负载型纳米TiO2的制备及其催化活性研究

以硅胶为载体、钛酸丁酯为原料,通过微乳液法制得平均晶粒度为6.3nm的锐钛矿型纳米TiO2负载催化剂.研究了焙烧温度、m(TiO2):m(硅胶)、溶液pH对紫外光照射下纳米TiO2降解溶液中苯酚的光催化活性的影响.结果表明,焙烧温度从400℃提高到700℃时,TiO2晶粒度从6.3nm增加到的83.2nm,而催化活性先增大后降低,在450℃时催化活性最大,苯酚的去除率45.6%;随着m(TiO2):m(硅胶)的减小,催化剂活性先增加后降低,在TiO2:硅胶(质量比)为0.05/1000时催化剂活性达到最大;溶液pH值小于6时,苯酚去除率随pH值减小而增大,但变化并不太明显;pH值大于6时,苯酚去除率随pH值增大而增大.     

溶胶-凝胶法制备纳米TiO2先驱体及其晶型演化研究

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2先驱体粉末,并采用红外分析、热重-差热分析、X射线衍射等方法对所制得的先驱体和裂解产物进行了表征。结果表明:在纳米TiO2先驱体粉末的制备过程中,乙酸作为钛酸四丁酯水解溶液的稳定剂参与抑制水解,在pH=3的溶胶中,—OR基被醋酸部分取代为聚合的醋酸钛;先驱体粉末在275℃时发生醇缩聚与失水缩聚,失重率达30%;在450℃时发生锐钛矿向红宝石的晶型转向;在900℃时金红石的质量分数约为90%,锐钛矿的质量分数约为10%;400℃时晶粒尺寸为18nm,900℃时为21nm,晶粒尺寸随着温度的上升而变大。     

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．     

聚丙烯酸酯/纳米TiO2复合皮革涂饰剂的研究

以钛酸丁酯为纳米TiO2的前驱体,丙烯酰胺、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯为单体,乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)为偶联剂,采用双原位乳液聚合法制备聚丙烯酸酯/纳米TiO2复合涂饰剂。考察引发剂用量、反应时间及钛酸丁酯用量对乳液及其涂膜性能的影响,并采用红外光谱和透射电镜对复合涂饰剂的结构进行表征。结果表明,随着引发剂和钛酸丁酯用量的增加,涂膜的抗张强度先减小后增大,断裂伸长率先增大后减小,耐水性先增加后减弱;而随着反应时间的延长,涂膜的抗张强度及断裂伸长率呈现与引发剂和钛酸丁酯用量相反的趋势,耐水性基本呈现减弱趋势。红外光谱及透射电镜结果表明纳米TiO2存在于聚丙烯酸酯中,且主要存在于聚丙烯酸酯乳胶粒的表面。     

钛酸酯前驱体制备纳米TiO2块体的研究

以四氯化钛、甘油与六次甲基四胺为原料发泡制得钛酸酯发泡前驱物,后者经高温热分解制得了纳米TiO2 块体;使用FT IR、TG DTA、XRD、SEM等对发泡前驱物和纳米 TiO2 块体进行了表征并初步考察了纳米TiO2 块体的光催化活性。结果表明:钛酸酯发泡前驱物在 450℃马弗炉中焙烧 2. 0h 得 TiO2 块体,为纯锐钛矿相纳米结构,块体由 200nm 左右的二级粒子堆积构成,二级粒子由粒径为 16nm 左右的基本粒子构成;550℃以后所得 TiO2 块体含不同比例的金红石相;纯锐钛矿相纳米结构块体具有较高的光催化活性,且易于沉降或过滤回收。     

纳米TiO2/聚乳酸复合材料的制备和表征

采用原位聚合的方法制备了有机化处理过的纳米 TiO 2粒子质量分数分别为 1 wt %、3 wt %、5 wt %和10 wt %的 4种纳米 TiO 2/聚乳酸复合材料。SEM结果表明 , 当纳米 TiO 2粒子质量分数较低时 , 纳米 TiO 2在聚乳酸基体中呈现均匀稳定分散 , 而质量分数较高时则发生团聚。通过力学和热学等性能测试发现复合材料的最大热分解温度、 玻璃化转变温度和力学性能相对于聚乳酸有较大幅度提高 , 其中纳米 TiO 2的质量分数为 3 wt %时改善效果最明显 , 其最大热分解温度、 玻璃化转变温度分别比聚乳酸提高了 25. 3℃和 4. 9℃, 拉伸强度、 断裂伸长率和弹性模量分别提高了 83. 6 %、 6. 73 %和 129. 4 %。     

白云母负载纳米TiO2的制备及光催化性能研究

进行了微乳液法制备负载型纳米TiO2的研究.采用微乳体系制备出纳米二氧化钛前驱体,然后将表面活性剂稳定和保护的纳米粒子在氢键吸附等作用力下包覆于云母载体的表面.XRD分析结果表明,所制得的产品为锐钛型二氧化钛.SEM结果表明,所制得的颗粒粒径为20nm左右,呈球形均匀分布于基质表面.以偶氮染料甲基橙为降解对象,考察了样品的热处理温度、溶液的初始浓度及溶液的pH值对降解率的影响.结果表明,白云母负载纳米二氧化钛具有较好的催化活性.     

