玻璃基TiO_2-Fe_2O_3-CeO_2复合纳米薄膜的光催化性能研究

在溶胶-凝胶法制备的TiO2胶膜表面涂覆金属离子,通过焙烧制备TiO2-Fe2O3-CeO2复合纳米薄膜。以甲基橙为目标降解物,讨论过渡金属离子Fe3+和稀土金属离子Ce3+的掺杂对TiO2薄膜光催化活性的影响。采用SEM、XRD、EDS等表征手段对复合氧化物薄膜进行表征。结果表明:所制备的薄膜具有纳米结构;Fe3+、Ce3+单掺和Fe3+/Ce3+共掺均可提高TiO2薄膜的光催化性能,但相同条件下共掺离子的光催化活性更高。     

ZnO/Al_2O_3复合纳米颗粒的制备与表征

为研究ZnO/Al2O3复合纳米颗粒在涂料、化妆品等领域的应用,采用直接沉淀法制备了纳米ZnO,用硫酸铝水解生成的Al2O3对纳米ZnO进行了表面改性。采用IR、TEM、SEM、XRD等手段对改性前后的粉体进行表征。分析结果表明,改性后粉体颗粒的团聚现象减轻。粉体的光催化降解甲基橙的实验研究表明,改性后ZnO粉体的光催化活性明显下降,进一步证明纳米ZnO颗粒表面存在Al2O3的包覆层。     

碳纤维负载钐掺杂纳米TiO_2复合材料的制备与表征

采用静电纺丝法和热处理工艺制备了纳米碳纤维负载掺杂1.5%(摩尔分数)Sm的纳米Ti O2复合材料(Sm-Ti O2/CNFs),利用SEM、EDX、TEM、FTIR和XRD对其组成和结构进行了表征,并以甲基橙为降解对象,考察了Sm-Ti O2/CNFs复合材料在紫外光照射下对甲基橙的光催化降解效果。结果表明,掺杂Sm3+的Ti O2以锐钛矿晶型均匀分散在碳纳米纤维的表面和内部,质量分数为20%左右;相对于未掺杂的Ti O2/CNFs样品,Sm-Ti O2/CNFs的光催化活性提高约37%。     

纳米TiO_2-硅藻土复合材料对染料的光催化降解性能

以TiOSO_4为钛源,氨水为沉淀剂,以水解沉淀法制备纳米TiO_2-硅藻土复合材料;结合XRD、SEM、氮气吸-脱附表征手段,对比研究复合材料、纯TiO_2、纳米级TiO_2(P25)对罗丹明B的光催化性能以及复合材料对罗丹明B、刚果红、甲基橙、亚甲基蓝等染料的吸附及光催化降解性能。结果表明:纳米TiO_2-硅藻土复合材料对罗丹明B的光催化性能明显优于纯TiO_2和P25;复合材料对不同污染物的吸附及光催化性能存在显著差异,对阳离子型的亚甲基蓝的吸附及光催化性能最好,对阴离子型甲基橙的吸附及光催化性能最差。     

La_(0.7)Ca_(0.3)Fe_(0.25)Co_(0.75)O_3-聚苯胺纳米复合材料的合成与表征

用甘氨酸一硝酸盐燃烧法制备掺杂的钙钛矿型La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3纳米晶体复合氧化物;以苯胺、过硫酸铵为原料,盐酸为溶荆,采用原位聚合法合成粒径为18.1nm的La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3-聚苯胺纳米复合材料.用IR、XRD、SEM和电化学测试对复合材料进行表征.结果表明;La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3纳米晶体阻碍了聚苯胺结晶,复合材料中PANI和La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3存在相互作用,高分子基体在一定程度上减少了纳米颗粒的团聚.循环伏安表明,在KOH溶液中,复合材料有更好的电化学活性.     

