纳米SCR催化剂Ce-V/TiO_2的制备与研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备选择性催化还原(SCR)脱硝反应复合纳米催化剂Ce-V/TiO_2,在不同的实验条件下制备出一系列的TiO_2凝胶用作催化剂载体.然后通过浸渍法依次负载CeO_2和V_2O_5于多孔TiO_2载体.用氨气作为还原性气体,对选择性催化还原NOx进行实验研究.在不同的TiO_2载体煅烧温度、CeO_2和V_2O_5负载量以及催化还原反应温度等条件下,对催化剂的表面结构和催化性能采用BET、XRD、SEM等手段进行表征分析.结果表明,纳米Ce-V/TiO_2固溶体复合催化剂以及对其制备工艺技术参数的优化可增大催化剂的比表面积和微孔体积,使催化剂的催化活性有很大的提高.此外,相当数量的多孔纳米TiO_2大大增加了光催化活性的有效面积,有利于增大与反应物的接触面积和提高光催化活性.当载体TiO_2 的煅烧温度和催化还原反应温度为500 ℃时,5%Ce-10%V/TiO_2催化剂反应的NO_x转化率可达96.2%.     

铒掺杂对玻璃表面TiO_2薄膜光催化性能的影响

通过溶胶-凝胶法、浸渍-提拉法在玻璃片表面制备一系列掺杂铒的TiO_2薄膜(Er-TiO_2).并利用XRD、SEM、DRS、FS等技术对掺铒TiO_2薄膜进行表征,通过甲基橙溶液的光催化降解评价其光催化性能.结果表明:所制光催化剂为锐钛矿型;铒掺杂使TiO_2薄膜的吸收光向长波方向移动.适量铒掺杂能够提高TiO_2薄膜的FS光谱强度,这可能是因为铒掺杂能够使表面氧空位和缺陷的浓度增加;FS光谱强度越高,薄膜的光催化活性越高.当掺杂浓度为1.0%,镀膜层数为4层,煅烧温度为500℃时,Er-TiO_2薄膜的光催化活性最高.     

喷雾干燥-氢还原制备W-50Cu纳米复合粉末过程中的相转变

采用溶胶-喷雾干燥、煅烧和氢还原工艺制备了纳米级、W-50%Cu(质量分数,下同)复合粉末,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析(XRD)研究了粉末制备过程中的相演变.非晶态喷雾干燥前驱体经煅烧形成复合氧化物粉末,其形貌和相结构随煅烧温度而变化.煅烧后的复合氧化物粉末在还原过程中经过了一系列复杂的相转变,其相转变过程分为3个阶段:在350℃,粉末主要由Cu、Cu2O、WO3、W相组成;在450℃还原后粉末由Cu、Cu2O、WO3和WO2相组成;在550℃以上还原时,铜的氧化物全部变成Cu相,WO3和WO2渐渐变成W相,其中WO2一直在750℃仍保持稳定.一系列的XRD分析结果表明,还原后的W-Cu纳米复合粉末由W(Cu)超饱和固溶体新相和Cu相组成,其晶粒尺寸分别为33 nm和63 nm.     

超支化聚氨酯/TiO2自清洁光固化涂层的制备及性能研究

采用溶胶-共混法制备超支化聚氨酯(UV-HPU)/TiO2自清洁光固化杂化涂层,在低温下(＜110℃)对涂层进行热处理.采用接触角方法研究不同TiO2溶胶添加量及热处理温度,对涂层光催化自清洁特性和基本性能的影响.结果表明:TiO2在涂料中的质量分数约为10％,热处理温度为110℃的涂层在紫外光照射后接触角可以达到3....     

TiO2纳米晶介孔粉体的制备及其结构和光催化性能研究

系统考察了胶溶法制备水合TiO2溶胶过程中胶溶剂加入量、解胶温度和粒子浓度等工艺参数对解胶时间和溶胶Z均粒径的影响,获得了粒径小且分布窄的水合TiO2溶胶的最佳制备工艺条件;溶胶经50℃陈化并干燥后所得的干凝胶为结晶度较低的锐钛矿相;干凝胶经550℃和650℃煅烧后制得了孔径集中分布在40 nm左右的TiO2纳米晶介孔材料,经750℃煅烧后介孔消失;650℃煅烧所得的约含14%金红石相的混晶型TiO2粉末的光催化活性优于550℃煅烧所得的产物.     

纳米TiO2-粉煤灰微珠光催化复合材料的制备、组织及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2-粉煤灰微珠光催化复合材料.采用XRD、SEM、EDS等分析方法对材料进行了表征.采用UV-1800紫外可见分光光度计测定了复合材料的光催化性能.探讨了煅烧温度对该复合材料组织和性能的影响.结果表明,粉煤灰微珠的表面附着了一层均匀的纳米TiO2,薄膜;于500℃煅烧制备的复合材料中Ti...     

