氢氧焰燃烧合成纳米二氧化钛颗粒及其分散行为

采用氢氧焰燃烧法合成分散均匀、团聚程度低的纳米TiO2颗粒,采用离子型共聚物改性剂处理制备分散稳定、黏度低的纳米TiO2水性分散体系,借助X射线衍射、比表面积、红外光谱、透射电镜和zeta电位分析等手段,研究纳米TiO2颗粒的晶相、形貌、粒径分布及表面电荷。结果表明:燃烧嘴中心环氢气含量、分散剂用量及pH值对纳米TiO2团聚程度影响较大,当氢气流量控制在1.52 m3/h、水性体系分散剂的质量分数为7.5%、pH控制在8时,纳米TiO2分散性能最佳。     

去离子水中分散剂对复合纳米ZnO-CeO_2粉体的分散效果

纳米颗粒在有机溶剂中能较好分散,但有机溶剂有毒,且成本高。以去离子水为介质,分别加入分散剂吐温-80、十二烷基苯磺酸钠(SDBS),对复合纳米ZnO-CeO2粉体进行分散。采用傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪和透射电镜对分散物进行分析,研究了不同分散条件下的分散效果。结果表明:50 mL去离子水、0.5 g复合纳米ZnO-CeO2粉体体系中,采用吐温-80分散,其用量为1.0 g,pH值为5,温度为60℃,超声时间为20 min时,分散效果最佳;采用SDBS分散,其用量为1.5 g,pH值为5,温度为50℃,超声时间为20 min时,分散效果最佳;复合纳米ZnO-CeO2粉体经2种分散剂分散后,表面被均匀包覆,且分散体系稳定,团聚现象明显降低,晶型无变化;非离子型分散剂吐温-80的分散效果优于阴离子型分散剂SDBS的。     

纳米锑掺杂二氧化锡水悬浮液性质的研究

为研制稳定性、分散性良好的纳米锑掺杂二氧化锡(ATO)水悬浮液,研究了纳米ATO在水中的稳定、分散行为,讨论了分散剂种类、ATO用量、pH值、分散剂用量对体系稳定性、分散性和流变性的影响。采用沉降实验、Zeta电位仪、激光粒度仪、透射电镜等测试方法对纳米ATO悬浮液的特性进行表征。实验结果表明,选用静电位阻型分散剂聚乙烯亚胺(PEI),ATO用量为8％,分散剂用量8％～10％,pH值>4时,7 d后悬浮液沉降体积分数小于16％,ATO的平均粒径100 nm左右,体系粘度小于2 mPa·s。     

纳米TiN粉体在无水乙醇中的分散研究

应用超声、球磨等分散方法,分别以非离子型表面活性剂吐温-80、聚乙二醇1000、聚乙二醇1500及硅烷偶联剂A-1230为分散剂对纳米TiN粉末在无水乙醇中的分散性能进行了研究。分析了分散剂类型、分散剂用量、体系pH值、超声时间、球磨时间、球磨转速等因素对粉体分散效果的影响。采用分散相的沉降高度和沉降速率表征分散稳定性,试验结果表明硅烷偶联剂A-1230是纳米TiN粉体在无水乙醇中较为理想的分散剂,pH值和分散剂的用量存在一个最佳值,超声分散与球磨分散相结合是合适的分散工艺。当pH值为4、A-1230添加量为粉体质量的23%时,经10min超声处理、4h球磨后所得纳米浆料的分散效果最好,稳定时间可达6个月。对分散后的纳米TiN颗粒进行了TEM、SEM观察,纳米TiN均匀分散在无水乙醇中,颗粒平均粒径在20nm以下,纳米TiN在无水乙醇中的分散遵循空间位阻稳定机制和静电稳定机制。     

