TiO2-SiO2介孔复合材料的合成及其在造纸上的应用

介孔材料作为一种新型的纳米结构材料,近年来已经成为跨学科的国际研究热点之一,综述了近几年介孔TiO2-SiO2复合材料的合成、表征及在造纸上的潜在应用.     

介孔中空SiO_2材料的制备及在药物缓释方面的应用

介孔中空SiO2材料作为一种新材料,以其独特的优点,如很大的比表面积和孔道体积,尺寸可控调节及分布较窄的孔径,可控均一的形貌等,以及广泛的应用前景而引起了人们的广泛关注。本文对该领域近年来的发展,特别是介孔SiO2材料的制备和在药物缓释方面的应用进展进行了简短的概括。     

新型氮铈共掺杂介孔TiO2半导体光催化剂

介孔TiO2具有极大的比表面积、规则有序的孔道结构、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调等特点,有利于反应物的扩散、吸附,且化学稳定性高、耐光腐蚀,有良好的光催化活性,其在水处理、空气净化、太阳能电池等方面表现出广阔的应用前景。Antonelli等首次以烷基磷酸盐阴离子表面活性剂作为模板，采用改进的溶胶凝胶法合成纯TiO2介孔材料。表面活性剂复配的目的是产生加和增效作用，也可以称为协同效应，即把不同类型的表向活性剂混合后，     

木质纤维基碳量子点/介孔TiO2复合体系的构建及光催化性能的研究

本研究以氮掺杂酶解玉米芯残渣碳量子点(E-N-CQDs)和介孔TiO_2进行复合,构建了介孔TiO_2/E-N-CQDs复合光催化剂体系,对其进行了分析表征,并探讨了其对水相中亚甲基蓝(MB)的降解能力。结果表明,E-N-CQDs具有良好的荧光性能,且其表面羧基、氨基等发色基团和助色基团增强了其荧光特性;介孔TiO_2具有较大的比表面积,孔径8～32 nm;与介孔TiO_2相比,光照300 min时,介孔TiO_2/E-N-CQDs对MB的降解率达到89%,提高了59%。由此可见,碳量子点的加入可显著提高介孔TiO_2的光催化降解能力,提高了对可见光的利用率。     

过渡金属-TiO2介孔复合材料的制备及其在造纸中的应用

综述了介孔TiO2及过渡金属-TiO2介孔复合材料的制备方法,掺杂不同金属离子对介孔TiO2反应活性的影响,以及在制浆造纸废水处理等方面的研究进展。     

介孔材料

按照国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)的定义,多孔材料中孔径介于2～50 nm的称为介孔材料。目前,有序介孔材料迅速发展成为跨学科的研究热点之一,主要是因为它具有一些其它多孔材料所不具备的优异性质:     

介孔TiO_2空心微球的制备及其光催化性能

采用自模板两步法合成有序介孔TiO_2空心微球:通过制备前驱体T0,再利用水热法得到介孔尺寸可控的TiO_2微球。通过XRD、SEM、TEM、TG-DSC及N_2吸附-脱附等对产物进行表征。结果表明,产物具有高结晶性、可调节的孔径和比表面积。用介孔TiO_2空心微球光催化降解罗丹明B,空心结构对降解速率影响较大,对降解率影响不大。     

聚乙二醇添加量对TiO_2/SiO_2结构及性能的影响

为了解决水中有机污染物的光催化降解问题,以聚乙二醇(PEG)为模板,采用溶胶-凝胶法制备介孔TiO_2/SiO_2光催化材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积测试(BET)等手段分析材料的形貌及结构,并测试其对亚甲基蓝(MB)的光催化降解性能。结果表明:聚乙二醇添加量对TiO_2/SiO_2的晶型的影响较小,添加量逐渐增大时可扩充TiO_2/SiO_2大孔结构,同时比表面积、孔径和孔体积也逐渐增大,比表面积最大为140.7 m~2/g,最大孔径为14.08 nm,最大孔体积为0.495 5 cm~3/g。当聚乙二醇添加量为1 g时,TiO_2/SiO_2对MB的光催化降解性能达到最好,光照60 min后,MB降解效率可达90%以上。     

