离子液体中TiO_2-SiO_2复合气凝胶的制备

采用溶胶-凝胶法,正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(TBT)为硅源和钛源,以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([HMIM]Br)为模板剂,常压干燥制备了块状TiO2-SiO2复合气凝胶。通过SEM、TEM、XRD、FT-IR及N2吸附-脱附法对复合气凝胶的结构进行了表征,并对其光催化性能进行相关研究。制备的n(Ti)∶n(Si)∶n(ILs)=2∶1∶0.5的TiO2-SiO2复合气凝胶具有多孔结构,其孔径为3.216nm,孔体积为0.418cm3/g,比表面积为519.4m2/g,且对罗丹明B的光降解性能明显高于P25。     

TiO2/SiO2复合气凝胶的制备研究

采用溶胶-凝胶方法制备TiO2/SiO2复合气凝胶,利用低表面积的溶剂进行替代、分级陈化和干燥,形成较为完善的网络结构,使得TiO2/SiO2复合气凝胶能够非超临界制备.所制得的复合气凝胶孔径20~40 nm,比表面积200~400 m2/g,孔体积1~2 cm3/g.     

TiO2/SiO2复合气凝胶的制备与传热特性

针对SiO2气凝胶红外遮光性能差的问题,以纳米二氧化钛作为掺杂剂,以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶工艺和非超临界干燥方法制备了不同TiO2掺杂量的纳米孔改性SiO2气凝胶复合材料,研究了pH值和乙醇含量对凝胶时间的影响,并采用SEM、TEM和BET方法分别对凝胶的表面形貌和孔结构进行了分析表征.结果表明,当pH为6时,乙醇/TEOS为8∶1(摩尔比)时,可得到掺杂均匀、完整的TiO2/SiO2凝胶;热处理后的复合气凝胶具有网状纳米孔结构;当掺杂量小于5％时,干凝胶平均孔径为20～50 nm,比表面积均大于1 000 m2/g.通过红外透过率及消光性能比较,TiO2掺杂SiO2干凝胶复合材料的红外光屏蔽功能较纯SiO2气凝胶提高了50％.     

利用离子液体[Bmim]Br制备富含锐钛矿微晶的SiO2-TiO2复合气凝胶

以离子液体为助溶剂和模板剂,在常压干燥和未经煅烧条件下成功制备了具有较大比表面积(385.2m2/g)和介孔网络结构的SiO2-TiO2复合气凝胶,并且在未经煅烧的条件下制得的气凝胶具有良好锐钛矿型微晶结构,同时研究了离子液体助溶剂的用量对晶型及晶粒尺寸的影响。结果表明,当n(IL)/n(SiO2+TiO2)=1,SiO2-TiO2复合气凝胶的锐钛矿相晶粒最大为6.2nm。     

TiO2-SiO2复合多孔材料的低成本制备及表征

以廉价的TiCl4和工业水玻璃为原料,采用溶胶-凝胶法,用无水乙醇对湿凝胶进行溶剂交换处理,通过常压干燥工艺制备了TiO2-SiO2多孔材料.利用SEM、FTIR、BET吸附对多孔材料的形貌和性质进行了研究,分析了TiO2-SiO2多孔材料吸附和光催化降解罗丹明B的性能.结果表明,用3 mol/L的TiCl4水溶液制得的TiO2-SiO2多孔材料对罗丹明B有较高的吸附率和光解率;n(Ti): n(Si)=2:1的TiO2-SiO2多孔材料对罗丹明B有较高的吸附率.而n(Ti):n(Si)=1:2的TiO2-SiO2多孔材料对罗丹明B有较高的光解率.     

