TiO_2-ZrO_2聚合溶胶形成过程的小角X射线散射研究

由金属醇盐(M(OR)_4)水解制备溶胶的方法已广泛应用于溶胶-凝胶法制备纳米孔无机膜。通过控制异丙醇钛[Ti(i-OC_3H_7)_4]和正丙醇锆[Zr(n-OC_3H_7)_4]的混合物在异丙醇(i-C3H7OH)中水解制备聚合型TiO_2-ZrO_2溶胶,利用小角X射线散射方法(SAXS)研究了初始反应混合物Ti(i-OC_3H_7)_4:Zr(n-OC_3H_7)_4:H2O:i-C_3H_7OH=0.9:0.1:m:30(摩尔比,m=1.8,2.0,2.2)形成TiO_2-ZrO_2溶胶的过程,探讨了水与醇盐摩尔比H_2O/M(OR)_4(M=Ti+Zr)、反应温度和正丙醇锆对TiO_2-ZrO_2溶胶形成的影响。研究结果表明,H_2O/M(OR)_4=1.8时,只有少量胶粒形成;H_2O/M(OR)_4=2.0~2.2时,TiO_2-ZrO_2溶胶中胶粒具有质量分形结构,分形维数1.2≤Dm1.4;随着H_2O/M(OR)_4增加,胶粒的形成时间缩短,胶粒大小和分形维数均增大,溶胶的稳定性显著下降。升高反应温度有利于胶粒形成。[Ti(i-OC_3H_7)_4+Zr(n-OC_3H_7)_4]混合物比Ti(i-OC_3H_7)_4水解快,H_2O/M(OR)_4相同时,TiO_2-ZrO_2溶胶比TiO_2溶胶稳定性差。     

异丙醇钛控制水解的小角X射线散射研究

由金属醇盐水解制备溶胶的方法已广泛应用于溶胶-凝胶法制备纳米孔无机膜,但对金属醇盐水解机理的认识十分有限。通过控制异丙醇钛[Ti（i-OC₃H₇）₄]在异丙醇（i-C₃H₇OH）中水解制备TiO₂溶胶,利用小角X射线散射（SAXS）方法研究了由不同H₂O/Ti（i-OC₃H₇）₄的反应混合物[Ti（i-OC₃H₇）₄：H₂O：i-C₃H₇OH=1：m：30（摩尔比）]形成TiO₂溶胶的过程,探讨了控制Ti（i-OC₃H₇）₄水解的过程中胶粒形成与长大的规律。研究结果表明,所合成的TiO₂溶胶的胶粒粒径小于10 nm,胶粒的形成和长大与H₂O/Ti（i-OC₃H₇）₄摩尔比密切相关。H₂O/Ti（i-OC₃H₇）₄（摩尔比） ≥ 2.0时,随着H₂O/Ti（i-OC₃H₇）₄增加,溶胶的稳定性下降。     

TiO2-ZrO2聚合溶胶形成过程的小角X射线散射研究

由金属醇盐（M（OR）₄）水解制备溶胶的方法已广泛应用于溶胶-凝胶法制备纳米孔无机膜。通过控制异丙醇钛[Ti（i-OC₃H₇）₄]和正丙醇锆[Zr（n-OC₃H₇）₄]的混合物在异丙醇（i-C₃H₇OH）中水解制备聚合型TiO₂-ZrO₂溶胶,利用小角X射线散射方法（SAXS）研究了初始反应混合物Ti（i-OC₃H₇）₄：Zr（n-OC₃H₇）₄：H₂O：i-C₃H₇OH=0.9：0.1：m：30（摩尔比,m=1.8,2.0,2.2）形成TiO₂-ZrO₂溶胶的过程,探讨了水与醇盐摩尔比H₂O/M（OR）₄（M=Ti+Zr）、反应温度和正丙醇锆对TiO₂-ZrO₂溶胶形成的影响。研究结果表明,H₂O/M（OR）₄=1.8时,只有少量胶粒形成;H₂O/M（OR）₄=2.0～2.2时,TiO₂-ZrO₂溶胶中胶粒具有质量分形结构,分形维数1.2 ≤ D_m < 1.4;随着H₂O/M（OR）₄增加,胶粒的形成时间缩短,胶粒大小和分形维数均增大,溶胶的稳定性显著下降。升高反应温度有利于胶粒形成。[Ti（i-OC₃H₇）₄+Zr（n-OC₃H₇）₄]混合物比Ti（i-OC₃H₇）₄水解快,H₂O/M（OR）₄相同时,TiO₂-ZrO₂溶胶比TiO₂溶胶稳定性差。     

