多元酸修饰剂对水热法制备金红石型TiO2纳米棒的影响

采用偏钛酸和浓硫酸为原料制备TiOSO4溶液,采用碳酸钠水解,多元酸为表面修饰剂,进行了粒径可控的金红石型TiO2纳米棒的水热合成研究.并用X射线粉末衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对制得的样品进行表征.结果表明:多元酸修饰剂的加入对TiO2纳米棒的尺寸大小及尺寸分布影响很大,并对修饰剂的作用机理进行了讨论,修饰剂的位阻效应、羧基的络合作用及TiO2微晶表面的疏水性对TiO2纳米棒的大小和分布起着重要作用.     

不同介质中水热合成纳米TiO2粉体及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为原料,采用水热法分别以蒸馏水、有机小分子化合物(正丁醇、丙二酸和乙二胺水溶液)和无机酸(HNO3、H2SO4和HCl)为介质合成了TiO2纳米粉体.通过XRD和TEM对所得TiO2粉体进行了表征,研究不同介质对所得TiO2粉体的晶相组成、颗粒尺寸及形貌的影响.结果表明:以蒸馏水为介质时所得锐钛矿TiO2的颗粒尺寸分布不均匀;有机化合物抑制锐钛矿型TiO2各向异性生长趋势的能力为:正丁醇＞丙二酸＞乙二胺;相同实验条件下,HCl、H2SO4及HNO3体系中分别获得金红石、锐钛矿及锐钛矿和金红石混晶TiO2.光催化降解甲基橙的研究表明,锐钛矿和金红石混晶TiO2的光催化活性要高于纯锐钛矿结构;纯金红石型TiO2的光催化活性最差.     

钛酸盐一维纳米材料向TiO2纳米材料的水热转化研究

采用强碱性水热处理法分别控制第一次水热反应为160℃和200℃,制备出一维纳米管和纳米棒2种形貌的产物,将其作为第二次水热反应的前驱体,考察了第二次水热体系中pH值和温度对TiO2纳米材料的晶相组成及其微观形貌的影响;采用XRD、TEM以及HRTEM对样品进行了分析.结果表明,当以纳米管为前驱体时,除在pH=0的体系中得到了以金红石相为主的单晶纳米棒外,在pH值为2、4和7的条件下均得到了单晶纯锐钛矿相TiO2纳米颗粒.当以纳米棒为前驱体时,在pH=0的体系中得到了金红石相与板钛矿相共存的纳米棒和纳米颗粒混合产物;在pH值为2、4和7的条件下均得到了纯锐钛矿相TiO2纳米棒;当二次水热温度低于180℃时,前驱体没有转化完全,所得产物为前驱体与锐钛矿相TiO2共存的纳米棒;当水热温度为180℃和210℃时,产物为纯锐钛矿相纳米棒.     

微观调控对二氧化钛光催化性能的影响

采用水热法,以钛酸四丁酯为原料制备形貌可控的TiO2纳米颗粒。利用HCl调控水热反应溶液的H+浓度,实现了对TiO2晶型的调控;通过改变钛酸丁酯与硫酸的反应时间,实现了对TiO2晶面的调控。采用多种表征手段对TiO2的晶型和晶面进行表征。通过在LED灯下降解10mg/L的罗丹明B溶液测定TiO2的光催化性能。研究结果表明:在晶型调控的实验中随着HCI浓度的增大,锐钛矿相和板钛矿相的比例逐渐减小,金红石相逐渐增大。当HCl浓度为0.5mol/L时锐钛矿比例约为75%,此时TiO2的光催化性能最好。控制晶面的实验中,钛酸丁酯与硫酸的反应促进了{001}高能面的暴露,在反应时间为15h时TiO2的光催化性能最好。     

