热处理对PPR/纳米TiO2复合材料力学性能的影响

制备了无规共聚聚丙烯(PPR)/纳米TiO₂复合材料，并研究了热处理对复合材料力学性能和断口形貌的影响。结果表明：使用4%(w)经硅铝复合包膜改性后的纳米TiO₂可大幅提高PPR的力学性能，复合材料的拉伸强度由未改性的24.0 MPa提高到36.5 MPa，断裂伸长率由未改性的45%提高到90%；热处理可消除复合材料内部热应力，促进结晶的完善，有效改善PPR/纳米TiO₂复合材料的拉伸性能及弯曲性能，热处理最佳温度为120℃，最佳时间为40 min，在此条件下，复合材料的拉伸强度及弯曲强度增幅分别达33.8%,35.9%。     

导电填料的选择性分布及浅色导电PP/PS共混物的制备

以导电氧化钛晶须(C-TiO₂)为填料,利用硬脂酸钠改性C-TiO₂实现其选择性分布,并采用弹性体氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)增容,通过熔融共混制备浅色导电C-TiO₂/聚丙烯(PP)/聚苯乙烯(PS)共混物。通过傅立叶红外光谱(FTIR)和水接触角表征硬脂酸钠对C-TiO₂的改性效果。利用SEM观察导电共混物断面形貌,PP/PS共混物呈海-岛结构,改性后的C-TiO₂更倾向分布在PP相,同时SEBS的使用显著增强了PP/PS的界面黏附。测试了C-TiO₂对导电共混物白度、力学性能以及导电性能的影响。结果表明：C-TiO₂提高了导电共混物的力学性能和白度,当C-TiO₂质量分数为23%时,导电C-TiO₂/PP/PS共混物体积电阻率低至7.16×10⁷Ω·cm。制备的浅色导电C-TiO₂/PP/PS共混物在高色度要求的静电涂装领域具有潜在...     

纳米二氧化碳/环氧化脱蛋白天然胶乳复合材料的制备及性能

以环氧度为25%的环氧化天然橡胶(ENR)为基质、聚多巴胺(PDA)改性的纳米TiO₂(PTiO₂)为填料，采用胶乳共混法制备了PTiO₂/ENR复合膜，并研究了填料PTiO₂的添加量对PTiO₂/ENR复合膜力学性能、热稳定性和抗紫外老化性能的影响。结果表明，PDA提高了纳米TiO₂在ENR基质中的分散性；随着填料PTiO₂的加入，PTiO₂/ENR复合膜的热稳定性逐渐提高；当PTiO₂添加量为5份(质量)时，PTiO₂/ENR复合膜的拉伸强度为8.15 MPa，与ENR相比提高了2.8倍，扯断伸长率为1 141%;PTiO₂/ENR复合膜经紫外线照射后力学性能保留率均超过97%，具有较好的抗紫外老化性能。     

EBS和PP-g-MAH对聚丙烯/纳米二氧化钛共混物性能的影响

纳米二氧化钛(TiO₂)在聚丙烯(PP)中的分散性与材料的力学性能和抗菌性能密切相关。文章采用双螺杆挤出机将PP、TiO₂、N,N’-乙撑双硬脂酰胺(EBS)和马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)共混,制备出不同分散剂EBS含量的PP/TiO₂共混物,比较了分散剂EBS和增容剂PP-g-MAH对TiO₂在PP中分散性与抗菌效果的影响。结果表明：EBS和PP-g-MAH均能够提高TiO₂与PP的相容性,PP/TiO₂复合材料的力学性能和抗菌性能均有所提高。小分子EBS能够进入PP相区,导致PP晶体规整度降低,阻碍形成片晶结构。PP-g-MAH作为桥梁增加了TiO₂与PP的相容性并诱导PP提前结晶,使PP/TiO₂共混物具有更好的结晶结构和更高的抗菌活性。     

