Effect of different doping methods on microstructure and photo-catalytic activity of Ag2O–TiO2 nanofibers

Ag⁺ doping TiO₂ nanofibers were prepared by in-situ and immersion methods (named as SI-TiO₂ and IM-TiO₂ nanofibers, respectively). This paper assesses the effects of the two different doping methods on the material properties. Results show that the two kinds of nanofibers with the diameter of about 20 nm are micron-sized length, and covered by nano-balls of Ag₂O with the diameter of 2–5 nm. Compared to IM-TiO₂ nanofibers, the SI-TiO₂ nanofibers have fewer Ag₂O particles. Thus, the photo-catalytic activity of IM-TiO₂ nanofibers is higher than SI-TiO₂ nanofibers, which is also proved in photo-catalysis experiment (the degradation ratio of IM-TiO₂ catalyst is 100%, and the degradation ratio of SI-TiO₂ catalyst is 95%).     

水热法制备过程中TiO2纳米纤维成形机理研究

采用水热法制备出φ20～30nm, 长度达微米级的TiO2纳米纤维, 以XRD、TEM、IR等手段对不同工艺条件下获得的产物晶型结构、微观形貌以及化学组成进行了表征, 对TiO₂纳米纤维成形机理进行探讨, 并就洗涤过程中pH值对纤维结构的影响进行分析. 结果表明, TiO₂纳米纤维的形成机理可能是锐钛矿型TiO₂纳米颗粒在强碱作用下生成K₂Ti₆O₁₃颗粒, 小颗粒沿一定晶轴生长, 遵循溶解-生长机理, 逐渐长成纳米纤维. 清洗溶液的pH值对产物的成分和结构有较大影响, 通过控制清洗溶液的pH值和热处理温度, 可以获得组成分别为K₂Ti₆O₁₃、H₂Ti₃O₇和TiO₂的纳米纤维. 在pH=7、80℃烘干条件下得到的主要是H₂Ti₃O₇纳米纤维, 400℃煅烧后转变为TiO₂纳米纤维.     

多元物理场CVI制备C/C复合材料过程优化

采用普通碳毡作为增强体, 丙烯作为碳源气体, 氢气作为稀释气体, 在自制的化学气相沉积炉中使用多元物理场化学气相渗透工艺(MFCVI)制备了C/C复合材料。根据不同的工艺条件设计了一组正交实验, 以最终密度和石墨化度为指标对材料的制备过程进行了优化。结果表明, 在沉积控制温度650 ℃、丙烯分压12 kPa、总气流量为40 mL/s、总压力为20 kPa条件时, 在15 h沉积时间内可以获得较好的综合性能指标。验证实验结果表明, 在上述实验条件下, 材料的密度达到1.70 g/cm³, 石墨化度可达67.1%, 密度分析结果表明, 其密度分布呈现两边高中间低的特征, 材料的密度分布可以满足应用要求。     

偏钛酸制备纳米TiO2粉体及其光催化性能研究

以偏钛酸为原料通过常温水解-沉淀法制备了纳米TiO2粉体,用XRD和TEM等手段对粉体的晶型和形貌进行表征,根据Scherrer方程计算得到晶粒尺寸与电镜照片结果吻合。用甲基橙为目标降解物,研究了其对甲基橙的降解性能,当分散剂加入质量分数为13.5%,氨水溶液的pH值为4.0时得到的光催化剂粉体的晶粒尺寸均匀,粒径为10—20 nm,降解甲基橙的效率最高。     

A partial sulfidation approach that significantly enhance the activity of FeCo layered double hydroxide for oxygen evolution reaction

We report a partial sulfidation approach that effectively boosts the OER activity of FeCo-layered double hydroxides (LDH). It is found that the mild sulfurized FeCo-LDH nanosheets using Na₂S converted a portion of their surface metal-hydroxide bonds to metal-sulfur (-hydrosulfide) bonds without significantly altering their crystal structure. The sulfidation degree is controlled by Na₂S concentration for obtaining a moderately surface electronic configurations. Benefits from the regulated electronic configurations, the sulfurized FeCo-LDH nanosheets only require an overpotential of 281 mV to produce oxygen at 10 mA cm⁻² and their Tafel slope is 51.8 mV dec⁻¹, which are both lower than the 348 mV and 72.7 mV dec⁻¹ of pristine FeCo-LDH nanosheets. The sulfurized catalysts have sustained 12 h of operation without notable activity loss. This work can provide new insights into understanding the roles of metal-sulfur bonds for OER and offer an attractive strategy to design low cost but efficient OER catalysts.     

溶胶-乳化-凝胶法制备TiO2纳米粉体的晶化过程

将乳化技术与溶胶-凝胶方法相结合,通过"微乳反应器"来控制钛酸丁酯的水解速率和凝胶化过程,从而制备出分散性好的TiO2纳米粉体.通过X射线衍射(XRD),热重-差热(TG-DSC)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对制备的TiO2纳米粉体在热处理过程的物化变化进行分析,并用扫描电镜(SEM)对其形貌和颗粒大小进行表征.结果表明:随着热处理温度的升高,TiO2粉体晶型从无定型,经过锐钛矿最终转变成金红石.在热处理过程中,TiO2纳米粉体的失重率达到38%.制备的TiO2纳米粉体分散性好,纳米颗粒平均尺寸15 nm.     

超音速火焰喷涂纳米结构涂层研究进展

超音速火焰(High Velocity Oxy -Fuel,简称HVOF)喷涂具有高速和相对较低的温度两个重要特征,能够获得比普通火焰喷涂或等离子喷涂(Plasma Spray,简称PS)结合强度更高的致密涂层.纳米材料具有独特的表面效应、体积效应及量子尺寸效应,其电学、力学、磁学、光学和热学等性能产生了惊人的变化.随着材料科学技术的深入发展, 在实际生产和生活中运用性能优良的纳米材料倍受人们关注,其中,采用热喷涂技术制备纳米结构涂层是构筑纳米结构材料的最具前途的方法之一.从目前国内外的情况来看,HVOF喷涂纳米结构涂层技术的研究取得了较大的进展.综合国内外文献,总结了HVOF喷涂制备纳米结构涂层的研究现状,着重阐述了热喷涂纳米涂层的基本过程和结合机理,指出了利用HVOF喷涂纳米结构涂层存在的问题,并对热喷涂纳米结构涂层的发展前景作了展望.     

ACFs吸附溶液中甲基橙的性能研究

利用扫描电子显微镜(SEM)、比表面分析仪和FTIR对活性炭纤维(ACFs)进行表征,并研究了ACFs对溶液中甲基橙的吸附性能。考察了吸附动力学、pH值、吸附温度及甲基橙溶液初始浓度对吸附性能的影响。实验结果表明,平衡吸附时间选取150 min,在溶液为中性条件下,溶液中甲基橙的去除率最高,溶液pH值为6时去除率达到最大值为93.45%;溶液温度为25℃时,ACFs的吸附效果最好;甲基橙的去除率随着甲基橙初始浓度增加而增大。等温吸附数据符合Freundlich吸附等温模型,吸附反应过程符合Langergren准一级动力学方程。