溶胶 - 凝胶法制备 TiO2 及其冷喷涂性能研究

冷喷涂陶瓷涂层的现有研究表明, 大部分商业陶瓷粉末不适合用于冷喷涂, 而实验室制备的纳米团聚粉末 更易于冷喷涂。 溶胶 - 凝胶法是制备纳米 TiO2 最常用的方法之一, 具有工艺简单、 重复性高、 反应易控制等优点, 而且可以通过实验参数的改变从分子水平对反应进行控制, 从而获得结构形态各异的纳米粒子。 本文采用基于钛 酸四正丁酯水解反应的溶胶-凝胶法制备纳米锐钛矿TiO2, 研究粉末的微观结构并考察其冷喷涂性能, 在此基础上, 分析原料粉末性能对其冷喷涂性能的影响。 研究结果表明, 与商业 TiO2 粉末相比, 溶胶 - 凝胶法制备的 TiO2 粉 末具有良好的冷喷涂工艺适应性。 溶胶 - 凝胶法制备的 TiO2 粉末微观结构为不规则形, 经过热处理后由无定形态 转变为锐钛矿相。 冷喷涂 TiO2 涂层晶体结构及涂层内部 TiO2 颗粒的微观形貌均与溶胶 - 凝胶 TiO2 粉末保持一致。 冷喷涂 TiO2 涂层的光催化活性受原始喷涂粉末影响, 当原始喷涂粉末的光催化活性高时, 冷喷涂 TiO2 涂层的光 催化活性也较高。     

湖南大学研发纳米二氧化钛改性氟碳涂料

湖南大学余刚、胡波年和杨景花等人日前研究成功一种纳米二氧化钛改性氟碳涂料及其制备工艺与应用，该涂料是将锐钛矿型纳米TiO2和金红石型纳米TiO2混合物添加到现有氟碳涂料中，添加比例为：锐钛矿型纳米TiO2和金红石型纳米TiO2混合物，氟碳涂料的质量比为1～4：100；所述锐钛矿型纳米TiO2和金红石型纳米TiO2混合物中，锐钛矿型纳米TiO2和金红石型纳米TiO2二者质量配比为4：1。本发明还包括所述改性氟碳涂料的制备工艺及用于涂敷铝合金板材的前处理工艺。使用本发明之氟碳涂料涂装后的铝合金型材和板材具有良好的白清洁性能，耐沾污和耐洗刷性能，良好的耐候性、耐化学腐蚀性，防水防潮，质量轻、防震、隔声、隔热、色泽均匀、不开裂、不变形、不剥落、不褪色等特点。     

混晶纳米TiO2光催化性能及混晶相间的机理研究

采用溶胶-凝胶法制备混晶纳米TiO2和珍珠岩负载纳米TiO2混晶催化剂,以XRD、SEM、UV-vis DRS和电化学方法对样品进行表征.结果表明,晶型调节剂的含量对混晶中金红石和锐钛矿相TiO2的比率有较大的影响;对于负载型纳米TiO2催化剂,混晶比影响催化剂的光催化降解效率.并讨论了混晶的光催化机理.     

Sol—gel法制备纳米二氧化钛及其紫外吸收性能的研究

采用溶胶-一凝胶法制备纳米TiO2粉,用X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）、紫外分光光度计对纳米TiO2粉进行了表征。分析了纳米TiO2粉末的物相、形貌、吸光度等特征,并分析纳米TiO2在化妆品中的应用。     

Fe3+掺杂纳米TiO2的表征及其光催化性能的研究

[目的]提高TiO2的可见光响应和光催化活性.[方法]采用溶胶凝胶法制备掺铁纳米TiO2粉体,进而研究掺铁TiO2的光催化活性.[结果]450 ℃煅烧后掺铁TiO2出现了很明显的TiO2特征衍射峰,且峰形尖锐,结晶良好,均没有出现铁的掺杂新相.随着掺铁量的提高,TiO2的粒径逐渐减小,当掺杂量为0.4%时,TiO2的粒径最小,减少至纯TiO2的45%.掺铁抑制了锐钛矿向金红石矿的转变.随着焙烧温度的升高,TiO2的粒径逐渐增大.用溶胶-凝胶法制备的TiO2均为纳米级,基本成球形颗粒.纯TiO2粒子分布不是很均匀,团聚现象明显;掺铁TiO2颗粒分布均匀,没有明显的团聚现象;掺铁使TiO2在紫外灯和太阳光下的降解性能都有着不同程度的提高.[结论]溶胶-凝胶法制备的掺铁纳米TiO2细化了晶体晶粒,抑制了锐钛矿向金红石矿的转变.     

