TiO2/PLA超疏水复合膜材料的制备及其特性研究

以十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)对不同粒径的纳米二氧化钛(TiO₂)进行有效改性,得到具有疏水效果且可在聚合物基体中分散的纳米填料。以聚乳酸(PLA)作为基体,通过非溶剂诱导相分离法制备超疏水TiO₂/PLA复合膜及TiO₂/SA/PLA复合膜。其中,TiO₂/PLA复合膜的水接触角最高可达152.6°,TiO₂/SA/PLA复合膜的接触角最高则可达161.0°。实验中制得的各类复合膜均具有较好的亲油性,对茶籽油的吸油率可达200%以上;此外,复合膜在自然条件下能生物降解,是一种环境友好型的功能材料。     

原位纳米粒子增强Al基复合材料的微观组织及高温力学性能

以纳米TiO₂为添加相,按一定比例添加B₂O₃和H₃BO₃,采用高能球磨和粉末冶金法相结合的方法制备了体积分数为4%的纳米氧化物粒子增强Al基复合材料,最后在723 K的条件下以16∶1的挤压比制备了复合材料棒材。结果表明,经过4 h的球磨后,可以实现纳米氧化物在Al基体中的弥散分布;经过893 K的真空热压后,添加相与Al基体发生原位化学反应并生成了Al₂O₃等。当Ti与B物质的量比为1.0∶1.5时,复合材料的力学性能最优;同时,当B元素的先驱体化学成分不同时,复合材料的力学性能差异显著;TiO₂+H₃BO₃/Al在室温和623 K下的拉伸强度分别为507.7 MPa和151.3 MPa,展现出最高的室温力学性能;TiO₂+B₂O₃/Al在室温和623 K下的拉伸强度分别为353.7 MPa和167....     

涤纶表面TiO2薄膜的制备及抗紫外线性能研究

通过磁控溅射将二氧化钛（TiO₂）沉积在涤纶织物表面形成薄膜,制备二氧化钛/涤纶（TiO₂/PET）抗紫外线功能织物,探讨制备过程中磁控溅射时间和溅射功率对织物抗紫外线功能的影响,分析TiO₂薄膜的紫外线吸收和屏蔽机理,同时检测织物隔热、热稳定性能的变化情况. 结果表明:在PET织物表面沉积TiO₂薄膜可改善织物的抗紫外线性能,归因于TiO₂薄膜对紫外光较好的吸收和对紫外可见光有效的屏蔽能力;且因TiO₂薄膜在溅射150 W以上的功率下粗糙度增加、厚度减少,当溅射功率为150 W,溅射时间为90 min时,TiO₂/PET织物具有较强的抗紫外线能力,其紫外线防护系数（Ultraviolet Protection Factor,UPF）达到1211.19;同时,TiO₂薄膜的沉积赋予了PET织物良好的热稳定性能和隔热性能.     

二维纳米片金红石TiO2的可控合成及光催化性能

采用水热法,低温条件下合成了二维纳米片状的金红石二氧化钛(TiO₂)半导体材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和表面光电压谱(SPV)研究了反应过程中HCl浓度对TiO₂材料的晶相、结晶性、形貌、粒径和光电性能等性质的影响。结果表明,HCl浓度为3、5、7 mol/L时分别合成了微球、纳米片和纳米棒状的金红石TiO₂;上述3种形貌的金红石TiO₂均显示了高于采用焙烧法得到的金红石TiO₂的光催化降解罗丹明B活性;与微球和纳米棒结构相比,纳米片金红石TiO₂具有更加优异的光催化性能。SPV结果表明,纳米片金红石TiO₂具有更高的光生电荷分离和迁移效率。     

立方形BaLiX3(X=Cl,Br)钙钛矿晶体的电子结构和光学性质

基于第一性原理,系统研究了优化后立方形的金属卤化物钙钛矿BaLiCl₃和BaLiBr₃晶体的电子结构与光学性质,其中电子结构包括电子态密度和能带结构;光学性质包括介电函数、吸收谱、反射谱、能量损失函数、复折射率等。计算的立方形BaLiCl₃和BaLiBr₃的晶格常数分别为0.480 3 nm和0.510 8 nm。能带间隙值分别为4.087 eV、3.257 eV。光学性质研究表明,这两种晶体均是光学各向异性的,光学吸收边分别位于2.121 eV和1.342 eV处,BaLiBr₃晶体体现出了更强的光吸收能力;这两种钙钛矿晶体均仅在真空紫外光区域损失较大,其静态折射率分别为1.78和2.03,BaLiCl₃晶体体现了更强的透光性。     

TiO2光催化效率影响因素及应用

简述TiO₂光催化反应机制,从TiO₂的粒径、缺陷、晶体结构、晶体形貌和TiO₂的表面改性等方面综述了影响TiO₂光催化性能的因素;总结了TiO₂光催化剂在污水处理、杀菌以及空气净化等方面的应用,并指出今后可以从减小TiO₂的粒径、增加其缺陷、改变其形貌、采用混晶化合物以及对TiO₂进行表面改性等方面提高TiO₂光催化效率。     