纳米TiO2粉体分散工艺优化

为了充分利用纳米TiO2粉体的光催化特性,采用物理分散与化学分散相结合的方法,以蒸馏水为介质,对纳米TiO2粉体进行均匀分散;用体积沉降率评价法优选最佳分散剂,并通过正交实验得出纳米TiO2粉体的最佳分散工艺条件;采用透射电镜和激光衍射粒度仪对分散效果进行表征。结果表明,纳米TiO2粉体的最佳分散工艺条件如下:纳米TiO2粉体的质量分数为1%,以质量分数分别为0.5%、1%的聚丙烯酸铵、聚乙二醇为复合分散剂,分散液pH为7.0,高速剪切乳化机作用时间为30 min,转速为5 000 r/min,超声波作用时间为10 min;分散液中纳米TiO2粉体的粒径主要集中在30~50 nm,粒径分布均匀,分散效果稳定。     

氧化铝-水纳米流体的分散性研究

通过在水介质中添加纳米氧化铝粒子，研制了一种新型传热冷却工质-氧化铝-水纳米流体，给出的纳米流体沉降照片和粒径分布显示了加入分散剂的悬浮液具有较高的分散性、稳定性．同时还测定了纳米Al2O3-水悬浮液的zeta电位和吸光度，探讨了不同pH值和SDBS分散剂加入量对纳米氧化铝粉体在水相体系分散稳定性的影响。结果表明：zeta电位的绝对值与吸光度有良好的对应关系，zeta电位绝对值越高，吸光度越大，粉体体系的分散性能越好；pH值约在8.0时，溶液的zeta电位绝对值较高，吸光度较大，说明此时有较好的分散效果．SDBS能显著提高水溶液中舢203表面zeta电位绝对值，增大了颗粒间静电排斥力，改善了悬浮液稳定性。在0．1％纳米Al2O3-水悬浮液中，SDBS分散剂最佳加入量（质量分数）为0．10％时，能得到分散稳定的悬浮液体系。     

纳米ATO/TiO_2填料聚氨酯透明隔热涂料的制备与性能

为了制备隔热性能和透光性均较好的建筑物玻璃隔热涂料,以水性聚氨酯为成膜物质,纳米氧化锡锑(ATO)和纳米二氧化钛(TiO2)为填料,制备了水性纳米透明隔热玻璃涂料。采用扫描电镜、隔热膜温度测试仪及紫外分光光度计对纳米ATO与TiO2粒子在涂料涂膜中的分散稳定性、涂料涂膜的隔热性能及光学性能进行了分析,研究了纳米TiO2与ATO浆料配比及涂膜厚度对涂料涂膜性能的影响。结果表明:纳米ATO与TiO2浆料通过硅烷偶联剂KH-570改性,再辅以分散剂分散,经过高速分散和超声波分散后,与聚氨酯复合制得了分散稳定的复合透明涂料;该涂料不仅具有良好的成膜性能,且涂膜经红外灯照射60 s后,与空白玻璃对比,隔热温差最高达6.23℃,在保证良好的可见光透过率及隔热性能的前提下,最佳纳米TiO2与ATO浆料体积比为2∶20,最佳涂膜厚度为75μm,此时涂料涂膜隔热温差达3.60℃。     

六偏磷酸钠对制备ATO@TiO2导电晶须的影响研究

采用沉积-共沉淀法,以自制的金红石型纳米TiO2晶须为载体,六偏磷酸钠(SHMP)为分散剂,加入锡锑的氯盐溶液,制备以掺杂氧化锑的氧化锡为壳、纳米TiO2为核的导电晶须ATO@TiO2。探究SHMP添加量、分散时间、pH等几个因素对TiO2载体分散处理后负载效果的影响。通过Zeta电位测试表征TiO2浆料的分散性,采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、四探针导电测试仪对ATO@TiO2导电晶须粉体的形态、导电性能进行表征。结果表明,TiO2晶须载体在SHMP添加量为1. 5wt%(相对TiO2),pH=8,60℃下处理1. 5h后,分散与包覆效果良好,ATO@TiO2导电晶须粉体的表面电阻率达(1. 5±0. 2) kΩ·cm。     