Er2Sn2O7的水热合成及光催化活性研究

采用水热法制备了Er2Sn2O7纳米颗粒,并用TEM、XRD、IR、Raman等技术对其进行了表征.结果表明:Er2Sn2O7纳米颗粒的粒径约为20nm左右,且尺寸分布均匀.以紫外光为光源,甲基橙为目标降解物,研究了该纳米催化剂的光催化活性,结果显示其具有较高的催化效率.另外,对甲基橙催化降解后的产物进行了UV-vis、IR、Fluorescence表征分析,并初步探索了甲基橙分子在该实验条件下的光催化降解机理.     

石墨烯负载Fe_2O_3纳米复合材料及储能性能研究

针对锂离子电池体系,以提高负极材料可逆充放电容量为目的,制备了Fe2O3-石墨烯纳米复合材料,并利用XRD、SEM对其结构和形貌进行了表征分析,通过恒流充放电测试对其电化学性能进行系统研究。采用水热法成功制备了二元的Fe2O3-石墨烯纳米复合材料,纳米Fe2O3分布较为均匀,形貌多为菱形块状或类球状多面体,且与石墨烯片相互交叠,有效抑制了双方的团聚,形成了有利于储锂的堆砌结构。电化学性能测试表明,Fe2O3-石墨烯纳米复合材料的储锂性能大大优于石墨烯和纳米Fe2O3,30次循环后,可逆容量仍高达1 252mAh/g,循环性能优异;随着石墨烯加入量的增大,Fe2O3-石墨烯纳米复合材料的可逆容量越高。     

气相溶胶-凝胶法制备TiO_2-硅藻土复合光催化材料

以硅藻土和钛酸四丁酯(TBOT)为原料,氨气气氛中,利用TBOT在硅藻土表面及内部的原位水解-缩合反应制备TiO_2-硅藻土复合光催化材料;采用SEM、XRD、EDS、紫外分光光度计等对该复合材料的表面形貌、晶型、催化性能等进行表征;使用该复合材料对甲基橙进行催化降解。结果表明:TBOT在硅藻土表面及内部生成纳米TiO_2微粒,具有硅藻土的孔道结构和纳米TiO_2微球2级结构,具有光催化性能。     

共沉淀法制备纳米Fe3O4及其对橙黄Ⅱ的降解

通过共沉淀法制备Fe3O4纳米颗粒,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面孔隙分析(BET)对样品进行表征。以合成的纳米Fe3O4催化H2O2氧化降解橙黄Ⅱ,考察了共沉淀法制备过程中的Fe2+/Fe3+的摩尔比、反应温度、pH值、Fe离子浓度等因素对Fe3O4催化性能的影响。结果表明在Fe2+/Fe3+的摩尔比为3∶4、反应温度80℃、pH值为10、Fe离子浓度为0.1mol·L-1的条件下制备出的Fe3O4纳米颗粒催化活性最高,其粒径为20nm左右。并且未干燥的磁流体对橙黄Ⅱ的降解效率明显高于Fe3O4粉体。     

乙二醇溶剂热合成自组装SrTiO3片状纳米结构及其光催化性能

以钛酸四正丁酯((C4H9O)4Ti)水解沉淀的钛羟基氧化物和硝酸锶(Sr(NO3)2)为反应原料,以氢氧化钾(KOH)为矿化剂,以乙二醇((HOCH2)2)为溶剂,经200℃溶剂热反应得到了由纳米颗粒自组装形成的SrTiO3片状纳米结构。分别用XRD、SEM、TEM表征SrTiO3粉体的物相结构和微观形貌。通过光催化降解罗丹明B(RhB)对比研究了乙二醇溶剂热合成的纳米颗粒自组装SrTiO3片状纳米结构和水热合成的SrTiO3粉体的光催化性能,结果表明,乙二醇溶剂热合成的SrTiO3自组装片状纳米结构具有更加优异的光催化性能。     

尖晶石型铁氧体Co1-xZnxFe2O4的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了尖晶石型铁氧体Co1-xZnx Fe2O4.利用XRD、SEM表征了纳米颗粒的结构和形貌,结果表明所合成的样品为尖晶石型铁氧体,形貌呈圆球状,粒径均匀,直径约为50nm.通过考察样品对甲基橙的降解情况研究了其光催化活性,结果表明经过A位Zn离子掺杂的Co1-xZnxFe2O4样品光催化活性明显提高.     

