纳米TiO2/壳聚糖复合膜对大肠杆菌杀菌作用的研究

研究了在室内可见光照射下,TiO2/壳聚糖复合膜对大肠杆菌的杀菌作用.当壳聚糖(chitosan)溶液浓度为0.5%,TiO2含量(质量)为0.125%(TiO2/壳聚糖溶液)时,复合膜在2h内对大肠杆菌的杀菌率就达到90%以上.与其它膜相比,杀菌速率快,且杀菌效果持久.结果表明,纳米TiO2/壳聚糖复合膜是具有较好杀菌功能的绿色环保材料.     

卤胺化合物改性壳聚糖/TiO2抗菌复合膜的制备

将5,5-二甲基海因接枝到壳聚糖上,添加TiO2,用涂膜的方法制备复合膜。比较分析了不同参数条件下的氯含量高低,得出最佳工艺参数,然后按照最佳工艺参数制备复合膜,对复合膜进行了SEM和XRD表征,分析了其紫外稳定性及抗菌性能。结果显示:TiO2可均匀分布在复合膜中,TiO2的加入可以明显地提高复合膜的紫外光稳定性。氯化后的复合膜(氯含量为8.17×1020atom/cm2)对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌有很好的杀菌效果(10min可以全部杀死7.1log的金黄色葡萄球菌和99.33%的大肠杆菌),该复合膜可用于食品包装材料及生物医药等方面。     

TC4钛合金超亲/疏水TiO2膜制备及其摩擦性能分析

以TC4钛合金为基底,采用阳极氧化法在其表面制备TiO2膜,再用十七氟癸基三甲氧基硅烷修饰TiO2膜。利用OCA20视频光学接触角测量仪测得基底、TiO2膜、TiO2/氟硅烷复合膜表面对去离子水的静态接触角分别为62°、2°、158°,表面润湿性经历了由亲水到超亲水再到超疏水的转变。室温下,以球/平面接触方式,采用440-C不锈钢球为摩擦对偶件,利用UMT-2多功能微摩擦磨损试验机测试仪对试样进行摩擦磨损试验。结果表明,基底摩擦系数在0.4左右,TiO2膜和TiO2/氟硅烷复合膜摩擦系数在0.1左右,TiO2膜具有减摩特性;基底磨损表现为磨粒磨损,TiO2膜和TiO2/氟硅烷复合膜则表现为塑性变形及轻微的磨粒磨损。     

TiO2/聚酰胺反渗透复合膜的制备及表征

以钛酸四丁酯为原料,在水/丁醇界面区进行水解,制备了锐钛矿型TiO2。分别将不同量的TiO2分散在水相或油相中,以界面聚合方法制备了TiO2/聚酰胺反渗透复合膜,研究了TiO2含量对所制备复合膜结构和分离性能的影响。SEM图谱结果表明,当TiO2添加到水相中时,其同时存在于聚酰胺复合膜皮层的底层以及聚砜基膜的指状孔道中;当TiO2添加到油相中时,复合膜表面结构致密,峰谷结构明显,可看到在膜皮层的表面有TiO2存在。膜分离性能的研究结果表明,与TiO2添加在水相中相比,TiO2添加在油相中能更好地提高膜分离性能。膜抑菌性能研究表明TiO2/聚酰胺反渗透膜在紫外光照下对大肠杆菌表现出良好的杀灭性能。     

溶胶-凝胶法制备H-PVA/TiO2复合膜及其可见光催化活性

结合溶胶-凝胶和热处理技术制得具有可见光催化活性的热处理聚乙烯醇/二氧化钛(H-PVA/TiO2)复合膜。X射线衍射(XRD)图谱表明,复合膜中的TiO2为锐钛矿型,PVA为无定型态;扫描电镜(SEM)图像显示,热处理后复合膜表面微裂纹增多。以罗丹明B为目标污染物,研究了H-PVA/TiO2复合膜的可见光催化性能,结果表明,与TiO2相比,H-PVA/TiO2复合膜可见光催化活性显著提高,在H-PVA/TiO2复合膜作用下,经过6h可见光辐照,罗丹明B的脱色率可达到89%,而同样光照条件下,以TiO2为光催化剂时,罗丹明B的脱色率仅为42%。     