TiO2-Al2O3复合粉体的制备及光催化性能

Al₂O₃陶瓷膜在过滤染料废水过程中容易被染料大分子堵塞,导致Al₂O₃陶瓷膜水通量下降。以钛酸丁酯、异丙醇铝为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备Ti(OH)₄-AlOOH复合溶胶,经450 ℃烧成获得TiO₂-Al₂O₃复合粉体。以SEM、纳米粒度/电位仪作为主要表征手段,研究了不同Ti(OH)₄和AlOOH摩尔比对复合溶胶粒径分布的影响,进而探究TiO₂-Al₂O₃复合粉体的光催化性能。结果表明,Ti(OH)₄和AlOOH摩尔比为0~0.4时,随着Ti(OH)₄和AlOOH摩尔比的增大,胶粒的平均粒径从67.5 nm减小到34.0 nm,Ti(OH)₄-AlOOH复合溶胶的电位从43 mV升高至53 mV。当Ti(OH)₄和AlOOH摩尔比为0.4时,复合粉体对结晶紫的去除率高达79.3%,反应速率常数增大到了0.018 min^-1。TiO₂-Al₂O₃复合粉体制备的陶瓷膜能有效降解表面沉积的大分子,解决了陶瓷膜堵塞的问题。     

用于邻苯二甲酸二丁酯(DBP)合成的TiO_2-SO_4~(2-)型固体超强酸催化剂的研究

对用于邻苯二甲酸二丁酯(DBP)合成的TiO_2—SO_4~(2-)型固体超强酸催化剂进行了研究。考察了H_2SO_4浓度、与H_2SO_4接触时间、焙烧温度和时间等制备条件对催化剂活性的影响,并考察了催化剂用量、原料醇酐摩尔比、酯化温度对产品DBP收率的影响。结果表明,制备TiO_2—SO_4~(2-)固体超强酸催化剂的最佳工艺为,采用1N H_2SO_4淋洗TiO_2·nH_2O粉末,并在500℃焙烧3小时。醇酐酯化反应随催化剂用量、醇酐摩尔比和酯化温度的增加,DBP收率随之增加,但催化剂用量3.0～3.5%、醇酐摩尔比2.5、酯化温度155℃,回流5小时,DBP收率可达100%。以TiO_2—SO_4~(2-)固体超强酸替代H_2SO_4用于DBP合成,具有工业推广价值。     

Pt/TiO_2催化二甲醚部分氧化重整制氢

二甲醚是一种理想的氢载体,可用于解决氢的储存和运输。以Pt/TiO_2为部分氧化催化剂,结合Ni/Al_2O_3重整催化剂,考察钛前驱体和焙烧温度对二甲醚部分氧化重整制氢反应的影响。结果表明,以Ti(C4H9O)4为原料制备的TiO_2为金红石相,Ti(SO4)2或Ti O(OH)2为原料制备的TiO_2为锐钛矿相;以Ti(C4H9O)4为原料制备的Pt/TiO_2-E催化剂催化性能略好,转化率接近100%,H2收率约90%,表明金红石相TiO_2负载的Pt催化剂略佳;以Ti(SO4)2为原料制备的Pt/TiO_2-S催化剂500℃焙烧可获得金红石相TiO_2。与Pt/Al_2O_3催化剂相比,Pt/TiO_2催化剂具有更好的催化性能,H2收率超过90%,而Pt/Al_2O_3催化剂H2收率约80%。     