静电纺丝法制备Fe3+/TiO2纳米纤维及表征

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为纤维模板,钛酸四丁酯(Ti[O(CH2)3CH3]4)和Fe3+为前驱体,乙醇为溶剂,醋酸为催化剂,采用静电纺丝法制备不同含铁量的复合纳米纤维Fe3+/TiO2,经500℃煅烧得到以锐钛矿为主的Fe3+/TiO2纳米纤维。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别表征了Fe3+/TiO2纳米纤维的形貌与晶态,计算了样品的晶粒尺寸和锐钛矿所占的比例,并比较了5%Fe3+/TiO2纳米纤维、5%Fe3+/TiO2粉体以及纯TiO2纳米纤维三者光催化降解亚甲基蓝(MB)的效果。研究表明:由静电纺丝法制备的5%Fe3+/TiO2纳米纤维的光催化降解效果比相同含铁量的粉体的降解效果好,TiO2纳米纤维比5%Fe3+/TiO2纳米纤维的光催化活性高。     

掺Fe3+附银二氧化钛光催化剂的制备及其光催化活性研究

采用酸催化溶胶-凝胶法和光化学沉积法相结合制备出了掺Fe3 附Ag纳米TiO2复合粒子,用TEM、XRD、XPS、UV-vis等技术进行了表征.结果表明:纳米粒子粒径约为10～15nm;Fe3 的掺杂能促进TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变;改性后的TiO2对光的吸收发生红移,吸收强度明显增大;XPS分析表明附载在TiO2表面的银以Ag0形式存在.以紫外光为光源,甲基橙为目标降解物,评价了催化剂的光催化活性,实验表明,掺Fe3 附Ag的TiO2比纯TiO2及仅掺Fe3 或仅附Ag的TiO2能显示出更高的光催化活性;且掺Fe3 0.4%、附银1%(摩尔分数)的催化剂的光催化活性最高.     

核壳型TiO2／HAP纳米复合光催化剂的制备与表征

采用非均相沉淀的方法，首次在纳米TiO2的表面诱导沉积一层羟基磷灰石（HAP）。通过X射线衍射（XRD）和傅立叶红外光谱（FT-IR）对制备的样品进行结构和成分分析；用原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）和电子能谱仪（EDS）对样品包覆进行表征；采用甲基橙的光催化降解反应和大肠杆菌吸附率测定对所制光催化剂的光催化活性和吸附特性进行了评价；并与纯的纳米TiO2进行比较分析，文中还初步探讨了TiO2／HAP纳米复合材料的包覆机理．结果表明，TiO2／HAP为核壳结构，且包覆均匀，羟基磷灰石包覆层的厚度为8nm。所制备的样品具有良好的光催化活性和对细菌良好的吸附性能。这种核壳型TiO2／HAP纳米复合材料可用作环境净化和杀菌材料．     

磁响应性TiO2/石墨烯纳米复合材料的合成及光催化性能

采用乳液插层水解法成功制备了一种层状磁响应性光催化纳米复合材料.首先通过水热法制备磁性Fe3O4纳米粒子,将其超声分散在溶有钛酸丁酯的无水乙醇中,形成钛酸丁酯包裹Fe3O4纳米粒子的微乳液,然后将该微乳液插层于石墨烯中,利用石墨烯的层状结构作为载体形成一种稳定体系,通过控制水解,使TiO2纳米粒子与磁性Fe3O4纳米粒子共同镶嵌于石墨烯层间,形成一种新型的磁响应TiO2/石墨烯纳米复合材料.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、震动样品磁强计(VSM)等手段对该复合材料进行表征,并通过模拟太阳光下降解亚甲基蓝(MB)评价复合材料的光催化性能.该复合材料通过磁分离可反复使用,重复使用7次后,对亚甲基蓝的降解率仍大于90％.     

