基于正交试验法双酸酸蚀参数对SMAT纯Ti性能的影响

纯Ti在种植体领域已被广泛应用,但仍受限于其弹性模量高、表面形貌单一等问题。采用表面机械研磨处理(surface mechanical attrition treatment, SMAT)与双酸酸蚀工艺成功制备出具有微纳表面的纯Ti。为了探究双酸酸蚀参数对SMAT纯Ti性能的影响,研究了试样的微观组织、亲疏水性、表面元素、生物相容性,利用正交试验法得到了SMAT纯Ti的最佳双酸处理工艺参数。结果表明,在3种酸蚀参数的共同作用下,试样表面的生物相容性显著地提高。通过能谱仪表征表明：试样表面经过双酸酸蚀后并未引入S、Cl等有害元素;随着酸蚀液浓度的增大和酸蚀温度的升高,试样的生物相容性明显提高;酸蚀液浓度的增大,使试样表面的孔洞呈现出了先增大后减小的变化趋势,而酸蚀温度的升高则使得试样表面孔洞的深度不断增加;最佳酸蚀参数为7.25 mol/L HCl与11.20 mol/L H₂SO₄、酸蚀时间为20 min、酸蚀温度为90 ℃,此时试样与水的接触角为63.5°,相对吸光度为5.243。     

尖晶石型Li4Ti5O12的合成及其性能

采用高温固相法、溶胶-凝胶法和热聚合法制备锂离子电池负极材料Li₄Ti₅O_12.通过X-射线衍射、扫描电镜显微镜、电化学阻抗和恒流充放电表征产物的结构、形貌及电化学性能.3种方法制备的Li₄Ti₅O₁₂均为尖晶石结构,用高温固相法所得的粉体颗粒较大,而用溶胶-凝胶法所得粉体颗粒最小,其平均粒度在200~350 nm范围内,表现出较好的电化学性能;溶胶-凝胶法制备的样品粉末在0.2 C倍率下首次放电容量为174.5 mAh/g,经过25次循环后容量衰减仅5.7%.     

多级深度还原法制备Ti6Al4V粉体中镁热自蔓延产物浸出动力学

对多级深度还原法制备Ti6Al4V合金粉体过程中的镁热自蔓延产物的浸出过程进行了研究，探究了原料粒度、浸出温度和盐酸浓度对浸出过程的影响.结果表明，温度和盐酸浓度对Ti的浸出率有很大的影响.Mg浸出反应的表观活化能为47.38 kJ/mol,反应级数为0.22.Ti浸出反应的表观活化能为103.4 kJ/mol,反应级数为1.142.最终选择D₅₀为59.4μm的镁热自蔓延产物作为原料，采用30℃的浸出温度和1 mol/L的盐酸作为浸出条件.经过180 min的浸出可将镁热自蔓延产物中的Mg去除92.1%,钛的损失率为17.5%.     

CeO2/Ti3C2/CdS Z型异质结复合物的制备及其光催化降解甲基橙

采用水热法制备了CeO₂/Ti₃C₂/CdS Z型异质结复合物，并对其进行了光催化降解甲基橙的研究.结果表明：制备所得CeO₂/Ti₃C₂/CdS复合物具有较大的比表面积，表现出较高的可见光催化降解活性.以Ti₃C₂为传输介质，CeO₂/Ti₃C₂/CdS Z型异质结复合物的形成促进了电荷的转移，有效抑制光生载流子的复合，增强了体系的氧化还原降解能力，加速了活性物种的产生，提高了体系对甲基橙的可见光催化降解性能.其中，CeO₂/Ti₃C₂/CdS-1∶3具有高的光催化活性.     

二级出水中抗生素抗性基因存在形态及质粒接合转移影响因素

为解决污水厂二级出水中抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)浓度高的问题,深入研究了二级出水中ARGs的相对分子质量分布、主要存在形态,并进一步探究环境因素(时间、温度、pH)对抗性质粒接合转移的影响,为再生水处理工艺研究提供基础.结果 表明:二级出水中的ARGs主要集中在相...     

PVA诱导Ti3C2Tx MXene交联构筑三维结构电极及其储锂性能研究

MXene因其二维层状结构在锂离子电池负极材料研究领域展现出独特的优势,然而MXene片层间有很强的范德瓦尔斯力,导致了其发生堆叠,制约了其储锂性能表现.基于冷冻干燥技术制备了不同PVA含量的Ti3 C2 Tx MXene气凝胶,构筑了具有三维结构的电解液输运通道.借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和共聚焦显微拉曼光谱仪(Raman)对气凝胶的微观结构与形貌进行了表征.储锂性能评估表明P400样品具有最高的比容量,其值为252.702 mA·h/g,在200圈充放电循环后,比容量依然能够保持在154.410 mA·h/g.发现随着PVA引入量增加使MXene交联行为增强,Ti3C2Tx MXene气凝胶空隙增大,有序度提高,进而优化了离子输运行为,提高了其储锂性能.该工作为基于二维MXene纳米片构筑三维结构电极提供了基础设计指导,为开发多孔结构电极提供了设计思路.     