纳米二氧化硅在PA6/EVAC共混物中的分布

采用熔融共混方法，在240℃下制备了不同纳米二氧化硅（SiO₂）含量的尼龙6（PA6）/乙烯-乙酸乙烯酯塑料（EVAC）共混物，测试了力学性能，并通过接触角测试计算润湿系数以及扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等表征方法研究了纳米SiO₂在共混物中的分布情况。结果表明，纳米SiO₂的加入可以同时提高PA6/EVAC （质量比50/50）共混物的刚性和韧性，当纳米SiO₂的含量从1份提高到10份时，材料的弯曲弹性模量从1 345 MPa提高到1 855 MPa，同时材料的简支梁缺口冲击强度从7.8 kJ/m²提高到9.7 kJ/m²。计算得到240℃下纳米SiO₂与PA6，EVAC之间的润湿系数为-0.72，理论预测纳米SiO₂分布在共混物两相界面上。但是从SEM和TEM照片上看到，实际上纳米SiO₂分布在界面和PA6相中，与润湿系数的理论预测结果不完全一致，最后结合高温加工过...     

MOFs衍生TiO2/杂多酸复合材料的制备及光催化性能

采用一锅法制备了金属有机框架 MIL-125（Ti）包裹的磷钼酸（HPMo）,并以其为前驱体,制备得到 HPMo/TiO₂复合材料,利用傅里叶红外光谱（FT-IR）、X 射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）及 N₂-吸附脱附等对其结构和形貌进行表征,结果发现 HPMo/TiO₂复合材料主要表现为介孔结构,且具有较大的比表面积。在可见光照射下,研究了HPMo/TiO₂复合材料对罗丹明B溶液的光催化降解,数据显示,可见光照射90 min 后,罗丹明 B 溶液的降解率达 89.6%,且重复使用 3 次后仍保持较好的催化效果。此外,HPMo/TiO₂复合材料还适用于催化降解其它有机染料。     

无规共聚聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混法制备了无规共聚聚丙烯/纳米二氧化硅（PP?R/SiO₂）复合材料,并通过电子万能拉伸试验机、差示扫描量热仪（DSC）、偏光显微镜（PLM）和扫描电子显微镜（SEM）等对复合材料的力学性能、结晶热力学、结晶形态和微观形貌进行了表征。结果表明,加入纳米SiO₂可以提高PP?R的结晶温度及熔融温度,使之从纯PP?R的93 ℃和141.6 ℃提高到105.6 ℃和142.8 ℃;纳米SiO₂在复合材料中起到异相成核的作用,可以提高结晶速率并细化晶粒,从而提高复合材料的冲击强度;当纳米SiO₂含量为2 %（质量分数,下同）时,复合材料在-15 ℃下的冲击强度达到最大,较纯PP?R提高了2倍多;当纳米SiO₂含量为1 %时,复合材料在23 ℃下的冲击强度达到最大,较纯PP?R提高了近2倍;同时,复合材料的弯曲强度、拉伸强度和断裂伸长率也有所提升。     

PPO-g-MAH与CNTs-x对PPO/PA6共混物的协同增强作用研究

研究了聚苯醚/尼龙6/聚苯醚接枝马来酸酐/功能化碳纳米管(PPO/PA6/PPO-g-MAH/CNTs-x)复合材料的形貌结构、力学性能、动态力学行为、流变性能。引入增容剂PPO-g-MAH可改善PPO与PA6之间的界面性能,明显提高了PPO/PA6共混物的力学性能。通过拉伸、冲击实验,动态力学和流变学实验分析发现,在PPO/PA6/PPO-g-MAH共混物中添加氨基化碳纳米管(CNTs-NH₂),其形貌和力学性能均优于碳纳米管(CNTs)和羧基化碳纳米管(CNTs-COOH)。这是由于CNTs-NH₂与PA6/PPO-g-MAH的相互作用较强,并随着CNTs-NH₂添加量的增加,复合材料的拉伸性能、储能模量和复数黏度提高,但冲击强度降低。     