金红石型TiO2纳米棒的制备及其在染料敏化太阳电池中的应用

采用十二烷基苯磺酸钠表面活性剂(DBS)辅助水热法合成TiO2纳米材料,XRD和TEM测试表明,不含DBS的TiO2溶胶水热处理后得到10~20nm锐钛矿型TiO2纳米颗粒;添加DBS后,生成了金红石型TiO2纳米棒.虽然金红石型TiO2纳米棒光电极的染料吸附性能和光电性能均不如锐钛矿型TiO2纳米颗粒光电极,但金红石型TiO2纳米棒漫反射性能较高.可用其制备具有光电转换性能的反射层,这种新型反射层使染料敏化太阳能电池光电转换效率提高了26.14%,而含Ti-nanoxide 300大颗粒TiO2构成的反射层仅能使电池光电转换效率提高11.04%.这种差异的根源在于金红石型TiO2纳米棒不仅具有散射光能力,其本身还可吸附染料进行光电转换.随着反射层厚度的增加,电池短路电流逐步提高.而不吸附染料且无光电转换能力的Ti-nanoxide 300传统反射层则没有这种功能.     

纳米TiO2和纳米ZnO的紫外光学特性及其在聚丙烯抗老化改性中的应用研究

采用水悬浮液法研究比较了金红石型纳米TiO2和纳米ZnO的紫外-可见光学特性,结果表明金红石型纳米TiO2具有比纳米ZnO更加优异的紫外线屏蔽性能,并对两种材料的屏蔽机理进行了分析;通过熔融共混法制备了金红石型纳米TiO2和纳米ZnO两类改性PP材料,用氙灯耐气候试验机对所制备材料进行了28天人工气候加速老化,对比测试了纯PP和两种改性PP老化前后的力学性能和外观变化规律,结果表明添加少量金红石型纳米TiO2或纳米ZnO都可以大幅度的提高PP的抗老化性能,而金红石型纳米TiO2改性PP的抗老化性能要明显优于纳米ZnO改性PP材料.文章最后用SEM对纳米TiO2在PP材料中的分散情况进行了分析.     

晶相可调TiO2多孔薄膜的低温制备及其性能

采用低温方法制备了金红石含量可调TiO2多孔薄膜,并用X射线衍射仪(XRD)、BET比表面积测量仪和透射电镜(TEM)对其进行了表征。以甲基橙(MO)为光催化反应的模型化合物,研究了TiO2多孔薄膜的光催化活性以及重复使用效果。结果表明:随金红石含量增加,TiO2薄膜的紫外光催化活性减小,而可见光催化活性增加;在金红石含量相近的条件下,水热合成TiO2薄膜的紫外和可见光催化活性均高于机械混合TiO2薄膜;TiO2薄膜的光催化重复使用性能良好。当其它实验条件相同时改变MO溶液的初始pH值,其最大降解效率发生在pH=3.00时。光电共同催化效果优于光催化。     

溶胶-凝胶法制备立方相ZnTiO3的研究

以硝酸锌和钛酸四丁酯为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备立方相偏钛酸锌超微粉体,并用XRD、DSC-TG、SEM、IR对其进行组织和形貌表征.结果表明:700℃煅烧1h可制得纯立方相ZnTiO3粉体,粒径约为20～60nm.随着温度的升高,立方相ZnTiO3将向六方相ZnTiO3转变,并进一步分解为Zn2TiO4和金红石型TiO2.     

低温制备锐钛矿型TiO2溶胶的性能研究

采用溶胶-凝胶法,以水为溶剂,在低于70℃下直接合成纳米锐钛矿型TiO2溶胶,研究了反应温度、pH值对溶胶晶型、晶粒大小和稳定性的影响.以不同光照下对亚甲基蓝的降解,评价了溶胶的光催化活性.结果表明:较低pH值下溶胶中的TiO2出现了金红石相与锐钛矿相组成的混晶相,而pH值相对较高时则得到纯锐钛矿相TiO2;在紫外光、日光灯和太阳光下,与P25对亚甲基蓝的降解相比,同等条件下所制备的TiO2溶胶显示出更好的光催化活性;混晶相TiO2溶胶的光催化性优于纯锐钛矿相TiO2溶胶.     

