以偏钛酸为原料制备纳米二氧化钛

介绍了以工业偏钛酸为原料制备纳米二氧化钛的方法,分析讨论了均匀沉淀法制备中各环节的影响因素,如酸钛比、硫酸浓度、硫酸氧钛TiOSO4溶液质量浓度、尿素用量、煅烧温度等.结果表明:(1)偏钛酸的酸解条件是酸钛比为3,硫酸浓度为8.2 mol/L,反应温度为100℃,溶解时间为1 h;(2)在90℃下加入理论量3倍的尿素可以得到同等条件下粒径最小的纳米TiO2;(3)所得样品为锐钛型纳米TiO2,在850℃下煅烧时开始出现金红石型,当温度达到900℃时出现大量的金红石型,即锐钛型向金红石型转化的起始温度为850℃.     

壳聚糖/纳米TiO_2复合整理棉织物的性能研究

针对棉织物抗皱性能差和抗紫外线性能差的缺点,首先采用壳聚糖对其进行后整理,以提高其抗皱性能;再利用金红石型纳米TiO2来替代壳聚糖抗皱整理液中使用的磷酸氢二钠催化剂,即用壳聚糖和纳米TiO2复合整理棉织物,从而赋予织物抗紫外线性能。对整理后织物的物理性能、抗菌性及抗紫外线性能等进行了测试,结果表明:棉织物经壳聚糖/纳米TiO2复合整理后,其抗皱、抗紫外线等性能得到了较大改善,且具有较好的抗菌效果和耐洗涤性能。     

纳米TiO_2在织物后整理中的应用

讨论了纳米TiO2在纺织品抗菌、抗紫外线辐射整理中的作用机理以及在纯棉织物上的应用。结果表明,整理后织物经30次水洗后对金黄葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率为100%,对白色念球菌的抑菌率大于90%,整理后染色布和未染色布的紫外透过率为5%,达到了最小饱和值;纳米TiO2赋予织物优良的抗菌、抗紫外效果,且服用性能不受影响。     

不同纳米TiO2负载棉织物在染料降解反应中的比较研究

将低温制备的两种纳米TiO2水溶胶和两种商品化纳米TiO2粉体（5 nm和30 nm）通过浸轧工艺负载于棉织物表面形成纳米TiO2负载棉织物。在经过XRD和SEM表征后,四种纳米TiO2负载棉织物被用于纺织染料酸性红88的降解反应中,考察和比较了它们的光催化降解性能。结果表明,四种纳米TiO2都属于锐钛型,但是水溶胶中的纳米TiO2结晶并不完善。两种纳米TiO2水溶胶和5 nm纳米TiO2粉体在纤维表面所形成薄膜具有相似的形貌,但是与30 nm纳米TiO2粉体所形成薄膜形貌明显不同。两种纳米TiO2水溶胶和5 nm纳米TiO2粉体负载棉织物在酸性和中性介质中的催化降解性能高于30 nm纳米TiO2粉体负载棉织物,但是在碱性介质中两种纳米TiO2粉体负载棉织物的催化降解性能却高于两种纳米TiO2水溶胶负载棉织物。在可见光辐射条件下30 nm纳米TiO2粉体负载棉织物 的催化降解性能显著低于其它三种纳米TiO2负载棉织物,而氯化钠或十二烷基苯磺酸钠存在时纳米TiO2粉体负载棉织物却显示出比纳米TiO2水溶胶负载棉织物更好的催化降解性能。     