聚苯胺/TiO_2纳米复合膜的制备及表征

利用溶胶-凝胶法和浸渍-提拉法于载玻片表面沉积了TiO2纳米薄膜,然后通过化学氧化法得到了聚苯胺/TiO2纳米复合膜。借助XRD、AFM、UV-Vis、XPS等方法对复合膜进行了表征。结果表明,所得TiO2薄膜由规则立方体外形的纳米TiO2组成,颗粒直径为20nm。包覆后所得聚苯胺/TiO2复合膜由不规则球形颗粒组成,颗粒直径增大为35nm。薄膜的UV-Vis光谱分析表明,聚苯胺/TiO2复合膜的吸收带边约为390nm,对可见光的吸收显著增强。XPS分析结果表明,复合膜中N+/N之比高达0.63,高于块体聚苯胺的0.57和理想的本征态盐中的0.5,表明掺杂程度高。     

TiO_2/酚酞聚醚砜复合超滤膜的研究

采用浸没沉淀相转化法制备了TiO2/酚酞聚醚砜复合膜,系统地研究了溶剂种类、TiO2添加量等条件对TiO2/PES-C膜结构与性能的影响.结果表明:以DMAc为溶剂时液-液分层速度较慢,得到的超滤膜在添加TiO2前后透过性能均较好,截留率高.与不含纳米TiO2的PES-C膜相比,含TiO2的TiO2/PES-C复合膜的超滤性能、亲水性和抗蛋白污染性都有了显著的改善.当TiO2添加量小于3%时,膜表面Ti元素的含量随着TiO2添加量的增加而增加,其透过性能和抗污染性能也在提高,纳米TiO2/PES-C复合膜具有不对称的断面结构和致密的皮层,亚孔层具有更好的贯通性;当TiO2添加量超过5%时,表面明显分布有大量小孔,其断面结构则表现为皮层变厚,亚孔层消失,只存在指状大孔结构,同时膜的透过性能有所降低.在膜的抗污染试验中,通过牛血清白蛋白溶液连续运行和接触角测定实验表明,TiO2的加入有助于减缓膜在运行过程中通量的衰减,增强了膜的抗蛋白污染性和亲水性.当TiO2水溶液添加量为3%时,TiO2/PES-C复合膜的通量达到最大,亲水性最好,且具有较好的抗蛋白污染性.     

烧结NdFeB永磁体表面Ni-P／TiO2复合膜的耐腐蚀性能

采用化学镀镍和溶胶-凝胶成膜技术,在烧结NdFeB永磁体表面形成了Ni-P/TiO2复合膜,XRD分析结果表明,复合膜为非晶态结构.Ni-P/TiO2复合膜在0.5 mol/L H2SO4溶液中的Jcorr、Rp为2.38μA/cm2和12.5 kΩ·cm2,分别为Ni-P镀层的1/3和1.6倍;复合膜在0.5 mol/L NaCl溶液中的Jcorr、Rp为0.22μA/cm2和120 kΩ·cm2,分别为Ni-P镀层的1/7和2.0倍.Ni-P/TiO2复合膜耐盐雾时间超过Ni-P镀层2.5倍.所制备的Ni-P/TiO2复合膜较Ni-P镀层有更佳的耐腐蚀性能.     

Al2TiO5-ZrO2复相材料的制备与性能

以α-Al2O3,TiO2,ZrO2为主要原料,以MgO,SiO2,Fe2O3为稳定剂,经1500℃×2h烧结可制得低热膨胀系数的Al2TiO5-ZrO2复相材料.实验发现:随试样中ZrO2含量的提高或随ZrO2稳定程度的提高,Al2TiO5-ZrO2材料的RT～1000℃热膨胀系数逐步降低,这与材料复合体热膨胀系数的常规相悖.ATZ-5试样的抗弯强度为39.15MPa,吸水率为3.28%,热膨胀系数为4.46×10-6 /℃,其抗热震性能优良,可承受的热震温差是P-ZrO2试样的1.62倍.     