TiO2纳米晶的制备

本文采用一种新的制备工艺制备了二氧化钛纳米晶，研究了二氧化钛的晶型和晶粒尺寸与工艺条件的关系，并对纳米晶的控制进行了初步探讨。     

环氧树脂／纳米TiO2复合材料的制备与性能研究

以纳米TiO2和聚苯胺包覆纳米TiO2后的颗粒作为增强组分，通过溶液共混法制备环氧树脂基纳米复合材料。IR结果表明，纳米TiO2颗粒表面舜口聚苯胺之间存在强烈的相互作用：这种包覆后的纳米粒子作为填料，能提高其与基体环氧树脂的界面相容性，使其能均匀地分散在环氧树脂基体中，在添加量为3％（质量分数，下同）时，拉伸强度比纯的环氧树脂提高了39．3％。     

PEALD原位掺杂制备纳米TiO2-xNx光催化剂

采用等离子体增强型原子层沉积(PEALD)系统原位掺杂制备了TiO_2-xN_x光催化剂。利用光电子能谱(XPS)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、光致发光(PL)光谱和紫外–可见光(UV-Vis)光谱对催化剂进行了表征, 并研究了TiO_2-xN_x纳米薄膜在可见光照射下水接触角的变化和催化降解亚甲基橙(MO)溶液的性能。结果表明, 等离子体功率变化可以改变掺入氮原子的结构, 在功率为50 W时主要形成替换式氮原子, 含量约为1.22at%, 晶体为锐钛矿(101)型。结构无明显缺陷, 且掺杂后TiO_2-xN_x薄膜光生电子–空穴对复合率低, 有利于光催化效率的提高。该方法解决了传统ALD工艺制备TiO_2-xN_x光催化剂时容易形成氧空位的问题, 实现了TiO2-xNx纳米材料的可见光(λ<800 nm)吸收和可见光光催化性能。     

原位聚合制备玻璃纤维/PCBT复合材料及其性能研究

采用环状对苯二甲酸丁二醇酯(CBT)原位聚合制备了玻璃纤维(GF)增强聚环状对苯二甲酸丁二醇酯(PCBT)复合材料。研究了聚合温度及催化剂用量对PCBT粘均分子量、结晶度以及GF/PCBT复合材料力学性能的影响。结果表明,随着聚合温度的升高,PCBT的粘均分子量及结晶度逐渐增大并趋于稳定,GF/PCBT复合材料力学性能也不断增大;当聚合温度为210℃时,PCBT的粘均分子量为7.16×104 g/mol,结晶度为43.9%,GF/PCBT复合材料的拉伸和弯曲强度分别为(271.44±3.40)和(257.70±3.73)MPa。随着催化剂用量的增大,PCBT的粘均分子量和结晶度逐渐增大并趋于稳定,复合材料力学性能不断增强;当催化剂用量为0.4%(质量分数)时,PCBT的粘均分子量为7.13×104 g/mol,结晶度为44.4%,GF/PCBT复合材料的拉伸和弯曲强度分别为(265.10±3.31)和(260.30±2.03)MPa。     

原位聚合法制备壳聚糖-g-聚丙烯酸/高岭土复合树脂

利用无机粘土矿物与烯类单体的接枝共聚反应制备复合高吸水性树脂,具有改善树脂吸水性能、增强凝胶强度、降低产品成本的优点。以高岭土、壳聚糖和丙烯酸为原料,在水溶液中通过接枝共聚反应合成了壳聚糖接枝共聚丙烯酸/高岭土复合吸水树脂。以丙烯酸量为基准,研究了交联剂、引发剂、壳聚糖、高岭土等与丙烯酸的不同质量比对复合树脂吸水倍率的影响。红外光谱分析结果表明,丙烯酸、壳聚糖和高岭土共同参与了接枝聚合反应。以过硫酸胺为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,丙烯酸中和度为70%,引发剂用量0.3%,交联剂用量为0.05%,壳聚糖与丙烯酸的质量比为0.13,高岭土与丙烯酸质量比为0.13时,高吸水性树脂具有较好的综合吸液性能。     

Sol-Gel法制备TiO2/PVP复合材料及其显微硬度研究

以钛酸丁酯和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为原料,采用Sol-Gel法制备了TiO2/PVP纳米复合材料.TG分析表明,无机组分与有机组分之间存在价键结合,研究了经不同温度热处理后TiO2/PVP的显微硬度-维氏硬度Vc,结果表明,随温度的升高,Vc增加.经270℃处理,其值可达265kg/mm2.     