介孔TiO2的制备及光催化降解黑液的影响因素

以钛酸四丁酯(TBOT)为前驱体,三嵌段共聚物(P123)为模板剂,溶胶-凝胶法合成了孔径分布均匀的介孔TiO_2,用小角X射线衍射(SAXRD)、X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等分析手段对产物结构和光学性能进行了表征。考察了光照时间、催化剂的用量、初始pH、通氧方式等对降解制浆黑液的影响因素。结果表明:介孔TiO2具有较高的催化活性,在催化剂用量为1.5g·L~(-1)、初始pH=6、连续通氧条件下降解效果最佳,光照反应12h后,黑液CODCr和色度去除率分别可达89.7%和92.6%。     

Ni掺杂介孔TiO2的制备及其光催化降解造纸废水

采用溶胶-凝胶法合成了不同Ni掺杂量的介孔TiO2材料,用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外(FT-IR)和N2吸附脱附等分析技术对产物结构和组成进行了表征.结果表明,介孔骨架TiO2主要以锐钛矿存在,介孔孔径由未掺杂时的8.8 nm增加到掺杂2%后的10.6 nm,BET比表面积由未掺杂时的159 m2/g降至136 m2/g.在紫外光照射、初始pH值4、连续通氧、催化剂用量1.5 g/L的反应条件下,使用不同Ni掺杂量的TiO2作为催化剂光催化降解造纸废水.实验表明,当Ni掺杂量为2%时,造纸废水的光催化降解效果最佳.以Ni掺杂量为2%的TiO2为催化剂,光催化降解造纸废水,废水的色度和CODCr去除率分别为100%和83.4%.     

Al2O3-TiO2复合膜的制备及表征

采用TG-DTG、FI-IR和AFM等测试手段研究复合膜的热稳定性、化学组成及其表面微观形貌,以异丙醇铝和钛酸丁酯为前躯体,选择溶胶凝胶法制备A l2O3-TiO2复合膜.结果表明,温度为60℃,相对湿度保持70%可得到完整性较好的凝胶膜;复合膜的热稳定性好,500℃以后没有明显的质量损失;复合凝胶中没有出现A l-O-Ti键,说明A l2O3组分与TiO2组分在复合过程中,没有发生化学反应,TiO2富集于A l2O3的表面.原子力显微镜分析表明薄膜表面均匀平整,所得平均孔径约为20 nm.     

碱处理改性对TiO_2光催化及吸附性能的影响

研究了对纳米TiO2进行碱处理表面修饰改性的方法和工艺,通过改变其表面形貌和化学活性,改善其吸附分解能力,提高了对有机污染物的降解效果。碱处理后TiO2样品表面变得相对粗糙,比表面积从28.07 m2/g提高到了79.83 m2/g,平均孔径由10 nm下降到了4.135 nm;碘吸附值从35.6 mg/g增加到了102.79 mg/g,其吸附回线属于IUPAC吸附回线中的H1类型;对二氯甲烷的降解率均达到未处理试样的数倍。     

The high performances of SiO2-coated melt-blown non-woven fabric for lithium-ion battery separator

This paper reports a kind of composite separator which is prepared by adopting polypropylene melt-blown non-woven fabric as base material, and coating nano-SiO₂ particles on its unilateral side. This paper also observes the morphology of separators and character the pore size, thermal stability, and electrochemical performance of separators. Results show that: filling nano-SiO₂ particles into polypropylene melt-blown non-woven fabric could improve the thermal stability, ionic conductivity, and pore size distribution of polypropylene melt-blown non-woven fabric, especially, the C-rate performance. When the coating solution reaches 15 wt.%, the c-rate performance of separator reaches a higher value of 152 mAh.g^?1 at 0.2 C and 89 mAh.g^?1 at 5 C, which was more excellent than c-rate performance of other composite separators and pp membrane. Such kind of designing used new preparation process and will to be a promising separator for power lithium-ion battery.     