TiO2-VOx纳米复合膜制备及耐腐蚀性研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍提拉技术在316L不锈钢(316Lss)表面构筑纳米TiO2,TiO2/TiO2-VOx/TiO2复合膜,应用AFM和XRD表征膜的形貌及结构,并用光、电化学方法测试复合膜在0.5 mol/L NaCl溶液中暗态或紫外照射下的耐腐蚀性能,结果表明TiO2/TiO2-VOx/TiO2复合膜具有双重保护功能,即在紫外光照下可以起到光生阴极保护的作用,特别是当停止光照后,光生电位仍可维持在较低的电位长达6h以上;作为覆盖层纳米复合膜又可作为良好的阻挡层显著提高金属的耐腐蚀性.     

SrCO_3/TiO_2复合薄膜太阳能电池的性能研究

采用丝网印刷法制备了SrCO3/TiO2复合薄膜电极;组装电池,研究了复合电极的光电性能。结果表明:敏化SrCO3/TiO2复合薄膜电极太阳能电池的短路电流密度、开路电压和填充因子比敏化TiO2电极电池均有增加,总的光电转换效率从3.01%提高到了3.53%,增加了17.3%。另外紫外光谱表明,SrCO3/TiO2复合薄膜电极吸附更多的染料。电化学阻抗谱研究表明,SrCO3/TiO2复合薄膜电极相对于空白TiO2电极有更小的阻抗,有利于电子在薄膜中的传输,提高了太阳能电池的性能。     

热分解法制备纳米TiO2微粒膜及其杀菌性能的研究

采用钛酸丁酯热分解法在陶瓷、玻璃表面制得均匀透明的多孔TiO2纳米微粒膜材料.以TEM、XRD、TG-DTA、GB15979-1995等方法对膜材料的结构、组成、晶粒大小、杀菌性能进行了研究.结果表明:膜材料为均匀的多孔锐钛型TiO2微粒膜;TiO2微粒大小在7～30nm范围;杀菌性能好,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌在30min内的杀菌率均达到90.00%以上.该膜材料可直接应用于陶瓷、玻璃制成具有杀菌功能的陶瓷、玻璃制品.该膜材料进一步应用研究可望在水质消毒、污水处理、空气净化、环境保护等方面具有广阔的应用前景.     

脉冲激光沉积ZrW_2O_8/ZrO_2复合薄膜及其靶材制备

采用化学共沉淀法合成26wt%ZrW_2O_8/ZrO_2近零膨胀复合陶瓷靶材,并以脉冲激光法在石英基片上沉积制备了ZrW_2O_8/ZrO_2复合薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、热膨胀仪、扫描电子显微镜(SEM)研究了复合靶材的晶体结构、热膨胀性能和致密度,同时也探索了热处理温度对复合薄膜的相组成和表面形貌的影响.结果表明:合成的靶材由α-ZrW_2O_8和m-ZrO_2组成,26wt%ZrW_2O_8/ZrO_2复合靶材在30℃～600℃的热膨胀系数为-0.5649×10~(-6)K~(-1),近似为零,且靶材致密、均匀;脉冲激光沉积制备的薄膜为非晶态,表面平滑、致密,随着热处理温度的升高,薄膜开始结晶,在1200℃热处理6min后得到纯ZrW_2O_8/ZrO_2复合薄膜,且两相物质在膜层中分散均匀,结晶后的薄膜存在一些孔洞缺陷.     

半导体TiO2纳米微粒膜光催化杀菌机理与性能的研究

采用均相沉积法在陶瓷、玻璃表面制得均匀透明的多孔TiO2纳米微粒膜材料.对该半导体微粒膜光催化原理、膜表面活性氧类的形成机理、TiO2微粒光催化杀菌机理进行了探讨.并用GB15979-1995的方法对该膜材料的杀菌性能进行了测试研究,杀菌范围广、速度快、杀菌率高;对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌在30min内的杀菌率均达到90.00%以上.并对乙肝病毒在20min内的杀灭率达到43.43%.也有可能对呼吸道病毒,如流感病毒、"非典"(SARS)病毒有一定的杀灭作用.     