一维钛纳米材料的SEM和TEM形貌研究

在10mol／L氢氧化钠溶液中，以溶胶状纳米TiO2为钛源，分别于150℃和180℃采用水热法合成了钛纳米晶须和钛纳米线；以金红石型纳米TiO2为原料在150℃水热合成了钛纳米管。用扫描隧道显微镜（SEM）、电子透射电镜（TEM）对产物进行了表征，结果表明钛酸钠纳米晶须扫描形貌为球形颗粒状，透射形貌为直径l～3nm针尖...     

500t/a纳米TiO2的生产工艺设计方案

提出了以硫酸法钛白生产的中间产物偏钛酸为原料均匀沉淀法工业生产纳米TiO2的工艺路线,生产规模确定为500t/a,产品品种为锐钛矿型和金红石型.介绍了间歇搅拌釜式水解工艺、多孔陶瓷膜洗涤、隔膜压滤机过滤、旋流动态煅烧炉-旋转闪蒸干燥组合煅烧的工艺设计方案和主要设备的选型,对存在的问题进行了讨论.     

TiO2纳米晶溶胶水热的合成及其染料敏化光电性能

以异丙醇钛为前驱体,采用溶胶水热方法合成了TiO₂纳米晶. 采用XRD和TEM等测试技术研究了合成条件对TiO₂纳米晶的晶粒度、结晶度以及相转变的影响规律. 研究显示,通过控制前驱液的预热处理、水热温度及前驱液浓度等条件,实现了对TiO₂纳米晶的晶型、结晶度、晶粒度 (10～20nm 到120nm) 的稳定调控. 采用优化实验条件后得到的TiO₂纳米晶的水性浆料,使用精确控制膜厚的涂布技术,制作成染料敏化太阳电池 (Dye-Sensitized Solar Cells, DSSC).由于制备的TiO₂纳米晶具有纯锐钛矿晶型、合适的晶粒大小和良好的结晶性,使DSSC的光电转换效率达到了7.33%,高于同样实验条件下以P25或商业TiO₂浆料制作的DSSC的光电转换效率.     

TC4钛合金表面阳极氧化制备TiO_2多孔膜的实验研究

以硫酸为电解液,钛合金(TC4)为阳极,不锈钢片为阴极,采用恒压的氧化方式在钛合金表面获得TiO2多孔膜。通过扫描电镜(SEM)观察了多孔膜的微观形貌并用X射线衍射(XRD)对覆在钛合金基体上的氧化膜进行了物相分析,研究了氧化工艺参数电压、阳极氧化时间和硫酸浓度对TiO2多孔膜相组成的影响。结果表明:TC4钛合金阳极氧化获得的氧化膜为非均一平面的TiO2多孔膜,且膜的孔径分布在90~240nm,XRD分析表明在不同的氧化工艺参数下氧化膜均由锐钛相和金红石相双相晶型组成。在0.5mol/L硫酸溶液中,电压高于100V或氧化时间长于5min即出现锐钛相和金红石相TiO2,随着电压的升高和时间的增长金红石相TiO2的含量逐渐增加;在恒压120V时,硫酸溶液浓度为0.3mol/L即出现锐钛相和金红石相TiO2,随着硫酸浓度的提高金红石相TiO2的含量先增加后减少。     

以正钛酸为原料制备纳米TiO2光催化剂

以正钛酸为原料，通过直接水解法制备纳米TiO2，并对样品分别进行了差热分析，X射线衍射分析和透射电子显微镜分析。结果表明，样品粒子为混晶型纳米TiO2，单分散性良好，粒径分布范围狭窄，当它应用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的光催化降解时，与P－25光催化剂相比，具有较好的催化活性。同时，我们用Al2O3陶瓷膜回收纳米TiO2循环再利用，这为纳米TiO2在环保方面的大规模应用创造了条件。     