纳米纤维素室温诱导下的金红石型纳米二氧化钛制备及其紫外线屏蔽性能

为制备具有优异紫外线防护性能的纳米纤维,采用四氯化钛为钛源,纳米纤维素(NCC)为模板,在室温条件下诱导制备了屏蔽紫外线用金红石型纳米二氧化钛。并研究了反应温度、反应时间和四氯化钛的使用量对金红石型纳米TiO₂质量分数的影响。通过设计正交试验优化出纳米二氧化钛最佳的制备条件:反应温度为25 ℃,反应时间为1 h,四氯化钛用量为3 mL,并对其微观结构及屏蔽紫外线性能进行表征。结果表明,纯金红石型纳米TiO₂的分散性好,呈“刺球状”,粒径为100~250 nm。通过该纳米二氧化钛整理后的棉织物抗紫外线性能优异,紫外线防护系数大于40,证明此方法制备的金红石型纳米TiO₂具有良好的紫外线屏蔽性能。     

纳米TiO2抗紫外线整理棉织物的染色性能

 用不同结晶结构的纳米TiO2对棉织物进行抗紫外线整理,然后用红花红色素染色,并观察耐光色牢度。结果表明：经纳米TiO2抗紫外线整理的棉织物其K/S值小于整理前的棉织物;金红石型纳米TiO2整理棉织物的K/S值高,光老化时色差值变化较小,与整理前棉织物的色差值相近;随着聚乙二醇(PEG)分子质量的增大以及TiO2/PEG含量的增加,K/S值减小,光老化时色差值变化大。在CIE和孟塞尔(Munsell)表色系中,也表现出相同的染色性能。     

TiO2晶型对整理棉织物性能的影响

将金红石型和锐钛矿型2种不同TiO2的水分散液及其相应的聚丙烯酸丁酯复合胶乳应用于棉织物的功能整理,通过考察紫外线照射下整理织物的老化、杀菌和紫外屏蔽性能,研究整理织物表面不同晶型TiO2对紫外线的响应机制及其对整理织物性能的影响.实验结果表明,2种晶型TiO2均具有较强的紫外屏蔽作用,金红石型TiO2还表现出较强的抗...     

金纳米粒子改性靛蓝染料的制备及性能研究

以2-硝基苯甲醛为稳定剂制备了金纳米粒子,进而合成了金纳米粒子改性靛蓝染料,通过X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外分光光度计(UV-vis)等确认了其结构。对染色棉织物进行了上染率、力学性能和抗菌性能等测试。研究结果表明:金纳米粒子改性靛蓝对棉织物的染色性能优于商业靛蓝,经其染色的棉织物具有良好的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌与大肠杆菌的抑菌率分别为95%和90%。     

磁控溅射制备稀土激活TiO2复合抗菌非织造布

 采用低温射频磁控溅射技术在PET基非织造布表面沉积TiO2与稀土Nd的纳米结构复合薄膜,以宽化纳米TiO2的吸收光谱,使其在可见光照射的情况下具有较好的抗菌效果,实现纺织材料表面的抗菌功能化。利用振荡烧瓶法分别测试了TiO2薄膜、稀土Nd薄膜以及TiO2与稀土Nd复合薄膜的抗菌性能。实验结果表明:在纳米TiO2薄膜中掺杂一定量的稀土Nd可有效提高其抗菌性能。XRD、AFM等测试结果表明,PET非织造布基材上沉积的纳米结构TiO2/Nd复合薄膜为结晶度较好的锐钛矿型TiO2,生长模式是多层生长形式。     

磁控溅射制备稀土激活TiO2复合抗菌非织造布

采用低温射频磁控溅射技术在PET基非织造布表面沉积TiO2与稀土Nd的纳米结构复合薄膜,以宽化纳米TiO2的吸收光谱,使其在可见光照射的情况下具有较好的抗菌效果,实现纺织材料表面的抗菌功能化.利用振荡烧瓶法分别测试了TiO2薄膜、稀土Nd薄膜以及TiO2与稀土Nd复合薄膜的抗菌性能.实验结果表明:在纳米TiO2薄膜中掺杂一定量的稀土Nd可有效提高其抗菌性能.XRD、AFM等测试结果表明,PET非织造布基材上沉积的纳米结构TiO2/Nd复合薄膜为结晶度较好的锐钛矿型TiO2,生长模式是多层生长形式.     

