溶胶-凝胶模板法制备有序多孔二氧化铈薄膜

采用乳液共聚法制备了聚苯乙烯-丙烯酸羟乙酯[P(St-HEA)]微球,通过流延成膜法制备了P(St-HEA)薄膜,再利用溶胶-凝胶模板法煅烧得到有序多孔二氧化铈(CeO2)薄膜.采用红外光谱、扫描电镜以及X射线衍射分析对P(St-HEA)微球单分散性及有序多孔CeO2薄膜表面形貌和结构进行了表征.结果表明,当丙烯酸羟乙酯(HEA)用量占总单体的用量低于10%(质量分数)时,制备的P(St-HEA)微球单分散性和表面较好.通过P(St-HEA)的胶体晶体模板制备了有序多孔CeO2薄膜,所得孔径约为190 nm,X-射线衍射分析显示有序多孔CeO2薄膜是立方萤石结构.     

神府煤掺杂的光催化剂表征及对大港减渣的解聚

利用X射线衍射分析(XRD),比表面积分析(BET),透射电镜分析(TEM),紫外可见光分析(UV-vis)等对神府煤掺杂的二氧化钛(12％ SFC-TiO2)光催化剂进行了表征,并与自制的二氧化钛(TiO2),氮掺杂二氧化钛(15％N-TiO2),铁氮共掺杂二氧化钛(0.6％Fe-15％N-TiO2)和钴掺杂二氧化钛(1.5％ Co-TiO2)催化剂进行了比较,结果发现,神府煤掺杂的光催化剂为锐钛型纳米颗粒,其光学活性要高于二氧化钛、氮掺杂二氧化钛和铁氮共掺杂二氧化钛;将其应用于降解大港减渣(DVR),结果表明,在经该催化剂光催化氧化后的DVR产物中,含氧化合物相对含量高达92.43％,正构烷烃含量降为2.30％;在氧化产物中的最长碳链(C26)远小于原样中的最长碳链(C36),说明SFC-TiO2光催化氧化降解大港减渣是有效的.     

TiO_2:Eu~(3+)空心球的制备及其光催化性能

以钛酸丁酯、氧化铕等为原料,采用碳球模板法,合成不同物质的量浓度Eu3+掺杂的TiO2:Eu3+(n(Eu3+)/n(Ti 4+)=0.25%~1%)空心球材料。通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、场发射透射电子显微镜(TEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射(XRD)等测试手段,对样品的结构、形貌和组成进行表征。并利用紫外-可见(UV-Vis)分光光度计,通过催化染料甲基橙(MO,pH=3)脱色降解实验研究空心球的光催化性能。结果表明:以碳球模板法制备的TiO2:Eu3+为空心球结构,尺寸均匀(200~300nm),为锐钛矿相,适量Eu3+的掺杂并没有改变TiO2主晶相结构。当Eu3+掺杂量为0.5%时,光催化性能最好。光催化反应多次循环后,催化剂仍具有较好的结构稳定性和光催化稳定性。     

单分散铕掺杂氧化钇空心微球的荧光性能研究

以单分散三聚氰胺-甲醛微球为模板,通过煅烧除去模板,制备出粒径均一的铕掺杂氧化钇空心微球荧光材料. 利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、荧光分度计对氧化物空心微球荧光材料进行表征. 结果表明:成功地制备了铕掺杂氧化钇单分散空心微球,铕元素掺杂进入氧化钇晶体后对氧化钇晶型没有影响,随着铕元素含量的增加,晶格常数逐渐增大. 铕掺杂氧化钇空心球在613 nm处均表现出强烈的发射峰,当铕元素掺杂量为原分子数x=5%时,荧光强度最强;随着铕元素含量的增多,电荷迁移带红移,表明铕-氧键共价性逐渐减弱、离子性逐渐增强.     

