用于纸基材料抗老化的纳米TiO2制备及结构表征

目的对纳米TiO_2进行有机无机改性,使其保持原有的抗紫外特性,同时降低光催化活性,实现对纸基材料的抗老化保护。方法以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,通过溶胶-凝胶法在纳米TiO_2表面包覆纳米二氧化硅(SiO_2)壳层,再用硅烷偶联剂KH570进行有机改性,制备无机-有机复合微粒,对试样进行SEM, TEM, UV-Vis, XRD, FT-IR分析表征,探讨TEOS用量对复合微粒形貌、抗紫外效果以及光催化性的影响。结果经过改性后SiO_2以无定形态成功包覆于纳米TiO_2表面,且以Si—O—Ti键结合,复合微粒的分散性得到明显提高。包覆层的厚度与TEOS用量有关,随着TEOS用量的增加,在不影响复合微粒紫外屏蔽效果的同时,复合微粒的光催化性能明显降低。结论复合改性降低了纳米TiO_2的光催化性,而对抗紫外性的影响较小,这对于其在纸质文物抗老化保护液中的应用非常有利。     

水性纳米TiO_2/PTFE氟碳防污闪材料的制备及性能

为防止高压输电线路绝缘子污闪事故的发生,本文以纳米TiO_2和聚四氟乙烯(PTFE)微粉的复合填料与水性氟碳树脂制备了一种的表面具有自清洁效应的纳米TiO_2/PTFE复合氟碳防污闪涂层材料。通过优化配方及一系列制备工艺试验,确定了纳米TiO_2和PTFE的添加量及配比。采用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)及接触角测量仪对涂层表面的微观结构及疏水性进行了分析表征。结果表明,当纳米TiO_2质量百分比添加量为6%,PTFE质量百分比添加量为16%时,TiO_2/PTFE复合氟碳防污闪涂层材料对水静态接触角达到124°,涂层表面具有微/纳二元粗糙结构,有优良的表面疏水性。通过对涂层的理化电气性能测试表明,涂层具有优异的理化电气性能,其附着力、硬度、耐水性、耐酸碱性、体积电阻率等各项指标均达到国家标准。     

纳米TiO_2/聚丙烯腈抗紫外线吸收剂的合成及性能EI北大核心CSCD

在乙醇和水介质中通过调节pH值对纳米TiO_2进行γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)包覆,在溶液中包覆物TiO_2-MPS和丙烯腈(AN)在引发剂的作用下发生共聚和接枝反应,制备出紫外吸收剂TiO_2-MPS-g-PAN。通过傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱对MPS、TiO_2-MPS、TiO_2-MPS-g-PAN进行了比较分析;采用热重分析法测定TiO_2-MPS的包覆率为5.79%,TiO_2-MPS-g-PAN的接枝率为13.93%;通过红外成像分析了TiO_2、TiO_2-MPS、TiO_2-MPS-g-PAN在聚丙烯(PP)中的分散性,结果表明TiO_2-MPS-g-PAN在PP中有较好的分散性;通过紫外分光光度计测试计算出TiO_2-MPS-g-PAN的光降解率仅为2.66%,表明具有较好的光稳定性和紫外吸收能力。     

纳米TiO_2/聚丙烯腈抗紫外线吸收剂的合成及性能

在乙醇和水介质中通过调节pH值对纳米TiO_2进行γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)包覆,在溶液中包覆物TiO_2-MPS和丙烯腈(AN)在引发剂的作用下发生共聚和接枝反应,制备出紫外吸收剂TiO_2-MPS-g-PAN。通过傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱对MPS、TiO_2-MPS、TiO_2-MPS-g-PAN进行了比较分析;采用热重分析法测定TiO_2-MPS的包覆率为5.79%,TiO_2-MPS-g-PAN的接枝率为13.93%;通过红外成像分析了TiO_2、TiO_2-MPS、TiO_2-MPS-g-PAN在聚丙烯(PP)中的分散性,结果表明TiO_2-MPS-g-PAN在PP中有较好的分散性;通过紫外分光光度计测试计算出TiO_2-MPS-g-PAN的光降解率仅为2.66%,表明具有较好的光稳定性和紫外吸收能力。     