Ti（HPO4）2＊1／2H2O的制备方法研究

本文介绍分别以TiCl_4,TiOSO_4-H_2SO_4及TiO_2·H_20为原料制备Ti(HPO_4)_2·1/2H_2O的方法。工作结果表明,采用TiOSO_4-H_2SO_4为原料制备Ti(HPO_4)_2·1/2H_2O,具有工艺简单、技术经济合理的优点。     

异丙醇催化碱式碳酸镁晶体的合成

以菱镁矿为原料、异丙醇为添加剂,采用水化碳酸化法-直接热解法合成了碱式碳酸镁晶体(4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O)。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜探究了热解温度、异丙醇添加量、热解时间对产物的物相组成和形貌的影响,并通过动力学分析计算了合成反应活化能。结果表明:当异丙醇与Mg(HCO_3)_2溶液的体积比为2:1,热解时间为120 min时,在50℃合成了平均直径为1.0μm,平均长度为10μm,表面带绒毛的棒状4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O晶体;4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O热分解温度范围为150～700℃,分3个阶段进行,分解产物为MgO、H_2O和CO_2;合成反应活化能为1.330 7 kJ/mol,异丙醇降低了亚稳相水合碳酸镁向稳定相4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O转变所需要的能量,加速了低温环境下的相转化进程。     

TiO_2/Fe_2O_3光催化降解茜素红溶液

以Ti(C4H9O)4为前驱体,CH3COOH为水解抑制剂,通过溶胶-凝胶法制备了TiO_2/Fe2O3复合光催化剂。对复合光催化剂的光催化活性、光催化机理和光催化降解动力学进行了研究。研究表明,Fe2O3的引入有助于光生电子-空穴对的分离,从而提升TiO_2的光催化活性。TiO_2/Fe2O3的光催化降解动力学符合L-H动力学模型的一级反应方程模型,整个光催化反应的控制步骤为降解物在光催化剂表面的有效吸附,动力学反应级数随着降解物浓度的上升而逐渐下降。     

TiO_2/Fe_2O_3光催化降解茜素红溶液

以Ti(C4H9O)4为前驱体,CH3COOH为水解抑制剂,通过溶胶-凝胶法制备了TiO_2/Fe2O3复合光催化剂。对复合光催化剂的光催化活性、光催化机理和光催化降解动力学进行了研究。研究表明,Fe2O3的引入有助于光生电子-空穴对的分离,从而提升TiO_2的光催化活性。TiO_2/Fe2O3的光催化降解动力学符合L-H动力学模型的一级反应方程模型,整个光催化反应的控制步骤为降解物在光催化剂表面的有效吸附,动力学反应级数随着降解物浓度的上升而逐渐下降。     

空气湿度对合成四异丙基钛酸酯的影响

四异丙基钛酸酯是以相应的醇与四氯化钛直接反应而成,其反应式为: 4C_3H_7OH+TiCl_4→Ti(OC_3H_(74))+4HCl↑在反应进行的同时,还伴随着一系列副反应: TiCl_4+nROH→TiCl_(4-n)(OR)_n+nHCl↑ROH+HCl→RCl+H_2O水的出现导致四异丙基钛酸酯的缩聚: Ti(OR)_4+nH_2O→     

改进次磷酸钠收率的方法

在NaOH、H_2O和Ca(OH)_2与液体磷反应,生产次磷酸钠的间歇法中,通过增加NaOH/P4的摩尔比至2.4-3,并同时维持Ca(OH)_2/P4的摩尔比至少为1.21时,可以大大增加产品收率。同时相应增加H_2O/p4的摩尔比至38～60时,也可增加产品收率。     