光催化剂NH2-MIL-125(Ti)的制备及其催化去除NOx性能影响研究

光催化作为一种绿色、可持续、低耗费的催化技术，在有效净化大气中低浓度NOx(ppb级)，保证空气质量、区域和全球气候方面具有极大的应用潜力。针对现有的无机半导体光催化剂存在的吸附容量小、对低浓度的NOx的吸附速率低和光生电子-空穴易复合导致光催化效率低等问题，本研究提出合成具有超高比表面积及孔隙率的有机金属框架作为光催化剂去除大气中低浓度NOx，通过改变催化剂制备时间，采用溶剂热法合成不同反应时间的NH2-MIL-125(Ti)晶体，探究制备时间对催化剂的光催化性能影响。采用XRD、SEM、FTIR、PL、EPR和BET等实验表征手段对不同NH2-MIL-125(Ti)晶体结构、形貌表征及光催化性能分析，并进一步探究其对NOx催化性能与催化制备时间的关系。研究结果表明，制备时间对NH2-MIL-125(Ti)的结晶度、表观形貌、光生电子-空穴复合效率、表面超氧自由基产生量都有一定的影响，对表面官能团种类、光吸收范围、晶格晶面没有影响。 制备时间为24小时、48小时、72小时NH2-MIL-125(Ti)对NOx的净化效率分别为38.22%、42.24%、32.04%,得出结论：当制备时间为48小时NH2-MIL-125(Ti)对NOx的催化性能最好，净化效率最优。     

通过部分刻蚀策略制备具有增强载流子转移的TiO2@NH2-MIL-125(Ti)复合材料用于光催化还原Cr(VI)

金属-有机骨架(MOFs)材料具有孔隙率高、比表面积大、晶体高度有序、结构和功能可调控等独特优势，但是由于单一MOF材料导电性差、电子-空穴复合快等缺点，严重限制了光催化性能。因此，利用MOF基复合材料在两组分间的协同作用以获得增强的光催化性能引起了研究者的广泛关注。本文采用蒸馏水原位刻蚀法制备了具有不饱和钛-氧簇、介孔结构和紧密界面的TiO₂@NH₂-MIL-125(Ti)纳米复合材料。X射线光电子能谱表明TiO₂和NH₂-MIL-125(Ti)之间具有很强的电子相互作用，证实了TiO₂@NH₂-MIL-125(Ti)纳米复合材料的形成。光电化学测试和热力学测试表明TiO₂@NH₂-MIL-125(Ti)纳米复合材料提高了异质结界面载流子的电荷分离效率，降低了载流子的转移阻力，这有利于光激发电子的转移和Cr(VI)的还原。因此，与原始NH₂-MIL-125(Ti)和NH₂-MIL-125(Ti)完全衍生的TiO₂相比，最优的TiO₂@NH₂-MIL-125(Ti)纳米复合材料(MT-2)表现出良好的光催化还原Cr(VI)性能。基于自由基捕获实验和电子顺磁共振波谱测试结果，推测了TiO₂@NH₂-MIL-125(Ti)纳米复合材料增强光催化活性的II型机理。     

Zr含量对Ti/Sn–Ru–Co–ZrOx电极电化学性能的影响

在MnCl₂体系中电解锰具有槽电压低、可有效降低能耗、锰产品品质优良等优点，逐渐成为研究热点。然而阳极在氯离子体系中稳定性差、易失效是其面临的主要问题。本文通过热分解氧化法制备了梯度Zr元素改性的Ti/Sn–Ru–Co–Zr新型阳极。通过SEM（扫描电子显微镜）获取了涂层阳极的形貌特征。基于涂层的电化学性能测试及XRD（X射线衍射）测试研究并分析了Zr元素对电极性能的影响。当Sn–Ru–Co–Zr的摩尔比为6:1:0.8:0.3时，由于ZrO₂纳米粒子的良好填充效果，涂层表面的裂纹最小，整体致密性最好。此外，通过此条件制备的电极在1mol% NH₄Cl 和 1.5mol% HCl 溶液体系中具有最低的传质阻力和较高的析氯活性。通过加速寿命测试并根据经验公式计算可得，该电极的使用寿命可达3102 h，较无Zr电极提高11.87%。