纳米TiO_2分散及稳定性研究

以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)作为分散剂,研究金红石型纳米TiO_2口服染毒前在水相中的分散性能及稳定性,利用紫外-可见光谱及动态光散射等方法对分散前后的纳米TiO_2溶液稳定性进行研究,结果表明,纳米TiO_2在水相中的分散能力与稳定性与分散剂及纳米TiO_2的用量有一定关系,分散剂CMCNa与TiO_2存在一个最适浓度范围,在CMC-Na的浓度1.5%以及TiO_2浓度2.01 mg/mL时具有较好的分散性和稳定性。     

水溶性TiO_2离子液体纳米杂化材料的制备与应用（英文）

TiO_2纳米颗粒具有较强的氧化性,作为光催化剂,可以在阳光照射下减少或消除有机污染物。为提高TiO_2纳米颗粒分散性和溶解性,研究其在不同领域,特别是环境保护领域的应用,本实验室用两步法制备得到黄色透明的水溶性TiO_2离子液体纳米杂化材料。在这个杂化体系中,有机磺酸基团作为冠层可以提供"自溶剂"成为TiO_2纳米粒子的分散体。分散实验表明:TiO_2离子液体纳米杂化材料表面的水溶性有机物在水中具有良好的溶解性,容易去除,可应用于家居装饰表面。光催化降解甲醛的研究表明:TiO_2离子液体纳米杂化流体具有良好的光催化性能。水溶性TiO_2离子液体纳米杂化材料有望成为未来环境保护的发展方向。     

纳米SiO-2抗紫外线水性油墨的研究

食品安全包装对油墨的环保性能和抗老化性能提出了更高的要求,研究了一种具备抗紫外线的纳米SiO2油墨,其中纳米SiO2微粒利用化学沉淀法制得,并用XRD和马尔文Zteaszier Nano-ZS表征,其结果表明,纳米SiO2为粒径分布在100 nm以下的无定形粉末。在自制的水性油墨中加入纳米SiO2及分散剂,超声波分散后测试该油墨对紫外光的吸收率,结果表明:研制的纳米SiO2水性油墨对紫外光具有90%以上的屏蔽率,在食品安全和油墨抗老化性方面具有很好的应用价值。     

不同方法制备MoS_2/TiO_2光催化材料的研究

分别采用水热法、煅烧法、静电纺丝法制备不同形貌的TiO_2纳米纤维,并进一步采用水热法制备MoS_2包覆TiO_2的纳米复合材料。采用XRD、TEM对产物进行结构和形貌分析。结果显示MoS_2在静电纺丝制备出来的TiO_2纳米纤维上包覆最多,并且垂直插入TiO_2中,而MoS_2在煅烧制备出来的TiO_2包覆量最少,斜插在TiO_2纳米纤维中。甲基橙光降解实验显示出,MoS_2/静电纺丝TiO_2效果最好,可使甲基橙浓度降为20%,光催化效率达到72%。     

聚苯乙烯/纳米TiO_2/硅藻土复合材料的制备及其性能研究

通过溶胶-凝胶法成功制备了纳米TiO_2/硅藻土复合材料,并通过浸渍法进一步制备了聚苯乙烯/TiO_2/硅藻土复合材料。采用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射、傅里叶红外光谱和紫外-可见分光光度计等手段对样品进行表征,分析了复合材料的形貌、结构、组成及其光催化降解甲醛的性能。结果表明:硅藻土负载的纳米TiO_2具有良好的光催化性能,聚苯乙烯包覆可以提高纳米TiO_2/硅藻土复合材料的分散性和稳定性,对甲醛的光催化降解能力并无大的影响。其中0.1%聚苯乙烯包覆复合材料的光催化效果最好,在溶液中甲醛降解率可以达到47.08%,在空气中可以达到54.96%。     

H_2O_2处理碳包覆铁纳米颗粒的表面特性及分散行为

采用体积分数30%的H2O2处理碳包覆铁纳米粒子外层的非晶态类石墨碳层,并将其超声分散于水介质中,通过改变pH值分析测定碳包覆铁纳米粒子表面zeta电位和粒径。结果表明:碳包覆铁纳米粒子非晶碳层的特殊结构可通过双氧水化学处理使其表面产生羧基和羟基;在强碱性介质下,羟基和羧基可强化颗粒间的静电斥力,提高碳包覆铁纳米粒子在水介质中的分散性能。当pH值约为11.5时,碳包覆铁纳米粒子表面zeta电位为48 mV,水合粒子粒径可达到110 nm。     