PP/EPR/改性纤维素复合材料的制备及性能研究

以二元乙丙橡胶（EPR）为增韧材料、纤维素（α?C）为增强材料、EPR接枝乙烯醇共聚物（EPR?g?VA）为增容剂，采用熔融共混方法制备了聚丙烯（PP）/EPR/改性纤维素（M?C）复合材料。通过红外光谱、X射线衍射分析验证了M?C的结构，通过扫描电子显微镜、偏光显微镜、热重分析仪、塑料材料动态性能试验机、电子万能试验机等对PP/EPR/M?C复合材料的微观形貌、球晶尺寸、热稳定性以及力学性能进行分析测试。结果表明：EPR、EPR?g?VA包覆碱预处理纤维素（APC）形成“皮?芯”结构；相对于PP/EPR共混物，PP/EPR/M?C复合材料的热学性能、力学性能均有明显提高，当M?C添加量为6 %（质量分数，下同）时复合材料的冲击强度和维卡软化温度分别达到12.59 kJ/m²和146.5 ℃，并且复合材料中PP相的球晶尺寸变小且晶界面模糊。     

活性炭纤维负载Pr3+:Y2SiO5/TiO2复合材料的制备与性能

为了提高纳米TiO₂对太阳光的利用率和实现光催化剂的回收再利用,采用溶胶-凝胶法将上转换荧光材料与纳米TiO₂复合,通过负载于活性炭纤维（ACF）表面制备了Pr³⁺：Y₂SiO₅/TiO₂/ACF复合材料。运用XRD、FT-IR、SEM、FS、UV-vis DRS等对材料的结构及性能进行了综合表征,并以亚甲基蓝为模拟污染物评价复合材料的可见光催化活性,考察了材料制备过程中煅烧温度、负载次数等制备条件对复合材料可见光下催化性能的影响。结果表明,在浸渍2次、800℃煅烧的制备条件下,复合材料中TiO₂为锐钛矿相（占34.1%）与金红石相（占65.9%）的混合相,亚甲基蓝（15 mg·L^-1）12 h内去除率高达93.8%,反应符合拟一级动力学,反应速率常数为0.2471 h^-1,回收再生利用4次后去除率仍保持在75%以上。     

Structure and dynamics of water in TiO2 nano slits: The influence of interfacial interactions and pore sizes

The interaction of water with TiO₂ surfaces is of enduring interest because of wide applications of the TiO₂ materials in aqueous environments. The structure and dynamic properties of water molecules in TiO₂ nanopores are crucial as increasingly TiO₂ materials are synthesized into nanoporous structures. In this work, the structural and dynamic properties of water molecules in nanoscale slit pores of TiO₂ are investigated, by using three sets of force field models for the water- TiO₂ interaction, as well as four TiO₂ slit pore widths. It is concluded that the water- TiO₂ interaction dominates the interfacial structure of water molecules, while the dynamic properties of water molecules are primarily influenced by the slit width in both interfacial and central regions. These findings indicate that both of the fluid properties and the interactions of fluids with pore wall will determine the transport properties of fluid in nanopores. If the pore size is large enough, e.g. 1.0 nm or larger in this work, the transport properties will be determined most by the fluids themselves. For the cases of pores whose sizes are in the range of interfacial region, the influences of pore size and interfacial interaction will interfere each other.     

铈硅包覆金红石型钛白粉及光催化性研究

采用溶胶-凝胶法,制备了铈硅包覆金红石型钛白粉,通过正交实验考察了浆液浓度、分散剂用量和两种包膜剂含量对铈硅包覆金红石型钛白粉性能的影响。采用Nano-ZS型粒度仪、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和能谱（EDS）等测试手段,对金红石型钛白粉的Zeta电位、表面形貌和元素进行了表征。结果表明：在水浴温度为80 ℃左右、转速为600 r/min、浆液质量浓度为400 g/L、分散剂质量分数为0.1%、二氧化铈质量分数为3%、二氧化硅质量分数为4%的条件下,金红石型钛白粉表面包覆了两层均匀而致密的二氧化硅和二氧化铈膜;罗丹明B光催化降解实验证实,铈硅包覆明显改善了金红石型钛白粉的光催化屏蔽性。     