介孔TiO2的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为先驱体,冰醋酸为螯合剂,利用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备出介孔纳米TiO2光催化剂。采用X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),N2吸附-解吸BET技术对其组织结构进行表征,以甲基橙为降解物测定介孔TiO2光催化剂的光催化性能,并研究了不同温度下TiO2的相变及对光催化性能的影响。结果表明:溶胶-凝胶法制备的纳米介孔TiO2经500℃热处理后完全转变为锐钛矿结构,晶粒尺寸约33 nm,比表面积达到95.339 m2/g,孔容0.095 cm3/g,孔径约11 nm。介孔TiO2光催化剂的最佳热处理温度是500℃,此时甲基橙的降解率最高,可达90%。     

TiO_2-SiO_2复合多孔材料的低成本制备及表征

以廉价的TiCl4和工业水玻璃为原料,采用溶胶一凝胶法,用无水乙醇对湿凝胶进行溶剂交换处理,通过常压干燥工艺制备了TiO2-SiO2多孔材料。利用SEM、FTIR、BET吸附对多孔材料的形貌和性质进行了研究,分析了TiO2-SiO2多孔材料吸附和光催化降解罗丹明B的性能。结果表明,用3mol／L的TiCl4水溶液制得的TiO2-SiO2多孔材料对罗丹明B有较高的吸附率和光解率;n（Ti）：n（Si）=2：1的TiO2-SiO2多孔材料对罗丹明B有较高的吸附率,而n（Ti）：n（Si）=1：2的TiO2-SiO2多孔材料对罗丹明B有较高的光解率。     

SiO_2气凝胶/WO_x-TiO_2复合空气净化涂料的制备及性能

以常压干燥制备的SiO2气凝胶和水热合成法制备的WOx-TiO2复合光催化粒子为主要的功能性无机吸附/光催化剂添加相,合成制备了SiO2气凝胶/WOx-TiO2复合空气净化涂料。通过BET-BJH法分析了SiO2气凝胶的比表面积及孔容积,利用光催化降解罗丹明B的实验分析了WOx-TiO2复合光催化粒子的可见光催化活性,重点研究了SiO2气凝胶/WOx-TiO2复合空气净化涂料对罗丹明B和甲醛气体的吸附/光催化降解能力。吸附/光催化降解罗丹明B的实验表明,吸附/光催化剂占涂料质量分数为5.0%时,具有较稳定、较高的吸附/光催化降解率,达69.6%;吸附/光催化降解甲醛的实验表明,当吸附/光催化剂占涂料质量分数的5.0%并且纯SiO2气凝胶与WOx-TiO2复合光催化粒子质量比为1∶1时,3h内复合空气净化涂料对甲醛气体的吸附/光催化降解率可达到84.62%。     

离子液体[C_6mim]Br中TiO_2气凝胶的制备

以钛酸四丁酯为前驱体,离子液体[C6mim]Br为催化剂及模板剂,在低温、常压条件下制备了TiO2气凝胶。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及N2吸附/脱附法对结构进行了分析。结果表明,TiO2气凝胶为锐钛矿晶体结构,平均孔径为9.7nm,比表面积为264.3m2/g,孔体积为0.513cm3/g。以活性蓝为模拟污染物,紫外汞灯为光源,研究了TiO2气凝胶的光催化活性。结果表明,TiO2气凝胶具有优于P25的光催化活性。     

CdTe/TiO_2多孔材料的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,冰醋酸为螯合剂,通过溶胶-凝胶法合成TiO2。以聚乙二醇为造孔剂,用相同的方法合成了多孔TiO2(P-TiO2)。在超声作用下,水相CdTe量子点在多孔TiO2表面复合,制备得CdTe/TiO2多孔材料(CdTe/TiO2)。对制备的样品进行X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附脱附等表征,以RhB为目标降解物,考察了样品的光催化性能。结果表明,溶胶-凝胶法制备的TiO2、多孔TiO2为锐钛矿结构,TiO2比表面积为38.01m2/g,多孔TiO2比表面积为98.63 m2/g,孔径约4.5nm,CdTe/TiO2多孔材料在可见光区的吸收较多孔TiO2、TiO2有明显提升。多孔TiO2,CdTe/TiO2的光催化性能较TiO2有明显提高,多孔TiO2降解率可达63%,CdTe/TiO2多孔材料降解率可达78%。     