纳米TiO2/SnO2粉体的溶胶-凝胶法制备研究

以有机、无机盐为原料，通过加入稳定剂、催化剂，采用溶胶一凝胶法制备了TiO2、SnO2和TiO2／SnO2纳米微粒，采用XRD、SEM和XPS等技术对粒子的结构和组成进行分析，研究结果表明：TiO2／SnO2粒子主要由锐钛矿型TiO2和金红石型SnO2组成，与纯TiO2、SnO2相比，TiO2／SnO2微粒的粒度小、分布均匀、不团聚。     

纳米TiO2光催化研究进展

从纳米TiO2晶体结构人手,讨论了纳米TiO2光催化机理、制备技术、修饰活化及分析检测方法,重点比较了锐钛矿型和金红石型纳米TiO2的光催化性能的差异,认为锐钛矿型纳米TiO2由于具有更高的传质空位因而具有好的光催化性能;光催化活化修饰改性应以降低O对Ti的电场束缚为突破点。同时,结合实例介绍了光催化技术在不同领域的最新研究成果。     

掺杂钕离子纳米TiO2的制备及光催化降解水中苯酚的研究

以钛酸四丁醇为原料，采用溶胶．凝胶法制备了掺杂Nd^3＋的纳米TiO2光催化剂，探讨了掺杂对二氧化钛光催化活性的影响。通过X射线衍射（XRD），透射电镜（XRD）对制备的Md^3＋掺杂TiO2样品的相组成和晶粒大小进行了分析，并以苯酚为降解对象，考察了不同掺杂浓度，不同热处理温度下掺杂TiO2对苯酚的光催化降解效果。结果表明：掺杂Nd^3＋的TiO2为锐钛矿和金红石的混合晶相，Nd^3＋掺杂可阻碍TiO2的晶相转变，减小催化剂的晶粒尺寸，提高TiO2粒子的光催化活性。在本实验范围内，当Nd^3＋质量分数为0．8％（以TiO2质量计），处理温度为500℃时，TiO2光催化活性较高。与未掺杂的TiO2相比，其光催化活性提高约70％。     

钛箔表面二氧化钛纳米管的可控制备研究

采用电化学阳极氧化法在金属钛箔表面制得了二氧化钛纳米管,通过调整阳极氧化电压和时间,控制纳米管的管径及管壁尺寸,采用扫描电镜(SEM)观察了不同制备条件下得到TiO2纳米管阵列的微观形貌,考察了氧化电压及时间对纳米管TiO2纳米管阵列形貌的影响;利用热处理工艺调整二氧化钛纳米管的晶型,通过X射线衍射仪(XRD)对样品晶型进行了表征.结果 表明,以0.5％氟化铵的乙二醇水溶液作为电解液,在40 V电压下氧化30 min,得到的TiO2纳米管整齐有序;经过450℃热处理2h,TiO2纳米管晶型由无定型态转变为锐钛矿型TiO2,纳米管出现小部分坍塌.     

钇掺杂TiO2/膨润土纳米复合光催化剂的性能研究

以膨润土为载体,钛酸四丁酯和氯化钇为原料,采用溶胶-凝胶法制备钇掺杂TiO2/膨润土纳米复合光催化剂,运用X射线衍射(XRD)、差热-热重(DTA-TG)和红外光谱(IR)对纳米复合光催化剂进行了表征,在太阳光照射下,通过染料酸性红B的降解反应,考察其光催化活性。实验结果表明:钇掺杂TiO2已进入膨润土层间,经500℃热处理后,在膨润土表面有锐钛矿型TiO2生成,并结合牢固;适量的钇掺杂降低了TiO2粒子的粒径,显著提高了光催化降解有机物的活性;随着光照时间的延长,染料酸性红B的特征峰510nm强度逐渐减弱,2h后彻底消失,酸性红B的去除率达97.38%。     