纳米ATO粉体的高度均匀与稳定分散研究

纳米氧化锡锑(ATO)粉体的高效分散和长期稳定是制备纳米透明隔热材料的关键因素。首先考查了分散剂、pH值、粉体表面特性、分散工艺、粘度等参数对分散稳定性的影响,采用沉降法、分光光度计法、电镜法对分散效果进行表征。结果表明,采用复合分散剂,其添加量占粉体质量5%,同时采用超声和球磨相结合的分散方式可以使分散效果达到最佳;通过增加粉体表面球度和分散介质粘度的方法可以有效提高粉体的分散稳定性,pH值对粉体分散稳定性影响不大。最后,通过优化分散工艺得到了高度均匀、长期稳定的纳米ATO分散液及纳米透明隔热涂料。     

聚合物分散剂对纳米TiO_2水悬浮液分散稳定性的影响

纳米TiO2复合乳胶漆的制备一般要求预先分散纳米TiO2并制成水悬浮液。为了制备稳定分散的纳米TiO2水悬浮液,研究了乳胶漆中常用的分散剂SN5040和PEG对纳米TiO2在水溶液中分散稳定性的影响,并分析了分散剂的作用机理。实验结果表明:SN5040能有效分散纳米TiO2,按照先SN5040后PEG的方式添加一定比例的混合分散剂,PEG能在SN5040吸附层上嵌入式吸附,显著提高了纳米TiO2的Zeta电位值,更有利于纳米TiO2水悬浮液的分散稳定性。红外光谱分析(FT-IR)表明:SN5040主要是通过与表面裸露的Ti4+形成配位键而吸附到纳米TiO2粒子表面上的。     

磷掺杂解决玻璃基TiO2光催化薄膜的钠扩散问题

采用溶胶-凝胶法在钠钙硅玻璃上制备了纯的和掺磷的TiO2薄膜,分别用AFM、XRD分析了薄膜的表面形貌和晶相组成.磷的掺入降低了TiO2锐钛矿相的结晶度,并且可以与从钠钙硅玻璃基片中扩散至薄膜的钠离子形成磷和钠的化合物,从而降低热处理过程中钠离子扩散对TiO2薄膜光催化活性产生的不利影响.利用罗丹明B作为光催化降解物质来表征TiO2薄膜的光催化活性,在相同的实验条件下,纯的TiO2薄膜的降解率为24.3%,掺磷5%的TiO2薄膜的降解率为50.3%.     

细菌纤维素负载稀土掺杂二氧化钛复合膜的制备和光催化性能

以细菌纤维素(BC)为载体,用溶胶-凝胶法原位生成稀土镧和铈元素(La,Ce)掺杂的二氧化钛复合膜,以甲基橙为目标降解物,考察了复合膜的光催化活性。结果表明:稀土元素已引入TiO_2/BC复合膜中;掺杂TiO_2的晶型为锐钛矿型;掺杂稀土的TiO_2/BC复合膜的光催化活性比未掺杂的有较大提高;铈掺杂的TiO_2/BC复合膜的光催化性能优于镧掺杂的;Ce~(4+)掺杂的最适浓度为2 mmol/L,而La~(3+)掺杂的最适浓度为5 mmol/L;稀土掺杂的TiO_2/BC复合膜对甲基橙溶液重复降解5次的降解率仍高于70%。     

反应热压(Al2O3+TiB2+Al3Ti)/Al复合材料的低周疲劳行为

采用反应热压法以Al、B₂O₃、TiO₂粉和Al、B、TiO₂粉为原料制备了两种(Al₂O₃+TiB₂+Al₃Ti)/Al复合材料。后一种原料粉制备的复合材料从基体中析出了细小的Al₃Ti相。研究了应变控制原位生成复合材料的室温低周疲劳行为。结果表明,在应变幅较小时(ε_</em>t≤0.3%),不含Al₃Ti析出相的材料表现为循环稳定;而在应变幅较大时(ε_</em>t≥0.4%), 则表现为第一周的循环硬化和随后的循环软化。在所采用的应变幅下,含Al₃Ti析出相的材料均表现为循环稳定。疲劳裂纹萌生部位为Al₃Ti相断裂、Al₃Ti相与基体的界面开裂和基体中微裂纹。疲劳裂纹穿过基体,绕过Al₂O₃、TiB₂质点扩展。两种复合材料的疲劳寿命均符合Coffin-Manson公式。      