金属锆醇盐对钛合金表面溶胶-凝胶转化膜结构及漆层结合力的影响

采用有机硅烷和金属锆醇盐为主成分、无水乙醇为溶剂，在TC4钛合金表面制备了溶胶-凝胶转化膜。采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、辉光放电质谱(GDMS)、X射线光电子能谱(XPS)等技术分析了金属锆醇盐含量对转化膜表面微观形貌和成分，以及纵深方向元素分布和氧元素价态的影响。通过电化学阻抗谱(EIS)分析了转化膜的电化学特性和结构特点。最后通过长时间湿热试验研究了金属锆醇盐含量对后续有机漆层结合力的影响。结果表明，制备的溶胶-凝胶转化膜分成有机层和无机层两部分，其中无机层主要是由Ti─O─Zr/Si共价键结构组成，有机层主要由硅烷的有机碳链交联形成。当金属锆醇盐含量为2 000 mg/kg时，转化膜具有最佳的结构完整性，能够保证钛合金表面有机底漆优异的结合力和耐久性。     

钛酸丁酯/负载钛体系催化异戊二烯聚合

以钛酸丁酯[Ti(C_4H_9O)_4] 和TiCl_4/MgCl2(简称Ti)为主催化剂、三异丁基铝(简称Al)为助催化剂催化异戊二烯 (Ip)聚合,考察了Ti(C4H9O)4和Al用量对聚合物在汽油中可溶性及单体转化率、催化效率(CE)的影响,并对聚合物进行了表征.结果表明,当Ti/Ip(摩尔比)一定时,聚合物在汽油中的溶解度随着Ti(C_4H_9O)_4/Ip(摩尔比)的增加而增大,Ti(C_4H_9O)_4/Ip为3×10~(-3)时,单体转化率达到最大值;当主催化剂配比及用量一定时,聚合物在汽油中的溶解度随着Al/Ti(C_4H_9O)_4(摩尔比)的增加先增大后减小,当 Al/Ti(C_4H_9O)_4为10～15时,单体转化率和CE存在最大值;该催化体系制得的聚异戊二烯以反式-1,4-结构为主,同时包含一定量的3,4-和1,2-结构.     

一种三元相变材料的制备及改性研究

将3种无机水合盐相变材料按不同配比混合,制备出三元相变材料低共熔混合物。选择纳米TiO_2作为改性剂,通过步冷曲线、DSC、SEM、IR、XRD对样品进行分析,研究了纳米TiO_2对三元相变材料过冷度及热性能的影响。结果表明,Na_2HPO_4·12H_2O/Na_2S_2O_3·5H_2O/CH_3COONa·3H_2O三元相变材料的最佳配比为60∶30∶10;当纳米TiO_2质量分数为7%时,Na_2HPO_4·12H_2O/Na_2S_2O_3·5H_2O/CH_3COONa·3H_2O三元相变材料的过冷度从2.0℃降低到0.3℃,无相分离,相变焓从116.75 J/g提高到120.01 J/g。     

纳米晶氧化钛薄膜在陶瓷砖中的应用研究

以(C_4H_9O)_4Ti为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2溶胶,并将溶胶涂覆于陶瓷砖表面,经过热处理制备了具有纳米晶TiO_2薄膜的陶瓷砖。通过XRD、DSC-TG、EDS等测试手段分析了其相变进程。结果表明,锐钛矿与金红石相转变温度为500~700℃,且锐钛矿转变金红石过程在热分析曲线上的吸/放热效应不明显,说明这是一个缓慢转变的过程。在该条件下制备的TiO_2薄膜由大量的纳米级的小晶粒组成,晶粒尺寸为20~30nm,粒度分布较窄,且TiO_2薄膜与陶瓷砖釉层结合紧密。     