TiO_2/石墨烯复合锂离子电池负极材料的研究

采用简单、绿色环保的方法制得TiO_2/石墨烯(TiO_2/G)复合材料,并采用SEM、TEM和XRD对TiO_2/石墨烯复合材料进行了表征。研究结果表明,TiO_2纳米颗粒均匀地分散在石墨烯片层中,改善了TiO_2纳米颗粒的导电性和结构稳定性;TiO_2/石墨烯复合材料的首次放电比容量为302mAh/g,循环50周后的放电比容量仍能保持89.93%,具有优异的电化学性能。     

纳米TiO2改性沥青的路用性能与抗老化效果研究

基于纳米材料的应用理念,采用纳米二氧化钛(TiO_2)粉体对2种标号的石油沥青进行了改性研究,采用常规路用检测方法、短期热老化(TFO)、紫外光老化方法和流变测试手段,对纳米TiO_2改性沥青进行了评价。研究结果表明,以纳米TiO_2为改性剂,以70号、90号沥青为基础沥青,制得纳米TiO_2改性沥青-70、纳米TiO_2改性沥青-90。在纳米TiO_2用量为3.5%(wt,质量分数)条件下,制得的纳米TiO_2改性沥青-70、纳米TiO_2改性沥青-90的针入度分别为60.0/0.1mm、79.0/0.1mm,软化点分别为48.1℃、45.7℃,60℃黏度分别为362Pa·s、208Pa·s,在紫外老化5h,疲劳时间分别达到620s、672s。从路用性能规定的常规指标来看,纳米TiO_2改性效果远比普通矿粉填料效果突出,提高了沥青的耐疲劳性能和耐热老化性能,提高了沥青的抗紫外老化能力;与聚合物改性沥青相比,纳米TiO_2对沥青高温性能提升幅度有限,对改性沥青的延展性有消极影响。     

磷酸锆碟片粒径对提高二氧化钛悬浮液分散稳定性的影响

制备纳米二氧化钛(TiO_2)分别和729.6,1 004.5,1 168.5nm 3种粒径的磷酸锆碟片(ZrP)混合纳米悬浮液,研究了混合悬浮液的分散稳定性。运用稳定性性分析仪,沉降实验和紫外-可见分光光度计综合分析了纳米悬浮液的分散稳定性,并测量了混合悬浮液的粘度。结果表明,加入ZrP碟片后,TiO_2悬浮液的粘度增大,稳定性提高;3种混合纳米悬浮液的粘度相近,但ZrP粒径最小的混合悬浮液,其分散稳定性最好。通过分析发现,3种混合纳米悬浮液中,ZrP粒径越小,颗粒团聚粒径和团聚速度越小,其原因可能是ZrP碟片的粒径越小,相同质量浓度条件下碟片数目浓度越大,对TiO_2的空间位阻作用越强。     

锐钛矿型纳米TiO_2的制备表征及光催化研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO_2粉体,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对其进行表征分析,以亚甲基蓝为目标污染物,测定了纳米TiO_2的光催化效率。结果表明,制得的纳米TiO_2为单一锐钛矿结构,晶粒尺寸达到纳米级别,颗粒大致呈类球形,超声分散后纳米TiO_2团聚现象明显减轻。光催化实验结果表明,纳米TiO_2在光照条件下对亚甲基蓝有明显的降解作用,2h后降解率达到86.5%。     

多孔陶瓷固载TiO_2薄膜的制备及甲醛光催化动力学

以四氯化钛为初始反应物,采用水解沉淀法合成纳米TiO_2薄膜。结合XRD、TEM以及FTIR等手段对TiO_2/硅藻土基多孔陶瓷复合材料的晶体结构和形貌进行了表征;以复合材料为空气净化器芯体,甲醛为降解对象,对光催化降解动力学进行了探讨。结果表明:纳米TiO_2经600℃煅烧后为锐钛矿型,平均粒径约10.6nm,纳米TiO_2薄膜牢固包覆于载体表面(膜厚300~450nm)。包覆层与TiO_2薄膜之间的界面上形成了Si—O—Ti键。甲醛初始浓度为1.302mg/m~3,紫外光照240min,甲醛去除率达到94.6%。动力学研究表明:可用Langmuir-Hinshelwood动力学方程来描述甲醛光催化降解反应,该气相光催化一级反应时的反应速度常数为0.576mg/(m~3·min),吸附系数为0.048m~3/mg。并建立了甲醛的气相光催化动力学方程。     