非均相沉淀-煅烧法制备La2O3包覆ZrC纳米复合粉末

以La(NO3)3.6H2O、氨水和ZrC为原料,采用非均相沉淀-煅烧法制备La2O3包覆ZrC复合粉末。采用XRD、SEM、EDS等检测方法,对包覆前驱体粉末和La2O3/ZrC复合粉末的成分、结构和组织均匀性进行表征。结果表明:前驱体粉末在750℃下煅烧2 h后,全部转化为La2O3,粉末为近球形,未发生长大;La2O3/ZrC复合粉末的粒径为60～80 nm;包覆后粉末的Zeta电位由48.28 mV变为5.376 mV,ZrC被连续且均匀的La2O3纳米级壳体层包覆。     

溶胶-喷雾干燥W-Cu前驱体粉末煅烧过程中的相变

采用溶胶-喷雾干燥法制备不同铜含量的W-Cu前驱体粉末,前驱体粉末分别在400、600和800℃各煅烧90min,运用XRD和SEM等手段对煅烧前后复合粉末的相组成和显微形貌进行分析,研究前驱体粉末在煅烧过程中的相变行为。结果表明:前驱体粉末在煅烧过程中发生一系列的分解和化合反应,随着煅烧温度的升高,粉末的相组成、颗粒形貌和尺寸发生明显变化,对W-30%Cu(质量分数)合金,在400℃煅烧后,复合粉末由WO3、CuO和CuWO4组成,粉末颗粒大多呈立方结构,大小为200～400nm;在600℃煅烧后,复合粉末由CuO和CuWO4组成,粉末颗粒大多呈短棒状结构,大小为400～500nm;在800℃煅烧后,复合粉末由CuO、CuWO4和Cu3WO6组成,粉末颗粒大小为3～4μm;前驱体粉末中铜含量对煅烧后复合粉末的相组成也存在较大影响,铜含量越多,越容易生成复合氧化物。     

用偏钛酸作原料制备纳米TiO2粉末以及颗粒相结构与光催化性能关系的研究

米用常温氨水水解TiOSO4过程中加入自制的表面活性剂制备了超细纳米TiO2粉末,用XRD,TEM和比表面仪对不同煅烧温度下的纳米TiO2粉末结构、粒径大小和比表面等进行了表征,研究了纳米TiO2粉末对甲基橙的光催化降解能力。研究表明煅烧温度在400℃～800℃时得到的纳米TiO2粉末呈锐钛矿结构,粒径约为5．5nm～9．6nm,比表面积高达189．45m^2/g;在850℃煅烧后所得的纳米TiO2粉末为锐钛矿与金红石型混晶结构;在l100℃时得到的纳米TiO2粉末为金红石型纳米TiO2粉末,同时微粒出现团聚且粒径变大。光催化实验表明：纳米TiO2粉末的光催化活性与煅烧温度密切相关,850℃煅烧1．5h所制得的混晶结构纳米TiO2粉末表现出较高的光催化活性。与国产商品纳米锐钛矿型TiO2相比,其降解甲基橙的速率约为国产商品纳米TiO2的1倍。     

微波协助溶胶-凝胶法制备Ca_2Fe_2O_5及其光催化性能

钙钛矿型复合氧化物Ca_2Fe_2O_5是一种新型的窄带隙半导体光催化材料。以Fe(NO_3)_3×9H_2O、Ca(NO_3)_2×4H_2O、聚乙烯醇和尿素为主要原料,采用微波协助溶胶-凝胶法成功制备了Ca_2Fe_2O_5。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和漫反射谱(DRS)对Ca_2Fe_2O_5进行了表征,并研究了煅烧温度对Ca2Fe_2O_5光催化性能的影响。结果表明:700~1000℃煅烧都能得到Ca2Fe2O5;其中,800℃煅烧得到的Ca_2Fe_2O_5光催化性能最佳,其粒径为80~100nm,带隙吸收边波长为548nm,对应带隙宽度为2.3eV;在可见光条件下,800℃煅烧得到的纳米Ca2Fe2O5对模拟污水甲基橙表现出了优良的光催化降解性能。微波协助溶胶-凝胶法制备的Ca_2Fe_2O_5光催化活性明显优于单一溶胶-凝胶法制备的Ca2Fe2O5,是一种在污水处理方面具有应用前景的可见光催化剂。     

掺杂对于旋涂热解法制备TiO_2薄膜的影响

研究了掺杂Cu和Sn对于旋涂热解法制备TiO_2薄膜的影响.将钛酸丁酯、乙酰丙酮、PEG等溶解成为乙醇溶液,将该溶液旋转涂布在玻璃基片上,并在500 ℃下煅烧可得TiO_2薄膜.掺杂Cu和Sn能改善TiO_2薄膜的光催化性能,AFM和XRD表明掺杂后可以改善薄膜的结晶性.     