纳米核壳二氧化钛的可控制备及储锂性能研究

以氟钛酸铵为钛源,采用尿素和双氧水控制Ti4+水解速率,经过一步水热,制备出了锐钛矿型的二氧化钛核壳纳米结构,500 ℃煅烧处理得到电极材料。采用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）、恒流充放电及循环伏安测试对材料的结构、形貌和电化学性能进行表征。结果表明产物形貌尺寸均一,分散性较好。与市售二氧化钛纳米颗粒相比,二氧化钛核壳纳米结构具有多孔结构及优异的结构稳定性,从而具有更好的循环性能和倍率性能。在0.1C倍率下,二氧化钛核壳纳米结构放电比容量为344 mA·h/g,当放电倍率提高到10C时,仍然具有72 mA·h/g的放电比容量。在1C的放电倍率下,经过100次循环,二氧化钛核壳纳米结构放电容量保持率为80%。     

二氧化钛纳米管稳定Pickering乳液制备PS/TiO2纳米管复合微球

利用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）,对水热法制备的TiO₂纳米管进行了表面改性,并用改性的纳米管为稳定剂,采用Pickering乳液聚合法制备了聚苯乙烯/TiO₂纳米管复合微球。采用红外光谱（IR）、光学显微镜、高分辨透射电镜（HRTEM）、高分辨扫描电子显微镜（FESEM）、X射线光电子能谱（XPS）等分析手段,对改性前后TiO₂纳米管以及复合微球的结构和形貌进行了表征,用三相接触角仪测试并优化了TiO₂纳米管的表面润湿性。研究结果表明,当m_KH-570/m_TiO2=15%时,改性TiO₂纳米管表面润湿性最佳,能很好地稳定Pickering乳液聚合,聚合后可以得到壳层为致密均匀TiO₂纳米管,核为聚苯乙烯的复合微球。     

纳米二氧化钛环境风险模拟研究的溶胶配制方法

为了优化用于环境风险模拟研究的纳米二氧化钛颗粒溶胶的制备方法,研究了超声时间、分散剂、静置时间对商购纳米二氧化钛分散效果的影响,从而确定出分散体系稳定、粒径小且二氧化钛浓度较高的纳米溶液,以促进工程纳米材料环境风险的研究。结果表明,在100 mL超纯水中先加入六偏磷酸钠（SHMP）500 mg作分散剂,再加入100 mg商购纳米二氧化钛,然后超声15 min,并静置6 d,最终可得到平均粒径为（196±20） nm,TEM表征粒径为50~80 nm,Zeta电位为（-51.3±6.7） mV,实测分散质量浓度为（61.89±5.41） mg/L的颗粒溶胶。该方法可获得较高浓度、稳定的纳米二氧化钛颗粒溶胶,可为工程纳米材料环境风险模拟研究奠定良好的基础。     

乳液法结合溶胶-凝胶法制备多孔TiO2微球

为了进一步提高二氧化钛（ TiO₂）的反射率,采用乳液法结合溶胶 -凝胶法,以聚乙二醇（PEG）为相分离诱导剂,制备了内部具有不连续多孔结构的 TiO₂微球。考察了 PEG的添加量对 TiO₂微球内部孔径大小的影响。研究结果表明： TiO₂微球内部的孔径随 PEG的用量增加而增大。基于溶胶-凝胶转变和相分离过程,详细介绍了多孔 TiO₂微球的形成机理。当 PEG的添加量为 9.0%时,所制备的多孔 TiO₂微球在近红外区的积分平均反射率为 84.9%,比常见钛白粉提高了 5.4%。     

铝锂合金化铣废液合成γ-AlOOH及表征

铝锂合金化学铣切的化铣废液（CMW）会对环境造成严重影响。为有效解决废液处理问题，本文首次利用铝锂合金化铣废液合成出对染料具有优良吸附性能的纳米片状γ-AlOOH。CMW中的NaAlO₂与H₂O₂在室温条件下反应5min即可合成出比表面积高达278m²/g的纳米片状γ-AlOOH。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和N₂吸附-脱附等表征手段，系统研究了H₂O₂和Al₂O₃摩尔比[(5∶1)～ (15∶1)]对合成的γ-AlOOH结构、形貌及结晶度的影响。结果表明，随摩尔比增加，γ-AlOOH的结晶度、晶体粒度和化学基团含量提高，比表面积由137m²/g增加至278m²/g。通过γ-AlOOH对亚甲基蓝（MB）的吸附性能评价了γ-AlOOH的实用性。γ-AlOOH纳米片对MB具有良好的吸附性能，吸附等温线符合Langmuir模型，最大吸附量达173.30mg/g。因此以铝锂合金化铣废液为原料合成的γ-AlOOH具有较高的应用价值，可用作去除废水中染料的高效吸附剂。     