溶胶-凝胶工艺合成微孔-介孔钛硅复合材料

用硫酸催化醇盐水解,经溶胶-凝胶过程制备了微孔-介孔钛硅复合材料。通过X射线衍射(XRD)和低温N_2吸附-脱附测定,考察了水解pH值、温度、时间以及Ti/Si摩尔比等因素对产物孔道结构的影响。实验结果表明,在pH值2.5～3.0,温度60℃,反应时间2h的条件下进行钛、硅醇盐的水解聚合是较为有利的,合成产物具有短程有序的孔道结构,较窄的孔径分布,随Ti含量增加比表面积减小。以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作模板剂得到的纯硅样品为平均孔径1.78 nm的微孔材料,具有866 m~2/g的比表面积;而含Ti产物为微孔-介孔材料,平均孔径略小于2 nm。以三嵌段聚合物(P123)作模板剂得到的含20%质量分率Ti的产物为介孔材料,平均孔径略小于4 nm,比表面积为618 m~2/g。     

DBS包覆钛盐水解制备纳米TiO2的研究

以Ti(SO_4)_2水溶液为前驱体,NH_3·H_2O为沉淀剂,以十二烷基苯磺酸钠(dodecyl benzene sulfonate,DBS)为表面活性剂,采用常温水解沉淀法制备出了纳米TiO_2粉体。用XRD测试粉体的晶相组成;用TEM分析粉末的晶体形貌。研究了溶液的pH、表面活性剂、煅烧温度等对纳米TiO_2颗粒尺寸的影响。结果表明:当溶液pH为2.0～4.0,分散剂质量分数为1.5％时,水解沉淀得到的TiO_2晶粒尺寸在10～20nm之间。研究烧结过程中晶粒的变化时发现:由于DBS的包覆,有效地抑制了煅烧过程中晶粒的长大。     

以无机盐为原料溶胶-凝胶工艺制备LaAlO3薄膜

以无机盐为原料 ,利用溶胶 -凝胶工艺在硅衬底上制备了LaAlO3薄膜。La(NO3) 3·6H2 O和Al(NO3) 3·6H2 O的冰醋酸溶液通过试剂交换形成金属醋酸盐的冰醋酸溶液 ,乙酸酐 (CH3CO) 2 O能除尽硝酸根和结晶水 ,乙酰丙酮 (AcAc)部分取代醋酸盐分子中的醋酸根形成的M(OAc) 3-x(AcAc) x 其部分水解形成M(AcAc) 3-x(OH) x。而M(AcAc) 3-x(OH) x 聚合并与甲纤维素 (MCL)形成线状结构使LaAlO3溶胶易于成膜 ,凝胶LaAlO3薄膜经过 65 0～ 75 0℃ ,30min退火形成立方钙钛矿结构。薄膜的折射率为 1.74～ 1.95 ,介电常数为 2 3～ 2 6,介电损耗(tanδ)在 2 .1× 10 - 4 ～ 2 .4× 10 - 4 之间     

大颗粒超高纯度硅溶胶的制备及其表征(英文)

采用新工艺路线制备四乙氧基硅烷（tetraethoxysilane,TEOS）,以TEOS为原料制备超纯度大颗粒硅溶胶。TEOS是烷氧基硅烷法制备甲硅烷的副产物,经过精馏提纯以后,加入盐酸或氨水催化剂,采用溶胶-凝胶法制备硅溶胶。结果表明：TEOS和硅溶胶金属杂质离子总含量都低于0.3mg/L。用盐酸催化TEOS水解制备溶胶,胶粒直径达到129nm;用氨水催化,胶粒直径达272nm。当物质的量比n（C2H5OH）/n（TEOS）=6,n（H2O）/n（TEOS）=5,搅拌速度为250 r/min,制备的硅溶胶胶粒均匀度最好。加水不搅拌,胶粒很容易发生团聚,但是,当搅拌速率高于500 r/min时,胶粒出现团聚现象。