TiO2纳米晶材料的制备和光催化性能研究

对采用溶胶 凝胶方法制备的TiO2 纳米晶材料进行了光催化分解氨气的测试试验。实验结果表明 ,制备TiO2 纳米晶的方法直接影响TiO2 纳米晶材料的光催化性能。采用碱性水溶液条件形成溶胶 凝胶体系时 ,制备的TiO2 纳米晶材料可长期使用 ,光催化性能不变 ;TiO2 纳米晶的表面处理剂是影响TiO2 纳米晶材料光催化性能的显著因素 ;TiO2 纳米晶在晶粒度小于 10 0nm的条件下 ,其晶粒度大小对光催化性能无显著影响。     

TiO2纳米管的制备及其光催化降解甲基橙的研究

以TiO2和NaOH为原料,采用水热法制备了TiO2纳米管（titania nanotube,简称TNT）,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对TiO2纳米管的结构与形貌进行了研究,以甲基橙（Methyl Orange）为反应物,考察了TiO2纳米管光催化降解甲基橙的效果。研究结果表明：400℃焙烧时,TiO2纳米管主晶相为钛酸,500℃焙烧时,其组成为锐钛矿相;制备的TiO2纳米管可以有效的降解甲基橙,且在光催化降解中起主要作用的是锐钛矿相。     

凝胶时间对掺Co的TiO_2粉末结构和光谱吸收性能的影响

采用溶胶-凝胶法,通过控制凝胶阶段的温度,制得不同凝胶时间下掺杂Co的TiO2粉末(Co/TiO2),并用X射线衍射仪和可见分光光度仪对其进行表征和分析。结果表明:随温度的升高,凝胶时间缩短;在30℃与40℃之间,凝胶时间有一突跃,在30℃时,凝胶时间为24 h,在40℃时,凝胶时间却只有80 min;凝胶时间大于80 min时,金红石相体积分数大于84%,凝胶时间缩短到20 min时,金红石相体积分数为44%;合理调整凝胶时间可以控制锐钛矿相向金红石相的转变;不同凝胶时间下制备的Co/TiO2粉末的光谱吸收范围明显不同,当凝胶时间为40 min时,Co/TiO2粉末的光谱吸收范围最大,锐钛矿相和金红石相的粒径尺寸最小。     

铕掺杂纳米TiO2的制备及其光催化甲酸制氢研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯锐钛矿相的纳米Eu/TiO2粉末,少量铕的掺杂可抑制TiO2晶粒的增长,提高其光催化产氢性能.研究结果表明,铕的掺杂量为5%、煅烧温度为500℃、煅烧时间为2h条件下制备的Eu/TiO2光催化产氢性能最好.以甲酸水溶液为牺牲剂,分别考察Eu/TiO2用量、甲酸初始浓度、溶液pH对产氢过程的影响.结果表明,最佳的Eu/TiO2用量为0.08g/L时,最大氢气产量为204mL;甲酸初始浓度为0.08mol/L,此时每摩尔甲酸的氢气转化率约为5930mL;当溶液pH为3时,甲酸的氢气转化率最高.     

一维镨掺杂纳米TiO_2水热合成及光催化性能研究

以钛酸丁酯和硝酸镨为原料,采用水热法制备Pr掺杂的纳米TiO2。通过XRD、SEM以及Raman UVVis DRS等实验方法研究了样品的晶体结构以及光响应性能。结果表明,水热合成条件对镨掺杂纳米TiO2的形貌及光催化性能有显著的影响。其中在5 mol/L的NaOH碱液环境下,控制水热处理温度为150℃,水热时间为12 h,掺镨量为0.5%(质量分数),热处理温度为500℃,所合成的一维镨掺杂纳米TiO2光催化效果最优。另Pr3+掺杂使纳米TiO2提高了对可见光的吸收能力,并使其吸光域红移约50 nm。     