以正钛酸为原料制备纳米TiO2光催化剂

以正钛酸为原料,通过直接水解法制备纳米ＴｉＯ_２;并对样品分别进行了差热分析、Ｘ射线衍射分析和透射电子显微镜分析．结果表明,样品粒子为混晶型纳米ＴｉＯ_２,单分散性良好,粒径分布范围狭窄．当它应用于阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的光催化降解时,与Ｐ－２５光催化剂相比,具有较好的催化活性．同时,我们用Ａｌ_２Ｏ_３陶瓷膜回收纳米ＴｉＯ_２循环再利用;这为纳米ＴｉＯ_２在环保方面的大规模应用创造了条件．     

Phase-pure TiO(2) nanoparticles: anatase, brookite and rutile

We report on the synthesis of phase-pure TiO(2) nanoparticles in anatase, rutile and brookite structures, using amorphous titania as a common starting material. Phase formation was achieved by hydrothermal treatment at elevated temperatures with the appropriate reactants. Anatase nanoparticles were obtained using acetic acid, while phase-pure rutile and brookite nanoparticles were obtained with hydrochloric acid at a different concentration. The nanomaterials were characterized using x-ray diffraction, UV-visible reflectance spectroscopy, dynamic light scattering, and transmission electron microscopy. We propose that anatase formation is dominated by surface energy effects, and that rutile and brookite formation follows a dissolution-precipitation mechanism, where chains of sixfold-coordinated titanium complexes arrange into different crystal structures depending on the reactant chemistry. The particle growth kinetics under hydrothermal conditions are determined by coarsening and aggregation-recrystallization processes, allowing control over the average nanoparticle size.     

两种晶型二氧化钛对神经细胞生长的影响

为了研究二氧化钛在免疫隔离技术中的应用,采用溶胶-凝胶法在不同烧结温度下,以多孔钛为基底制备出金红石和锐钛矿两种不同晶型的二氧化钛(TiO_2)膜,并将大鼠下丘脑神经细胞接种到TiO_2膜上,并通过体外培养观察这两种晶型的TiO_2对神经细胞生长的影响.实验结果显示,在金红石型TiO_2膜上生长的神经细胞不仅具有典型的神经细胞结构,而且能正常分泌β-内啡肽,使细胞外液中的β-内啡肽含量始终维持在42.5～45.0 pmol/L;体外培养的第7天,神经细胞经台盼蓝染色检测其存活率为86.7%,并且细胞突起交错成网;但是在锐钛矿型TiO_2膜上生长的下丘脑神经细胞则多数死亡,其存活率仅为5.3%,而少量存活的细胞不仅没有典型的神经细胞结构,而且逐渐丧失了分泌内啡肽的功能.对比结果显示金红石型TiO_2比锐钛矿型TiO_2更有利于神经细胞的生长.     

采用真空电弧源镀制纳米TiO2薄膜研究

在真空条件下利用真空电弧源在不同基底材料上镀制了TiO2薄膜.对影响镀膜过程和膜层质量的氧气工作压强和偏压等因素进行了研究.X射线衍射结构分析结果显示TiO2薄膜主要以锐钛矿相为主及少量的金红石相.对TiO2薄膜的物理性质、化学性质进行了初步检测.     

纳米TiO2的原位包覆及分散性研究

采用水热合成法制备纳米TiO2粉体，以自制的1100分散剂对粉体进行原位包覆和后包覆，考察了分散剂用量、pH值对包覆体系分散性的影响，利用XRD和TEM进行结构表征和形貌观测，并采用分光光度法对纳米TiO2粉体水分散体系稳定性进行了检测，在此基础上制备了纳米TiO2／有机复合涂膜．研究表明：原位包覆制备的纳米TiO2中，锐铁矿相的质量分数为100％，分散较均匀，纳米TiO2粉体的平均粒径约为20nm；分散剂用量为8．0％、pH值为3和10时，其水溶液分散稳定性较高；后包覆制备的纳米TiO2粉体由锐钛矿相（73％）和金红石相（27％）构成，纳米TiO2粒子处于团聚状态，无明显颗粒形态；涂膜经自然光照射24h后，对大肠杆菌的杀灭率为99．8％；良好的分散工艺和有效的分散剂可充分发挥纳米TiO2的光催化功能．