钇掺杂改性纳米二氧化钛及其光催化性

以钛酸四丁酯为主要原料,采用溶胶凝胶法制备了钇掺杂纳米二氧化钛(TiO2)光催化剂,通过X射线光电子能谱分析(XPS),X射线衍射分析(XRD)方法对其进行表征;并以甲基橙水溶液降解率为光催化活性评价依据,结果显示钇掺杂能够提高二氧化钛光催化性能.     

CdS空心球的制备及其光催化性能

以SiO2微球为模板,采用超声辅助法制备CdS空心球;探索了氨水用量对CdS壳层形成的影响,并从CdS壳层形成机制上解释了氨水的影响原因。利用电子能谱(EDX)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、荧光光谱(PL)、漫反射紫外可见光谱(DRUVS)测试手段研究了CdS空心球的成份、晶型、形貌及光学性能。结果表明:当氨水添加量为3.0mL时,反应溶液中离子-离子生长机制占主导地位,在该条件下制备了结晶良好的闪锌矿相CdS空心球,微球分散性良好,壳层致密稳定。光催化降解罗丹明B的结果表明,制备的CdS空心球具有优良的可见光催化性能。     

可见光下氮掺杂TiO2制备条件的研究

以钛酸正丁酯、硝酸铵为原料,无水乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,乙酰丙酮为螯合剂,聚乙二醇为表面活性剂,采用溶胶-凝胶法,在常温条件下研究制备氮掺杂二氧化钛的最优条件.在此基础上制备的氮掺杂二氧化钛在氙灯(模拟太阳光)下的光催化降解甲基橙(MO)实验表明:N-TiO2在可见光下具有较高的光催化活性,光催化反应1 h,对甲基橙的降解率超过63%.对粉体分别进行XRD、FESEM、FT-IR表征,表明N-TiO2具有75%锐钛矿和25%金红石相混晶结构,粉体为球形,直径约为28 nm.     

稀土掺杂对TiO_2薄膜光催化性能的影响

用溶胶-凝胶法于玻璃表面分别制备了镧、铈掺杂纳米TiO2薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)对其结构和形貌进行了表征,并通过对紫外光照射下亚甲基蓝溶液的光催化降解率评价其光催化性能,研究了不同掺杂量、热处理温度对镧、铈掺杂纳米TiO2薄膜光催化性能的影响,探讨了其光催化影响机制.研究发现:镧掺杂可以抑制由锐钛矿相向金红石相的转变,并且镧、铈掺杂纳米TiO2薄膜都存在最佳热处理温度和最佳掺杂浓度.     

二氧化钛表面超强酸化光氧复合降解罗丹明B

采用共结晶方法制备了锌锆共掺杂的介孔二氧化钛,前驱体用硫酸处理使其具有超强酸性.将制备的介孔二氧化钛用于降解废水模拟物罗丹明B,测试其光催化与氧催化降解能力.通过紫外-可见分光光度计、X射线衍射、电镜扫描等对催化剂进行表征,实验结果表明,在强酸修饰二氧化钛前驱体的影响下,掺杂锌锆的介孔二氧化钛具有光催化与氧催化活性.锌锆共掺杂介孔二氧化钛的光催化与氧催化效率分别达到了72％与25％.硫酸处理后在TiO2与掺杂原子表明形成酸性中心,在无光条件下氧化降解废水效率为30％,提高了降解效率.     

镁离子掺杂TiO_2纳米管的水热合成、表征及光催化性能研究

以水热法制备的TiO2钛纳米管为模板,在水溶液中通过超声辅助离子交换法合成了镁掺杂的TiO2纳米管/棒。通过扫描电镜、X-射线衍射、光催化等多种测试手段对产物进行了表征,讨论了镁掺杂前后对TiO2纳米管形貌和结构的影响。实验结果表明,镁的掺杂对TiO2纳米管的催化性能有较大提高。     