溶胶凝胶法制备掺杂纳米TiO2粉末及其光催化性能

采用溶胶–凝胶法制备掺锌纳米TiO2粉末、掺氮纳米TiO2粉末以及锌氮共掺纳米TiO2粉末(掺杂量均为1%)。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、傅立叶红外光谱测试仪及紫外可见–分光光度计等分析粉末的物相、形貌、光学性能及光催化性能。结果表明:在纳米TiO2粉末中掺锌或氮,既不会改变粉末的晶体结构,也不会产生新相。与纯TiO2粉末相比,掺锌或掺氮后粉末光催化性能更好。但同时掺入锌和氮,反而会降低TiO2粉末的光催化性。在热处理温度为500℃条件下制备的掺氮TiO2粉末光催化活性最高。     

液相沉积制备TiO_2/Al颜料及其在自清洁涂料中的应用

以硫酸氧钛和氢氧化钠为主要原料,采用液相沉积法在片状Al粉表面包覆TiO2,制备TiO2/Al颜料,并进一步制得含有该颜料的自清洁涂料。以油酸为污染模拟物,用油酸的分解率作为评价手段,考察反应pH、煅烧温度、涂膜厚度对该涂料自清洁性能的影响。通过XRD仪对颜料结构进行表征,并对颜料的分散性和耐腐蚀性能进行研究。结果表明:在pH为4.5、煅烧温度为600℃条件下TiO2/Al表面的TiO2晶型为锐钛矿型,因而具有最强的自清洁能力。当颜料涂膜厚75μm时,经紫外灯光照3 h后油酸的分解率达到91%。用752S型可见分光光度计于λ=420 nm处分别测得Al粉和TiO2/Al颜料的透光率,来表征其分散性,结果证明Al粉的透光率比TiO2/Al高30%;用浓度0.1 mol/L的HCl溶液进行腐蚀实验,TiO2/Al颜料的耐腐蚀性能显著提高。     

可见光活性的Ru掺杂TiO2光催化剂的制备及光解水制氢性能研究

采用溶胶—凝胶法制备了系列Ru掺杂TiO2光催化剂,并利用XRD和UV-Vis漫反射光谱对样品进行了表征。结果表明:Ru掺杂阻止了TiO2纳米粒子由锐钛矿向金红石相的转变,提高了TiO2对可见光的吸收强度。Ru掺杂的最佳浓度为0.014%,在可见光的照射下,Ru(0.014%)/TiO2对光解水制氢有较高的活性。     

SnO2/TiO2纳米复合物的制备及光催化性质

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯和二氯化锡为原料,加入CTAB作软模板,制备SnO2/TiO2纳米复合物.分别用SEM、XRD、IR、UV-Vis等手段对产物进行表征,所得产物晶粒由锐钛矿相的TiO2和金红石相的SnO2组成.以亚甲基蓝和茜素红为模拟污染物,研究其催化活性,结果表明SnO2/TiO2纳米复合物具有较好的光催化活性.     

掺杂镧纳米TiO2的制备和结构表征

本文以钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸、硝酸镧和水为原料,通过控制原料配比、反应温度、陈化温度、焙烧温度和焙烧时间,采用溶胶-凝胶法制备了纯的纳米TiO2和四种不同镧掺杂量的TiO2纳米粉体。确定的工艺参数为:原料按照体积比为V水∶V钛酸丁酯∶V无水乙醇∶V冰醋酸=17∶17∶80∶15,凝胶干燥温度选择80℃,粉体焙烧温度为500℃。对所得产物分别采用FT-IR和粉末XRD法进行了表征,FT-IR分析结果表明,掺杂La3+后TiO2的红外吸收峰的位置基本没有发生变化,但部分吸收峰明显宽化,表明掺杂镧引起基团间作用力的改变,使基团的存在环境和键的强弱发生变化,从而导致了红外吸收峰宽化。XRD测试得出所制备的纯TiO2和四种不同镧掺杂量的TiO2粉体的结构均为锐钛矿型TiO2,且随着La掺杂量的增加,TiO2的粒径越来越小,从未掺杂时的26 nm减小到掺杂1%镧时的8 nm,说明镧的掺杂有细化晶粒的作用。