Fe~(3+)/N共改性TiO_2可见光催化剂的制备及其对染料光催化降解性能研究

以偕胺肟纤维(AOCF)为载体,与TiCl_4进行配位后再水解,制得TiO_2/纤维复合物(N-TiO_2)。再将NTiO_2与FeCl_3反应,获得Fe、N共改性纳米TiO_2/纤维复合材料(Fe3+/N-TiO_2)。采用SEM、XRD、EDS等对复合物的形貌、晶态结构、表面元素进行表征。以染料降解率为指标,优化制备条件:Fe~(3+)初始浓度5.0mmol/L、pH=2.0、改性反应时间为20min。考察了Fe~(3+)/N-TiO_2对活性黄、活性红和甲基橙三种染料溶液的光催化降解性能,结果显示:在可见光下其对3种染料表现出良好的光催化性能,且可多次重复使用与再生,光催化反应过程符合一级反应动力学特征。PL和UV-Vis分析表明:Fe、N共改性使TiO_2禁带宽度窄化,吸收带边红移,其光谱响应范围变宽。     

Fe3O4／壳聚糖纳米微球的制备与表征

采用原位聚合法制备分散性良好、粒径在300nm以下、兼具磁性能与荧光性能的Fe3O4／壳聚糖纳米微球,通过XRD、IR和SEM等对产物的组成、结构和微观形貌进行表征,利用荧光光谱分析Fe3O4壳聚糖纳米微球进行光学性能测试,实验结果表明,通过交联反应,Fe3O4被壳聚糖所包覆,产物显示出了非常好的荧光性能,并且在外加磁场下具有明显的磁响应行为。     

溶胶-水热法制备纳米SrTiO3及其表面包覆Al2O3的研究

采用溶胶-水热法制备纳米SrTiO粉体,并采用非均匀形核法在纳米SrTiO3粉体颗粒表面包覆一层Al2O3.借助X射线衍射仪(XRD)、激光粒度分析仪(SL)、红外光谱分析仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)对样品进行比较分析.结果表明,用溶胶-水热法制得的SrTiO3粉体颗粒具有较小的粒径,但团聚现象比较严重;经过表面包覆Al2O3后的SrTiO3粉体颗粒粒径小,形状规则,呈球状,分散性好,分布均匀,团聚现象得到改善.     

煅烧温度、煅烧时间和Fe3+掺杂量对TiO2光催化性能的影响

以钛酸四正了酯为先驱物,采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和Fe3+掺杂的纳米TiO2(Fe3+/TiO2)光催化剂,并用XRD、UV-Vis等进行了表征,系统研究了煅烧温度、煅烧时间和Fe3+掺杂量对催化剂在自然光条件下光催化降解甲基橙性能的影响.结果表明,相同煅烧温度下,Fe3+/TiO2的粒径比纯TiO2的粒径小.制备纯TiO2和Fe3+/TiO2的最佳煅烧时间分别为4h和3h,最佳煅烧温度均为773K.适量掺入Fe3+可以显著提高纳米TiO2在自然光条件下的光催化降解活性,Fe3+/TiO2中Fe3+的最佳掺杂量为10.00%,相应的脱色效率为28.37%.     

阳极氧化与化学放氮气结合的一步法N掺杂TiO_2纳米管的制备、表征及光催化活性

亚硝酸钠在酸性条件下可以与尿素发生反应生成氮气,在阳极氧化制备Ti O2纳米管的电解液中加入放出氮气反应需要的试剂,控制酸度连续放氮,实现了一步法N掺杂的Ti O2纳米管的新制备方法。并且通过SEM、EDS、XRD、XPS等表征手段对N掺杂和未掺杂的Ti O2纳米管的表面形貌和晶型结构及元素组成进行了对比分析,最后通过甲基橙的光催化降解来表征了N-Ti O2制备过程中盐酸浓度和亚硝酸钠浓度对光催化活性的影响。