离子掺杂对纳米TiO2薄膜光催化性能的影响

采用溶胶凝胶法制备含有不同掺杂离子的TiO2溶胶和纳米粉,采用浸渍提拉法将溶胶涂敷在自制的多孔陶瓷膜件上,考察其对蚁酸溶液(1%)的光降解作用。研究结果表明,在适宜掺杂浓度(1?3 ,0.5%La3 (摩尔浓度))下,Fe3 /La3 -TiO2膜的光催化性能最好。采用X射线衍射仪分析、原子力电子显微镜和吸收光谱仪等研究单独掺杂Fe3 、La3 和复合掺杂Fe3 /La3 离子的作用及膜的性能,从而确定出提高TiO2光催化活性的最佳掺杂工艺。     

TiO_2-SiO_2复合薄膜的常温制备及其性能

采用溶胶-凝胶法合成具有锐钛矿型TiO2晶粒的TiO2-SiO2复合溶胶,通过浸渍提拉工艺常温制备TiO2-SiO2复合薄膜。考察正硅酸乙酯(TEOS)用量对薄膜结构及性能的影响。结果表明:随着TEOS用量的增加,溶胶的稳定性降低,薄膜的透光率及光催化活性先增大后减小。在Si:Ti摩尔比为1:8时,复合溶胶与薄膜的综合性能达到最优;与单一TiO2溶胶相比,TiO2-SiO2复合溶胶的平均粒度从44增大到75nm;与单一TiO2薄膜相比,TiO2-SiO2复合薄膜的表面粗糙度增大,对罗丹明B的分解率从46.1%提高到67.0%,对水接触角由16°下降到3°,透光率显著增强。     

溶胶-凝胶法制备TiO2纳米颗粒及其光催化性能

考察了通过溶胶-凝胶法进行过渡金属(Fe3 、Zn2 、Co2 、Ni2 、Cr3 和Sn4 )和稀土元素(La3 、Pr3 、Nd3 、Ce4 、Sm3 、Tb3 、Eu.3 、Gd3 、Y3 和Dy3 )掺杂的TiO2纳米颗粒的光催化活性,以及通过超声波处理反应过程中的溶胶所制备得到的TiO2纳米颗粒的光催化活性.结果表明:0.5%Sn4 、0.5%La3 、0.5%Y3 和0.5%Eu3 (质量分数)掺杂的TiO2纳米颗粒在降解甲基橙溶液的反应中,其光催化活性提高2%～7%;其它的掺杂则使TiO2纳米颗粒的光催化活性降低0.5%～25%;在TiO2纳米颗粒的制备过程中,对溶胶进行超声辐照可使其光催化活性提高15%以上,这是提高TiO2纳米颗粒光催化活性的一条新途径.     

能量过滤磁控溅射技术制备Cu2O/TiO2复合薄膜及其光催化性能

目的制备具备良好光催化性能的Cu_2O/Ti O_2叠层复合薄膜。方法利用直流磁控溅射技术(DMS)和能量过滤直流磁控溅射技术(EFMS)在玻璃基底上制备Cu_2O/Ti O_2叠层复合薄膜,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、椭偏仪和光催化测试系统表征和分析了薄膜的表面形貌、结构、透射率和光催化性能。结果 DMS技术和EFMS技术制备的Ti O_2和Cu_2O薄膜都有良好的结晶特性,其中Ti O_2为单一的锐钛矿结构。相对于DMS技术制备的Cu_2O薄膜,EFMS样品中的Cu_2O薄膜的衍射峰较弱,而且衍射峰的宽度变宽,衍射曲线比较平滑。薄膜表面较平整,颗粒均匀,较细小,边界明显。DMS和EFMS两种技术制备的薄膜的平均晶粒直径分别为15.4 nm和10.8 nm。透射光谱测试结果表明,EFMS技术制备的复合薄膜平均透射率较大,在350～800 nm范围内,平均透射率为0.388,DMS薄膜的值为0.343。对罗丹明B(Rh B)的光催化降解结果表明,EFMS技术制备的薄膜的降解速率为-0.00411,大于DMS技术制备的薄膜的降解速率-0.00334。结论 EFMS技术制备的Cu_2O/Ti O_2叠层复合薄膜对罗丹明B具有较大的光催化降解速率。     

High photocatalytic activity of Cu_2O/TiO_2/Pt composite films prepared by magnetron sputtering