原位聚合法制备PMMA/膨胀石墨纳米复合材料

通过原位聚合将甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体插入膨胀石墨层间,制备出以石墨层片为纳米分散相的导电复合材料.用红外光谱和X-射线衍射分析证实复合材料的合成,并讨论了石墨含量对复合材料的力学性能和导电性能的影响.     

原位插层聚合制备PVC/膨润土复合材料及性能初步研究

以新疆夏子街钠基膨润土为原矿制备的有机膨润土,通过原位插层聚合法制备了PVC/膨润土复合材料.通过对该复合材料的力学性能分析,复合材料的断裂伸长率为42%,比原PVC基体提高51.5%;复合材料的抗冲击强度为15.58 kJ/m2,比原PVC基体提高2.1倍;复合材料的拉伸强度为42.82 MPa,比原PVC基体提高14.6%.由此表明,复合材料的综合性能明显提高.SEM分析表明,PVC/膨润土复合材料具有明显的韧性特征;XRD分析表明,该复合材料是一种剥离型的复合材料.     

纳米二氧化钛/硅胶光催化剂的制备与性能研究

采用溶胶 凝胶法在硅胶载体上制备了纳米二氧化钛 ,研究载体表面负载二氧化钛的结构、表面形态及其光催化性能。实验发现 ,包覆在硅胶表面的二氧化钛大小为 2 0～ 30nm ,且分布均匀 ,晶型为锐钛矿相 ,以甲基橙作为降解对象研究所制备样品的光催化性能。     

用原位聚合法制备聚酰亚胺/滑石粉复合薄膜的聚集态结构

用原位聚合法合成一系列不同滑石粉含量的聚酰胺酸/滑石粉(PAA/talc)溶液,再将其热酰亚胺化制备出聚酰亚胺/滑石粉(PI/talc)复合薄膜.偏光显微镜(POM).广角X衍射(WXRD)和扫描电子显微镜(SEM)的观测结果表明,滑石粉的引入使PAA形成一种丝状有序结构,且随着热酰亚胺化的进行或者滑石粉含量的增加,这种结构不但得以保持且越来越明显,最终相互交错形成网状织构,红外光谱(FT-IR)给出的结果表明,滑石粉与PAA间存在氢键相互作用.丝状结构的形成,是在存在氢键的前提下滑石粉诱导被应力驱动的大分子链发生规整有序排列的结果.     

二氧化钛对PP/SPTW复合材料性能的影响

目的研究不同质量分数的二氧化钛(TiO_2)对聚丙烯/六钛酸钾晶须复合材料力学性能的影响,并找出TiO_2的最佳质量分数。方法首先采用硅烷偶联剂KH550改性二氧化钛和六钛酸钾晶须(SPTW),然后将改性过的二氧化钛与改性过的六钛酸钾晶须、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)、聚丙烯(PP)通过熔融共混法制得PP/PP-g-MAH/SPTW/TiO_2复合材料。结果比较了不同含量二氧化钛对聚丙烯/钛酸钾晶须复合材料性能的影响。研究表明,二氧化钛能够明显改善复合材料的力学性能,随着二氧化钛含量的递增,复合材料的力学性能总体呈先增加后降低的趋势。当二氧化钛质量分数为1%时,复合材料的弯曲强度、拉伸强度和冲击强度分别增大了35.2%,41.2%和33.7%。随着TiO_2质量分数的继续增加,复合材料的弯曲强度逐渐开始下降,拉伸强度和冲击强度在其质量分数超过2%时逐渐开始减小。结论当TiO_2质量分数约为2%时,复合材料的综合力学性能最佳。     

原位聚合法制备尼龙66/蒙脱土纳米复合材料及其性能

采用原位聚合法制备了尼龙66/有机蒙脱土纳米复合材料,利用TEM观察了复合材料的微观结构,测试了其力学性能、热稳定性和阻燃性能,探讨了复合材料结构与性能之间的关系。研究结果表明:蒙脱土以纳米尺度均匀分散在尼龙66基体中,蒙脱土的加入改善了材料的力学性能、热稳定性和阻燃性能。     

CVI法制备2D C/C复合材料

采用预制体直接加热模式的CVI工艺在25．5h内制备出24mm厚的2DC／C复合材料，分析了该工艺快速致密的机理，并观察和测试了材料的微观结构和力学性能。结果表明：该工艺能在较短时间内制备出结构均匀、力学性能较好的C／C复合材料，是一种制备C／C复合材料较为理想的工艺。其快速致密机理可认为：自由基磁吸引作用、自由基电沉积作用和自由基脱氢聚合三个方面。