N-Zn/TiO2光催化氧化脱硫废液中亚硫酸钠的研究

采用溶胶凝胶法合成了氮、锌共掺杂二氧化钛催化剂（N-Zn/TiO₂）,用于催化氧化双碱法脱硫废液中的亚硫酸钠。通过X射线衍射、红外光谱、X射线光电子能谱和场发射环境扫描电镜对N-Zn/TiO₂催化剂的形貌和结构进行了表征。并考察了催化剂用量、溶液pH、空气流量、亚硫酸钠初始浓度对N-Zn/TiO₂光催化氧化亚硫酸钠的影响。实验结果表明：在不加N-Zn/TiO₂催化剂的情况下,将脱硫废液中的亚硫酸钠完全氧化需要8 h,而N-Zn/TiO₂在紫外光照射下能在1.5 h内将亚硫酸钠催化氧化完全。催化剂的用量对反应速率的影响最大,废液中亚硫酸钠的氧化速率随着催化剂用量的增多呈上升趋势。其次是溶液的pH对亚硫酸钠的氧化有较大影响,随着pH的增大,亚硫酸钠的氧化速率呈先增大后减小的趋势。实验所得到的最优反应条件为：催化剂用量为m（催化剂）/m（亚硫酸钠）=1/100,pH=6.5,空气流量为4 L/min。     

含钛高炉渣制备SCR烟气脱硝催化剂

以含钛高炉渣为原料,稀硫酸为溶剂提取钛液,钛液经水解、高温焙烧后制得高比表面积的TiO₂,并以其为载体采用分步浸渍法制备了V₂O₅-WO₃/ TiO₂催化剂。优化了含钛高炉渣的酸解条件,对所得TiO₂进行了XRD、XRF、BET表征,用自制催化剂评价系统考察了所制备催化剂的脱硝性能及抗硫抗水性能。结果表明：H₂SO₄浓度40%、酸渣比1.5、酸解温度80℃、酸解时间3 h条件下,TiO₂浸出率可达90%,水解产物主要为锐钛型TiO₂,纯度达到74%,含有21.2%无定形SiO₂及少量其他杂质。SiO₂的存在提高了产物的比表面积、孔径,有利于活性组分的负载。以含钛高炉渣基TiO₂为原料制备的V₂O₅-WO₃/TiO₂脱硝催化剂相比于以商业TiO₂和TiOSO₄制备的催化剂,在250～450℃具有更高的催化活性,且在300℃具有较好的抗硫抗水性能。     

γ-Al2O3/TiO2混合纳米粒子改性PVDF超滤膜

为提高聚偏氟乙烯（PVDF）膜的亲水性和强度,将纳米二氧化钛（TiO2）溶胶和纳米氧化铝（γ-Al2O3）按不同比例与聚偏氟乙烯共混,采用相转化法制得共混超滤膜。考察了不同比例的混合纳米粒子对PVDF超滤膜的纯水通量、截留率、力学性能等的影响。并利用扫描电子显微镜（SEM）观察了膜的表面和内部微观结构,红外光谱分析（FTIR）和X射线衍射仪（XRD）考察纳米粒子在PVDF基体中的存在状态,通过对复合膜进行拉力测试研究混合纳米粒子对膜力学性能的影响,并使用接触角测量仪测定膜表面和水之间的接触角来定量分析比较膜表面的亲水性。结果表明,γ-Al2O3/TiO2混合比为1∶2时,膜的性能达到最优,孔隙率为74%,水通量为120 L/（m2.h）,截留率为93%,拉力最大负荷为35 N,拉伸应变为22%。