电沉积法制备ZrO_2薄膜的工艺研究

研究了水溶液中电沉积ZrO2薄膜的工艺,系统分析了镀液成分、pH值、电流密度及沉积时间对电沉积ZrO2薄膜的影响规律,并分析了薄膜的厚度、成分和形貌等。研究结果表明,在硝酸锆水溶液中加入一定量的络合剂和添加剂,可以得到与基体结合好、分布均匀的ZrO2薄膜。     

聚3-甲基噻吩修饰量子点硫化镉连接纳米结构TiO2复合膜电极光电化学研究

采用原位化学法在纳米结构TiO2电极上制备了量子点CdS(Q-CdS),并用电化学方法在TiO2/QCdS表面聚合3-甲基噻吩po1y(3-Methylthiophene)(PMeT).通过对PMeT修饰Q-CdS连接TiO2纳米结构膜的研究表明,PMeT和Q-CdS单独修饰纳米结构TiO2电极和PMeT修饰Q-CdS连接纳米结构TiO2电极的光电流产生的起始波长都向长波方向移动;一定条件下在可见光区光电转换效率均较纳米结构TiO2的光电转换效率有明显的提高;聚3-甲基噻吩(PMeT)与Q-CdS连接的纳米结构TiO2之间存在p-n异质结.在一定条件下p-n异质结的存在有利于光生电子/空穴的分离,提高了光电转换效率.     

Ni/TiO2复合镀层光催化抗菌性能的研究

为了研究TiO2在镀层中的光催化抗菌活性,以不锈钢为基体,制备了Ni/TiO2光催化抗菌功能性复合镀层,测定了镀层中TiO2微粒的复合量,考察了Ni/TiO2电极的光催化析氢性能,利用ESEM观察了镀层的表面形貌,并探讨了半导体TiO2光催化杀灭细菌的机理.研究表明:当镀层中TiO2复合量达到21.98%时,Ni/TiO2复合镀层对大肠杆菌、绿脓杆菌、粪链球菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均大于95%;在光照射下,Ni/TiO2电极阴极析氢反应的起始电位正移了约200mV.     

纳米层包覆TiO2粒子复合乳胶涂料的光催化和耐老化性能研究

采用氯化法、通过表面无机包覆制得了主要物相为金红石型TiO2的光催化剂纳米粉体,在乳胶涂料中的应用表明,复合了该产品的乳胶涂料具有优良的光催化杀菌和净化空气的性能,以及优异的耐老化性.提出削弱基体材料耐老化性的不是TiO2的光催化作用,而是TiO2晶格缺陷引起的光化学活性.     

TiO_2/MnTiO_3复合纳米管的光谱学性能研究

采用水热法制备了TiO2/MnTiO3复合纳米管,研究了TiO2纳米管经三元半导体MnTiO3复合后光谱性能的变化。用X射线衍射(XRD)、紫外-可见光谱(UV-Vis DRSs)、拉曼光谱等对制得的样品进行表征。MnTiO3的复合改变了TiO2纳米管的表面缺陷态,增强了TiO2纳米管在可见光区的吸收。     

纳米TiO2的原位包覆及分散性研究

采用水热合成法制备纳米TiO2粉体,以自制的1100分散剂对粉体进行原位包覆和后包覆,考察了分散剂用量、pH值对包覆体系分散性的影响,利用XRD和TEM进行结构表征和形貌观测,并采用分光光度法对纳米TiO2粉体水分散体系稳定性进行了检测,在此基础上制备了纳米TiO2／有机复合涂膜．研究表明：原位包覆制备的纳米TiO2中,锐铁矿相的质量分数为100％,分散较均匀,纳米TiO2粉体的平均粒径约为20nm;分散剂用量为8．0％、pH值为3和10时,其水溶液分散稳定性较高;后包覆制备的纳米TiO2粉体由锐钛矿相（73％）和金红石相（27％）构成,纳米TiO2粒子处于团聚状态,无明显颗粒形态;涂膜经自然光照射24h后,对大肠杆菌的杀灭率为99．8％;良好的分散工艺和有效的分散剂可充分发挥纳米TiO2的光催化功能．