屏蔽型纳米TiO2的结构及其整理棉织物的性能

在纳米TiO2颗粒外层包裹有机物和SiO2，经高温烧灼处理，制备了具有独特中空结构的屏蔽型纳米TiO2，其粒径20nm左右，锐钛矿相的含量80％以上。屏蔽型纳米TiO2具有明显的分解甲醛作用；其中空屏蔽结构阻隔了与被整理物之间的直接接触，光催化活性比未改性纳米TiO2有一定程度的降低，经其整理的棉织物的光催化降强也小得多。     

不同粉体催化剂对甲基红光催化降解的研究

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法（Sol-Gel）制备纳米级锐钛矿二氧化钛粉末;利用激光粒度仪、AFM、XRD等方法分别对自制纳米TiO2、市售纳米TiO2和工业钛白粉等3种粉体进行表征。以典型的偶氮染料甲基红为目标污染物,测试以上3种粉体对甲基红无水乙醇溶液的降解情况。结果表明,自制产物为锐钛矿型TiO2纳米粉末,其平均粒径约为20nm;当甲基红的质量浓度为20mg／L,3种不同催化剂粉体粉末投加量为0．7g／L时,它们均具有光催化脱色性能。其中加入自制纳米TiO2粉末的甲基红溶液经紫外光照30min后．甲基红脱色率达到98％。     

二氧化钛/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化降解脱色性能

为比较二氧化钛/ 还原氧化石墨烯(TiO2 / rGO)复合材料和TiO2 的光催化降解脱色性能,以钛酸丁酯为前驱体,采用水热法制备了不同晶型的TiO2 和TiO2 / rGO 复合材料,借助紫外漫反射吸收光谱仪、傅里叶红外光谱仪、拉曼光谱仪、X 射线衍射仪和扫描电子显微镜等对TiO2 及其复合材料进行表征。分析混晶TiO2 和混晶TiO2 / rGO复合材料对活性红3BS 染料废水的降解脱色效果。结果表明：在150 ℃水热12 h,再经过650 ℃煅烧4 h 后,可制得锐钛矿型和金红石型同时存在的混晶TiO2 体系;在碱性条件下,于140 ℃水热72 h,不经过煅烧可制得较为纯净的板钛矿型TiO2;锐钛矿型和金红石型混晶结构TiO2 体系对染料有一定的降解脱色效果,混晶TiO2 / rGO 复合材料降解染料120 min 后,降解脱色率高达99%。     

Synergistic bactericidal activity of Ag-TiO₂ nanoparticles in both light and dark conditions

High-throughput screening was employed to evaluate bactericidal activities of hybrid Ag-TiO? nanoparticles comprising variations in TiO? crystalline phase, Ag content, and synthesis method. Hybrid Ag-TiO? nanoparticles were prepared by either wet-impregnation or UV photo deposition onto both Degussa P25 and DuPont R902 TiO? nanoparticles. The presence of Ag was confirmed by ICP, TEM, and XRD analysis. The size of Ag nanoparticles formed on anatase/rutile P25 TiO? nanoparticles was smaller than those formed on pure rutile R902. When activated by UV light, all hybrid Ag-TiO? nanoparticles exhibited stronger bactericidal activity than UV alone, Ag/UV, or UV/TiO?. For experiments conducted in the dark, bactericidal activity of Ag-TiO? nanoparticles was greater than either bare TiO? (inert) or pure Ag nanoparticles, suggesting that the hybrid materials produced a synergistic antibacterial effect unrelated to photoactivity. Moreover, less Ag(+) dissolved from Ag-TiO? nanoparticles than from Ag nanoparticles, indicating the antibacterial activities of Ag-TiO? was not only caused by releasing of toxic metal ions. It is clear that nanotechnology can produce more effective bactericides; however, the challenge remains to identify practical ways to take advantage of these exciting new material properties.     