p-n异质结TiO_2/NiO光催化剂的制备及其性能研究

采用溶胶凝胶和浸渍煅烧相结合的方法,制备出了具有p-n异质结结构的球形二氧化钛表面负载氧化镍颗粒的复合光催化剂.利用XRD、TEM、UV-Vis和PL等方法对催化剂的晶相组成、微观结构、吸光性能和光致发光性能等进行了表征.结果表明氧化镍晶粒与二氧化钛晶粒紧密接触形成p-n异质结.氧化镍颗粒的负载使复合光催化剂的吸收带边发生了明显的红移,并进入了可见光区.形成的p-n异质结促进了二氧化钛光生电子和空穴的分离,从而降低了其本征发光光强度.通过在可见光条件下对亚甲基蓝的降解研究了其光催化性能,结果表明,氧化镍颗粒的负载使二氧化钛的光催化效果在可见光区有了显著地提高,并在一定范围内随着氧化镍含量的增加光催化效果也随之提高.     

SiO_2空心球的制备与表征

与实心球和非球形材料相比,中空微球是内部中空的特殊球形材料,具有许多特殊和优异的物理化学性质.本文采用聚合物胶粒模板法制备SiO2空心球,研究不同pH值和正硅酸乙酯用量对SiO2/PS微球包覆效果的影响.利用透射电子显微镜(TEM)表征SiO2空心球形态结构.     

棉织物水热法纳米二氧化钛表面改性

采用水热合成技术,使用硫酸钛和尿素直接在棉织物纤维表面包覆纳米TiO2颗粒薄膜.借助SEM、XRD、FT-IR、DSC和TG对棉纤维改性前、后的表面形貌、结构和热学性能进行了表征,并测定了织物反射光谱、拉伸、吸水和光催化活性.研究结果表明,棉织物经过硫酸钛尿素水热改性之后,纤维表面包覆了一层锐钛矿型纳米TiO2颗粒薄膜,由平均粒径2.0 nm的纳米颗粒聚集成100 nm以上的球形颗粒,并通过物理吸附方式附着在纤维表面.改性后的织物热起始分解温度和吸热熔融峰温度均有所降低.具有抗紫外线能力和光催化活性,吸水性能也有所增强,但由于织物尺寸发生收缩,断裂强力有所减小,断裂伸长率有所增加.     

二氧化钛包覆空心玻璃微珠的制备及表征

以硫酸钛为钛源,氢氧化钠为沉淀剂,采用非均相沉淀法制得了二氧化钛包覆空心玻璃微珠,用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪等表征了所得产品。分析了不同温度、pH值、煅烧温度、硫酸钛用量等各种工艺参数对产物的调控作用。实验结果表明,反应温度和pH等参数对产物的形貌和结构有重要影响。水解温度等于60℃,pH等于6～7,煅烧温度为700℃时成功地在空心玻璃微珠表面均匀包覆了一层锐钛型二氧化钛。硫酸钛溶液用量为40g时,产物表面包覆厚度大约为0.3μm,隔热效果最好。     

N掺杂和Cu沉积TiO_2纳米管紫外光光电响应研究

研究了用阳极氧化法在钛基底表面上生长致密有序的TiO2纳米管阵列,然后用湿法掺杂N、光化学方法沉积Cu对TiO2纳米管阵列进行改性,并研究改性纳米管对紫外光光电响应的影响.用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）进行晶型和形貌表征.结果显示,改性前后纳米管都为锐钛矿;其内径约90 nm,管壁厚约12 nm,是中空的管状结构;掺杂N和沉积Cu对二氧化钛纳米管的晶型和形貌没有显著影响.测试改性前后TiO2纳米管在紫外光照射下的恒电位电流—时间（—It）关系曲线表明：掺杂N使TiO2纳米管光电性能降低,沉积Cu使TiO2纳米管的光电性能增强.     