Cu_2O/TiO_2/Pt three-layer films were deposited on glass substrates using magnetron sputtering method.The surface morphology and the optical properties of the composite film were characterized by X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM), ultravioletvisible spectroscopy(UV-Vis) and photoluminescence spectroscopy(PL). The photocatalytic activity of the samples was evaluated by the photocatalytic degradation of methyl orange(MO) aqueous solution under visible light irradiation. The results indicate that the Cu_2O/TiO_2/Pt composite films are made up of three layers which are Pt layer,anatase-TiO_2 layer and Cu_2O layer from bottom to top. The surface of the films is even and composed of regular-shaped spherical particles. The photocatalytic activity of the Cu_2O/TiO_2/Pt three-layer film is much higher than that of the Cu_2O/TiO_2 double-layer film. Such enhancement is ascribed to the presence of Pt layer, which further inhibits the photogenerated electron-hole recombination, prolongs the lifetime of the photogenerated carriers, increases the quantum efficiency and hence improves the photocatalytic activity of the film effectively.     

水热-模板剂法制备纳米La(S,C)-TiO_2阵列膜

以多孔陶粒为载体,采用低温水热-模板剂法制备复合掺杂的La(S,C)-TiO_2阵列膜,研究水热反应温度、非离子型高分子模板剂用量和La、S复合掺杂的协同效应对纳米TiO_2膜性能的影响,并通过XRD、BET、EDS和SEM等手段进行表征.结果表明:水热反应温度为150 ℃,反应时间控制在10 h时可得到锐钛矿相的TiO_2膜;模板剂P123用量为0.03(与Ti的摩尔比)时,可以将TiO_2颗粒的比表面积从146 m~2/g提高到240 m~2/g,并形成有序排列的阵列膜;适量地复合掺杂La和S(C),可使TiO_2膜的光催化活性大大提高,在3 h内将甲基橙完全降解.     

Morphology and photocatalytic performance of nano-sized TiO_2 prepared by simple hydrothermal method with different pH values

pH value is a key factor in the preparation of nano-sized TiO_2 with hydrothermal method. Using Ti(SO_4)_2 as the titanium source, H_2O_2 as the complexing agent, NaOH and HCl as the pH value regulator, nanosized TiO_2 powder with various morphologies and sizes was synthesized. Changes in morphology, size and phase type with pH values of samples were characterized by X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) measurements. Results show that under the present preparation conditions, TiO_2 powder is an anatase phase with pH value less than 11, but is more likely to be a brookite phase with pH value more than 11. With the increase in pH value from 1 to 11 in hydrothermal environment, nano-sized anatase TiO_2 gradually grows up in all directions.{001},{101}and{100}groups of crystal plane are the exposed crystal planes of nano-sized anatase TiO_2for the (004),(101) and (200) facets found in high-resolution TEM image. The photocatalytic performance of nano-sized TiO_2 with different morphologies was compared by measuring their photocatalytic degradation rates for methylene blue under ultraviolet light. Results show that anatase TiO_2 prepared under the alkalescenthydrothermal environment (pH=9, 11) has a better photocatalytic degrading performance. Different sizes and phases of nanoscaled TiO_2 powders with different photocatalytic performances can be prepared by the control of pH value of hydrothermal solutions.     

Comparison in characterization of composite and sol-gel coating on AZ31 magnesium alloy

An Al2O3 protective coating on magnesium alloy AZ31 was prepared by a repeated direct sol-gel process annealing at 300℃and a composite coating was also deposited using Al2O3 particles dispersed sol followed by phosphating treatment and annealing at 300℃.The morphologies,structures and critical adhesive loads as well as corrosion properties of the coatings were comparatively investigated by scanning electron microscopy(SEM),X-ray diffractometry(XRD),nanoscratch test and electrochemical measurement.The results show that the composite coating has a more uniform,crack-free layer and improved adhesion to the substrate as compared with that of the repeated direct sol-gel coating owing to its lower heat strain.The main phases in both coatings consist ofγ-Al2O3 andδ-Al2O3 derived from annealed alumina sol,and the composite coating has an anticorrosion performance which is superior to that of the repeated direct sol-gel coating.     

低温烧结Bi_6Ti_5TeO_(22)和Bi_2Ti_3TeO_(12)陶瓷及其微波介电性能

采用固相烧结法,研究了不同温度和配方Bi_2O_3-TiO_2-TeO_2体系陶瓷的低温烧结情况,研究了产物物相、微观结构和微波介电性能.研究表明,配方A(Bi_2O_3:TiO_2:TeO_2=1:3:1)在800 ℃以上煅烧可制备出较纯净的Bi_6Ti_5TeO_(22),配方B (Bi_2O_3:TiO_2:TeO_2=1.025:3:1)在700℃以上煅烧可制备纯净的Bi_2Ti_3TeO_(12)粉末.所得Bi_6Ti_5TeO_(22)和Bi_2Ti_3TeO_(12)粉末都能在750～900 ℃度实现低温烧结.配方B在750℃烧结的介电性能较好,ε_r=32.5,介电损失为0.20%(100 MHz).