Photocatalytic degradation characteristics of different organic compounds at TiO2 nanoporous film electrodes with mixed anatase/ rutile phases

Nanoporous TiO2 film electrodes with a mixed anatase/ rutile phase were prepared by dip-coating TiO2 nanoparticle colloid onto Indium Tin Oxide (ITO) conducting glass substrates and a subsequent calcination process at 700 degrees C for 16 h. The photocatalytic oxidation of a wide range of organic compounds has been studied using the photoelectrochemical method under the conditions that the photohole capturing step controls the overall photocatalytic processes. The characteristics of the mixed anatase/ rutile phase TiO2 film electrodes were compared with pure anatase phase TiO2 film electrodes to identify the key differences between them. The results revealed that different organic compounds, despite their difference in chemical entities, can be stoichiometrically mineralized at the mixed-phase TiO2 electrode under diffusion-controlled conditions, which is in great contrast to the situation at the pure anatase phase TiO2 electrode. The exceptional ability of the mixed-phase TiO2 electrodes for mineralization of organic compounds and their remarkable resistance to the inhibition by aromatic compounds at higher concentration has been explained by the synergetic effect of the rutile and anatase phases. For this type of mixed phase electrodes, upon absorption of UV light, the electron-transfer pathway from anatase phase to rutile phase facilitates the separation of photoelectron and photohole, extending the lifetime of the photoelectron and photohole.     

液相反应制备纳米金红石型TiO2反应条件研究

由液相反应直接制备金红石型纳米TiO2可避开由锐钛矿高温固相转变为金红石型过程。液相反应中,氨水的存在对金红石晶型的形成有诱导作用,对锐钛矿晶型的形成有阻碍。胶溶时的温度、酸浓度及胶溶时间对晶化过程和晶粒长大均有显著影响。     

低温制备纳米TiO2溶胶整理棉织物对染料的降解

 在室温条件下使钛酸丁酯水解制备纳米TiO2溶胶,然后利用后整理技术将其负载于棉纤维表面得到纳米TiO2整理棉织物。在对纳米TiO2溶胶及其整理棉织物表征的基础上,将纳米TiO2整理棉织物作为光催化剂应用于有机染料罗丹明B的降解反应中,重点考察了水与钛酸丁酯的物质的量比、陈化时间以及纳米TiO2整理棉织物增重率对脱色率的影响,并研究了纳米TiO2整理棉织物的重复利用性和罗丹明B的降解反应动力学。结果表明,在纳米TiO2溶胶的制备中,水与钛酸丁酯物质的量比的增加能形成粒径小而均匀的溶胶。通过浸烘整理工艺能使纳米TiO2溶胶在棉纤维表面形成锐钛型纳米TiO2结晶薄膜。当纳米TiO2整理棉织物作为光催化剂时,罗丹明B的脱色率随增重率的增加而提高,并且水与钛酸丁酯物质的量比的增加和陈化时间的延长都能够明显改善其光催化活性。纳米TiO2整理棉织物作为光催化剂可以重复使用,并且罗丹明B在纳米TiO2整理棉织物存在下的光催化降解反应符合假一级动力学反应模型。     

PET非织造基溅射TiO_2/Nd/TiO_2及其抗菌性

利用磁控溅射技术,在室温条件下将纳米稀土Nd及光催化型抗菌材料TiO2以TiO2/Nd/TiO2方式沉积在PET非织造布表面,以制备纳米结构稀土激活TiO2复合抗菌材料。由于宽化了纳米TiO2的吸收光谱,制备的材料在可见光照射的情况下具有较好的抗菌效果。通过正交试验,获得最佳的溅射制备条件,即TiO2溅射功率75 W,Nd溅射功率40 W,Ar气体流量15 mL/min,反应压强1 Pa,所制备的复合抗菌薄膜抗菌效果最好。