钕掺杂锐钛矿二氧化钛的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理平面波赝势方法(PWPP),使用Material studio 4.3中的CASTEP软件对钕掺杂锐钛矿二氧化钛进行第一性原理计算,讨论了钕掺杂对锐钛矿晶体结构、能隙、态密度等的影响。结果显示,钕掺杂可以使晶体的禁带宽度减小,有效提高了锐钛矿二氧化钛的光催化活性。     

TiO_2包覆无机矿物粉体的制备

选用无机矿物粉体为基料,官能化金红石型TiO_2浆液为成膜物质,KM-10为官能化助刺,制备了无机矿物粉体/TiO_2复合粒子.采用正交设计实验法,探讨了不同组分的配比及无机矿物粉体的种类对合成包覆产物遮盖力的影响,最佳组分的重量配比为:m(TiO_2浆液):m(KM-10):m(硅酸铝)=0.25:0.05:1,包覆产物的遮盖力可达59.9g/cm~2.产物FTIR结构分析表明,TiO_2是通过化学键包覆在无机矿物粉体表面;经TEM分析表明,产物呈球形结构,分散性良好,平均粒径约为1.0μm.     

APCVD法制备掺氮二氧化钛薄膜及其性能研究

采用常压化学气相沉积(APCVD)法,以四氯化钛(TiCl4)、氧气(O2)氨气(NH3)作为先驱体,成功制备了掺氮二氧化钛(TiO2)薄膜.通过对其进行扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见透过光谱(UV-VIS)研究后发现,氮掺杂后在二氧化钛薄膜中引入Ti4O7相,抑制了锐钛矿相向金红石相的转变,光吸收限发生红移,相应从365.8nm红移到了402.6nm,提高了薄膜在可见光照射下的光催化效率,并改善了薄膜表面的亲水性能.     

TiO_2/竹炭复合材料研究(Ⅰ)制备与表征

以60目竹炭为载体、钛酸四正丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/竹炭复合材料。用XRD、SEM、EDX等分析技术对其进行了表征,并就其对罗丹明B的光降解的催化作用进行了研究。结果表明,所制备的TiO2/竹炭复合材料经过500℃绝氧烧结后,其负载的TiO2主要呈锐钛矿型结构,具有较好的紫外光催化活性。     

Synthesis of barium titanate nanopowder by a soft chemical process

A simple soft chemical method of synthesizing barium titanate nanopowders and nanorods is described here, where titanium dioxide/titanium isopropoxide was taken as a source of titanium, tartaric acid was taken as a template material, nitric acid as an oxidizing agent. The synthesized powders and rods were characterized by XRD, TG and DTA, SEM and IR spectroscopy. In this process phase pure barium titanate nanopowders and nanorods can be prepared at a temperature of 900 °C and the process is simple and cost-effective.     

Phase transformations in nanostructural anatase TiO<Subscript>2</Subscript> under shock compression conditions studied by Raman spectroscopy

Shock-wave-induced phase transformations in nanostructural titanium dioxide TiO₂ (anatase) powders of two types have been studied by Raman spectroscopy. It is established that, at a shock-wave compression to 42 GPa, anatase particles can either transform into a columbite phase or exhibit amorphization.     

氮掺杂TiO_2的制备及其光催化性能研究

应用溶胶-凝胶法,以尿素和钛酸丁酯为原料制备前躯体,前躯体在500℃、焙烧3 h条件下制备不同浓度掺杂氮的TiO2纳米粉体。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、紫外可见光谱(UV-Vis)等分析手段对样品的物相、形貌、成分和吸光性能进行表征,并且以亚甲基蓝溶液为模拟污染物在阳光下进行光催化实验。结果表明:样品主要为锐钛矿相二氧化钛及少量的金红石型二氧化钛,颗粒粒径小于300 nm,有一定程度的团聚,样品中含有质量分数分别为0、2.99%、6.23%、11.38%的氮元素,氮掺杂样品的光谱吸收边缘红移至400~470 nm。光催化实验表明:氮掺杂可以大大改善TiO2在可见光波段的光催化性能。