纳米SiO2/PTFE乳液整理对聚苯硫醚滤料性能的影响

为进一步提高聚苯硫醚（PPS）耐高温过滤材料的各项性能,更好的将其应用于高温高腐蚀性环境的烟气过滤领域,本文研制了纳米SiO2/PTFE复合整理液,并应用该复合整理液对针刺PPS耐高温过滤材料进行整理试验。通过对整理后PPS耐高温过滤材料的耐磨性、孔径、过滤效率等性能进行表征,结果表明,通过PTFE乳液和纳米SiO2分散液的复合进一步改善了过滤材料的耐磨性和过滤效率等性能。在试验的基础上,得出了最佳热处理工艺：热处理温度为250℃,热处理时间150s。     

Gravimetric analysis of the adsorption and desorption of CO2 on amine-functionalized mesoporous silica mounted on a microcantilever array

The kinetics of CO(2) adsorption and desorption over amine-functionalized mesoporous silica were investigated using silicon microcantilever arrays. Three types of mesoporous silica with different pore sizes were synthesized and functionalized with a variety of amine molecules. After depositing the silica sorbents onto the free end of each cantilever in an array, mass changes due to the adsorption and desorption of CO(2) were determined in situ with picogram sensitivity by measuring variations in the cantilever frequencies. The adsorption and desorption kinetics were found to be diffusion-controlled, and the kinetics were accelerated by increasing the temperature and pore size. The activation energies for adsorption and desorption of CO(2) were determined from Arrhenius plots.     

CO_2固体吸附剂研究述评

由于介孔材料具有比表面积大和空隙较多等优点,被广泛地应用于对空气中或工业废气中的CO2的吸附.活性炭、沸石、硅胶等传统的吸附剂具有制备方法简单、制造工艺成熟、成本低廉等优点,是吸附空气中CO2的首选材料,但较强的吸湿性使其不能用于高湿度的吸附环境等,而通过对传统的介孔材料进行表面改性,接枝胺类等碱性物质,将单纯的物理吸附转变为物理吸附和化学吸附共同作用的吸附方式,在改善吸附剂适应环境能力的同时也能增加吸附量.开发具有最佳结构且物理及化学性能稳定的功能复合吸附剂将是该领域的研究热点和主要方向.     

浆料配比和打浆 对生物快检低定量吸液滤纸性能的影响

通过改变浆料纤维的配比,研究不同打浆度下吸液滤纸性能的变化,以期获得高质量的生物快检试纸用的低定量吸液滤纸。结果表明:在相同打浆度下,100%棉浆吸液滤纸的平均孔径最小,其最大孔径和平均孔径比较接近;配加针叶木丝光浆后平均孔径提高,配加20%针叶木丝光浆吸液滤纸在打浆度22～26°SR时可获得较均匀的孔径分布。100%棉浆吸液滤纸在200g·m-2定量下难以满足生物快检试纸的要求,配加20%～25%丝光浆并控制19～20°SR的打浆度可满足低定量吸液滤纸吸液性580～590g·m-2和厚度0.4mm的要求。     

非织造材料孔隙结构的定量表述

利用计算机图像处理技术,提取了孔隙尺寸、孔隙形状和纤维取向分布等直观表达非织造纤维材料结 构的参数;利用新的几何学———分形几何,对非织造纤维材料的孔径分布情况进行分析,获得孔径分 布分形维数。在此基础上研究纤维网单位面积质量和特征长度对纤维网结构的影响,以及孔径分布 分形维数与通透性能之间的关系。     

SiO2@TiO2复合材料分离富集酪蛋白磷酸肽

TiO2具有选择性吸附磷酸肽的特点。为了得到高比表面积的TiO2,提高磷酸肽的分离富集效果,本研究采用层层自组装法,制备出了比表面积为116.26 m2/g、平均孔直径为8.42 nm的SiO2@TiO2核壳型复合材料,并将该材料用于酪蛋白磷酸肽（casein phosphopeptides,CPPs）的分离富集。利用高效液相色谱法（high performance liquid chromatography,HPLC）测定出该材料对CPPs的吸附率为93.0%,解吸率达到81.5%。通过液相色谱-四极杆-飞行时间质谱鉴定出CPPs样品经富集后,洗脱液中的5 种磷酸肽成分的序列分别为PS*H、PS*PR、S*SRS*E、PHS*和PS*SRS*EP;并以茶碱为内标的HPLC法测定了CPPs样品、氨糖软骨素钙片、婴儿配方奶粉中CPPs的含量,测定结果的平均添加回收率介于92.5%～95.1%之间。因此,本实验所制备的SiO2@TiO2核壳型复合材料性能优异,对CPPs分离富集效果明显,用于实际样品测定的结果准确可靠。