ZnO/TiO2复合粒子的抗菌性能研究

采用溶胶凝胶法制备了ZnO/TiO2复合粒子,通过XRD、SEM对所制备粉体颗粒的物相组成以及表面形貌进行表征,通过K-B纸片扩散法研究了紫外光照后ZnO/TiO2复合粒子的抗菌性能.结果表明,所制备的ZnO/TiO2复合粒子对革兰氏阴性菌大肠杆菌(Esche-richia coli)和绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)均具有良好的抑菌效果.并对ZnO/TiO2复合粒子的抑菌机理做了初步探讨,ZnO/TiO2复合粒子在紫外光照射下产生活性自由基(主要为.OH),具有强氧化性,产生优良的抗菌性能.     

基于Pt电极的TiO2紫外探测器研究

针对宽禁带半导体紫外探测器响应不够灵敏和响应度偏低等问题,将具有高功函数的Pt电极引入TiO2紫外探测器,采用溶胶凝胶法制备了纳米TiO2薄膜。以金属Pt为电极,采用磁控溅射的方法,将Pt电极溅射在TiO2纳米薄膜上,制作了MSM（Metal-Semiconductor-Metal）型紫外探测器件。在5 V偏压下,探测器的暗电流为4.5 nA,260 nm波长光照下的光电流为5.7μA。在260 nm的紫外光照射下,探测器的响应度达到最大值,约为447 A/W,与其他紫外探测器（200 A/W左右）的响应度均值相比有了很大的提升。最后,设计外围电路,制作出功能完整的紫外强度测试仪。实验表明,该探测器成功地解决了传统宽禁带半导体紫外探测器灵敏度及响应度偏低等问题。     

硒催化水合肼还原间二硝基苯制间硝基苯胺

研究了在温和条件下硒催化水合肼还原间二硝基苯（m—DNB）制备间硝基苯胺（m—NA）。考察了溶剂配比、水合肼用量、硒粉用量和NaOH用量等因素对反应的影响。结果表明,在温和条件下,硒对水合肼还原m—DNB制备m—NA有很高的催化活性和选择性。得到较适宜的工艺条件为：V（乙醇）／V（水）=10：1,2mmolm—DNB,3．1mmol水合肼,0．04gNaOH和0．02g硒粉,于75℃反应2h,m—DNB的转化率为100％,m—NA的选择性为98．7％。     

TiO2中空纤维光催化研究及设备设计

利用生物模板法-脱脂棉为模板,于不同温度烧结得二氧化钛（TiO2）中空纤维,利用X射线衍射、扫描电镜等进行表征,研究得出550℃高温下烧结的TiO2中空纤维光催化性能最佳,以浓度为10mg/L甲基橙为目标降解物,在pH值为2,TiO2中空纤维浓度为2.5g/L,紫外灯照射180min后降解率可达90%以上,二次降解率可达77%以上。在此最优实验条件的基础上,设计了一套新型光催化降解有机废水二级处理装置,第一级装置采用TiO2中空纤维作为催化剂,第二级装置采用活性炭和TiO2混合物作为催化剂,实验测试结果较好,极具实际应用与推广价值。     

Au-TiO2纳米管阵列的制备及其在降解制糖废水中的应用

采用阳极氧化法在纯钛表面制备出了TiO2纳米管阵列薄膜.以罗丹明B为目标降解物,20W紫外灯（λ =253.7 nm）作为光源,探讨了制备Au-TiO2纳米管阵列（Au-TNTs）的最佳工艺,并采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射物相分析（XRD）、能谱分析（EDS）等对样品进行了表征.结果表明,以1g/L HAuC14＋ 30 g/L H3BO3为沉积液,当沉积电压为2.5V、超声条件下电沉积时间为60 s时,可制得理想稳定的Au-TNTs;Au掺入量占薄膜质量的16.71％,Au的掺入并没有改变TiO2纳米管阵列的表面形貌及晶型,但却显著提高了TiO2纳米管阵列的光催化活性.将Au-TNTs用于制糖废水的光催化降解,结果发现：当光照时间为30 h、pH值为1时,Au-TNTs对制糖废水的光催化降解率可达89.59％,比TNTs高出80％.Au-TNTs对制糖废水的光催化降解过程符合一级动力学过程.