银负载氧化钛包覆碳酸钙的复合纳米催化剂的制备及性能研究

采用水热合成法制备了负载Ag的TiO_2纳米颗粒包覆的CaCO_3复合纳米催化剂(Ag/TiO_2/CaCO_3),使用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪对样品的结构形态和成分进行表征。将制备的Ag/TiO_2/CaCO_3复合纳米催化剂添加到再造烟叶中制成卷烟进行烟气分析,考察其对再造烟叶烟气中8种挥发性羰基化合物含量的影响。结果表明:将Ag/TiO_2/CaCO_3纳米催化剂均匀喷涂于再造烟叶表面,添加量为2%时,能有效降低挥发性羰基化合物的释放量。     

异质结构的TiO_2/ZnO纳米纤维的制备及光催化性能的研究

以钛酸丁酯、醋酸锌和聚乙烯吡咯烷酮为前驱物,将静电纺丝技术和高温煅烧法相结合,一步制备出异质结构的二氧化钛(TiO_2)/氧化锌(ZnO)纳米纤维。采用XRD、SEM、TEM、UV-Vis对样品进行表征。并以罗丹明B(RhB)为降解模拟污染物测试了紫外光照射下的光催化活性。制得的TiO_2/ZnO-1纳米纤维直径在100~150nm之间,长度在2μm以上,ZnO纳米颗粒均匀分散在TiO_2/ZnO-1纳米纤维表面;在紫外光条件下具有良好的光催化性能,在紫外光光照25min后TiO_2/ZnO-1对RhB的降解率达到100%,而在同样条件下纯TiO_2纳米纤维对RhB的降解率只有70.8%。     

纳米TiO_2改性淀粉复合薄膜的制备及其性能研究

在醋酸酯淀粉(PMS)/聚乙烯醇(PVA)共混系统中引入超声分散的纳米TiO_2悬浮液,以山梨醇(SOR)和尿素为塑化剂采用流延工艺制备了纳米TiO_2改性复合膜,研究了纳米TiO_2的加入量以及SOR和尿素的配比对复合膜性能的影响,用红外光谱和扫描电镜对复合膜的结构和形貌进行了表征。结果表明适当的纳米TiO_2的量以及SOR和尿素的配比可有效地改善复合膜的力学性能和耐水性能,加入0.003g纳米TiO_2可将膜的拉伸强度提高71.1%,SOR和尿素质量比为1∶3时,膜的拉伸强度为39.40MPa,吸水率降至73.58%。     

氯化法制备纳米TiO_2氧化机理的研究进展

随着纳米TiO_2在光催化、新能源以及医疗杀菌等领域的推广应用,纳米TiO_2在国民生产中的作用越来越大,其生产方法也广泛地得到人们的重视。介绍了使用较多的液相法、硫酸法、氯化法制备纳米TiO_2的3种方法,综述了各方法的优缺点及研究进展。重点介绍了纳米TiO_2主流生产工艺氯化法,分别从氧化反应器设计、结疤的处理及产品形态控制3个方面对研究现状进行分析。重点阐述了氯化法生产纳米TiO_2核心工艺TiO_2的气相成核、晶核生长反应机理的研究进展。最后根据目前存在的主要问题,提出解决工艺关键技术及微观机理研究的建议和研究方向。     

CuO/TiO_2异质多孔纳米结构的制备及其光催化性能

以Cu(OH)_2纳米棒阵列为前驱体,钛酸四丁酯为钛源,采用外向包覆合成法,利用Cu(OH)_2自身热分解产生的微量水分子与负载在其表面的钛酸四丁酯缓慢反应,制备了CuO/TiO_2异质多孔纳米结构,并研究了产物对罗丹明B(RhB)的光催化降解性能。结果表明,得到的产物薄膜为直径2~4μm的微孔组成的多孔纳米结构,微孔的孔壁由直径500nm左右的纳米棒组装而成。产物CuO/TiO_2异质多孔纳米结构比纯TiO_2纳米结构对RhB有更好的光催化降解性能,这主要是由两方面的原因引起的:一方面,CuO/TiO_2异质多孔纳米结构具有更好的吸附性能和更大的比表面积;另一方面,产物CuO/TiO_2为异质复合纳米结构,异质结的存在能有效地降低光生电子空穴对的复合,从而提高产物的光催化降解效果。