TiO2-SiO2复合气凝胶的制备及其分解甲基橙的研究

采用溶胶一凝胶工艺,经超临界干燥,600℃、2h煅烧制得TiO2-SiO2复合气凝胶,其中Ti02为锐钛矿型,Si02为无定形;以甲基橙为模拟废水,TiO2-SiO2气凝胶分解甲基橙的浓度范围为≤100mg／L,分解速率随着时间的变化而变化,前期呈线性关系,后期呈曲线关系;最大分解甲基橙的量约为30mg甲基橙／g气凝胶,采用400℃煅烧1h的活化方式可使气凝胶的重复使用寿命大于3次。     

离子液体对TiO_2气凝胶结构的影响

以钛酸丁酯(TBT)为钛源,离子液体1-正己基-3-甲基咪唑溴盐([Hmim]Br)为模板剂和老化液,采用溶胶-凝胶法在低温常压下制备了锐钛矿相TiO2气凝胶。通过XRD、FT-IR、BET等方法对样品进行表征。结果表明,以2.5mol/L的[Hmim]Br作为老化液所制备的样品具有最佳的性能参数,其块体尺寸、比表面积、平均孔径和孔体积分别为14mm、208.1m2/g、28.13nm及0.293cm3/g。     

PVDF/TiO_2复合平板超滤膜的制备与性能研究

采用自制纳米TiO2溶胶、商品化纳米TiO2粒子溶胶表面涂覆PVDF膜制得PVDF/TiO2复合膜.通过纯水通量、截留率、接触角以及抗污染性能等实验,考察了不同粒径、浓度的纳米TiO2溶胶对PVDF膜性能的影响,并利用FT-IR和SEM表征了该复合膜的微观构造.结果表明:复合膜的分离性能得到提高,且自制纳米TiO2溶胶改性的PVDF膜综合性能较优异,其接触角由改性前的85.0°降至46.0°,并且去离子水清洗50min后,通量恢复率稳定在95%以上;FT-IR分析显示,复合膜表面羟基数有所增加;SEM观察表明,在PVDF膜表面镶嵌和吸附有一定量纳米TiO2粒子使复合膜呈现出良好的抗污染性能.     

MoP/TiO_2-SiO_2-Al_2O_3的制备及加氢脱芳性能研究

采用溶胶—凝胶法及共浸渍法制备了TiO2-SiO2-Al2O3复合载体,并用共浸渍法制备负载型MoP/TiO2-SiO2-Al2O3催化剂。XRD结果表明,TiO2的晶相衍射峰呈锐钛矿,SiO2则大多以无定型态分散于γ-Al2O3晶体表面。通过原位还原技术对催化剂进行还原处理,在连续固定床反应器上进行活性评价,结果表明,钛硅铝物质的量比对催化剂的活性有很大的影响,在温度为360℃,压力为3MPa,液时空速为1h-1,氢油体积比为500∶1的反应条件下,n（Ti）∶n（Si）∶n（Al）为1∶1∶4,Mo负载量为20%时,MoP/TiO2-SiO2-Al2O3催化剂的加氢脱芳活性最高,达到65.6%。并且TiO2-SiO2-Al2O3三元复合载体比传统的γ-Al2O3和SiO2-Al2O3二元复合载体的活性分别提高了19.6%和13.6%。     

TiO_2薄膜的亲水性及光催化自清洁效果

以溶胶-凝胶法为基础,在普通玻璃表面制备了具有纳米尺寸气孔、纳米及微米尺寸复合气孔结构的TiO2薄膜或TiO2/SiO2复合薄膜,并考察了它们的亲水性能及表面经空气中灰尘污染后,其超亲水性能在紫外光照射下的恢复能力。所有纯TiO2薄膜于制备后测试的表面水接触角均达到0°。SiO2的掺杂量较小（10%）时,SiO2的掺入增大了薄膜的水接触角,但随着SiO2掺杂量的增大,接触角减小,可达到超亲水效果。表面污染的薄膜经紫外光照射后,其超亲水性的光致恢复能力基本不受前驱体溶胶的陈化时间、SiO2掺杂浓度、表面形态的影响,但与薄膜的光催化活性有关。4层以上的薄膜或带有SiO2中间隔离层的薄膜由于可以抑制玻璃基底中Na＋扩散至薄膜表面,光催化降解灰尘污染物的能力较高,紫外光照射后均能恢复其超亲水性能。