催化降解抗生素环丙沙星,发现Pd/TiO_2能显著提高光催化活性,可能是因为负载Pd起到传输电子作用.将催化剂用于60℃条件下甲酸制取氢气,发现TiO_2没有活性,而负载型Pd催化剂能促进甲酸分解得到氢气.