TiO2/Ti电催化膜电极的制备及其对盐酸四环素废水的处理

为高效降解盐酸四环素(TCH)废水,以氢氧化钠、乙醇和水为溶剂,以平板微孔钛膜为钛源和基膜,采用水热法制备出原位生长二氧化钛纳米线的钛基电催化膜(TiO₂ NWs/Ti膜)。运用扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和电化学测试等手段,对TiO₂ NWs/Ti膜电极的形貌、晶型和电化学性能等进行表征,并以TiO₂ NWs/Ti膜为阳极构建电催化膜反应器(ECMR)处理盐酸四环素废水。结果表明:原位生长的催化剂锐钛矿TiO₂纳米线直径约为40 nm,均匀生长在Ti膜上;负载TiO₂纳米线可以显著提高Ti膜电极的电化学性能和催化活性,在常温常压下,当盐酸四环素废水质量浓度为50 mg/L、停留时间为10 min、电流密度为0.8 mA/cm2、pH值为7.0、Na2SO4质量浓度为15 g/L、溶液体积为100 mL时,盐酸四环素去除率可达99.5%,TOC去除率可以达到70.5%,明显高于Ti膜构建ECMR(40.2%和12.8%),且经过10次重复使用,催化性能基本保持较高水平。     

硅烷偶联剂对TiO2薄膜的改性

采用溶胶-凝胶法在镀锡钢表面构建硅烷偶联剂KH-570改性TiO₂薄膜.运用SEM,极化曲线,交流阻抗谱,紫外加速老化实验等方法,考察用不同量的KH-570对TiO₂薄膜性能进行改变的过程.结果表明,当KH-570与Ti（OBu）₄的体积比为1:1时,得到的改性TiO₂薄膜表面更致密,具有最佳的防护特性和抗紫外老化的性能.     

g-C3N4/TiO2活化过一硫酸氢盐光催化降解卡马西平的性能

为制备高活性的光催化剂,通过一步煅烧法在高温下煅烧制备得到石墨相氮化碳(g-C₃N₄),并将g-C₃N₄与TiO₂物理混合制备得到g-C₃N₄/TiO₂复合光催化剂;利用扫描电子显微镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱等对g-C₃N₄/TiO₂的微观形貌、晶体结构和官能团等进行表征,并通过荧光光谱和电子顺磁共振技术对g-C₃N₄/TiO₂的催化机理进行分析。结果表明：TiO₂成功负载在g-C₃N₄上,g-C₃N₄/TiO₂的光响应范围得到拓宽,光生电子与空穴复合速度明显降低;g-C₃N₄/TiO₂     

反蛋白石型黑TiO2光子晶体的制备与光催化性能

采用硬模板法制备了反蛋白石型TiO₂光子晶体,对其氢化处理后得到黑TiO₂光子晶体(H-IO TiO₂)。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱分析等手段,确定了H-IO TiO₂表面存在大量Ti³⁺和O空位缺陷,导致吸收光谱的红移。催化剂的光催化活性采用有机染料的光催化降解来评价。发现染料罗丹明B(RhB)的降解符合拟一级动力学,H-IO TiO₂表现出最强的光催化活性(速率常数0.033 min^-1),分别是是未热处理催化剂TiO₂(速率常数0.014 min^-1)和空气热处理催化剂(速率常数0.028 min^-1)活性的2.4和1.2倍。自由基淬灭实验证实：H-IO TiO₂在光照下能够产生更多的活性氧化基团,特别是·O^-₂和·OH自由基;证实了H-IO TiO₂表面...     

壳聚糖/纳米TiO2复合涂膜抗菌及物理性能分析

本文研究纳米TiO₂粒径、超声时间与功率、吐温80添加量4个因素对壳聚糖/纳米TiO₂复合涂膜抗菌性能的影响;并对不同纳米TiO₂添加量制备的复合膜进行扫描电子显微镜(SEM)观察和热重分析(TG)。单因素抗菌结果表明:当纳米TiO₂粒径为30 nm、超声时间为50 min、超声功率为80 W、吐温80添加量为0.5%时,复合膜对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最佳。SEM分析表明纳米TiO₂均能包埋于壳聚糖载体中,但有少许团聚。TG分析表明复合膜有较好的热稳定性。     

CdS量子点修饰TiO2纳米管及光解水产氢性能研究

二氧化钛（TiO₂）是一种传统的光催化剂材料,但由于其自身带隙宽(3.2 eV)及光生载流子易复合,往往需要通过贵金属或过渡金属掺杂、阴离子掺杂、构建异质结等手段增强其对太阳光的有效吸收,促使光生载流子分离并抑制其复合。采用两步法构建TiO₂/CdS异质结,首先通过多重电压阳极氧化法制备结构化的TiO₂纳米管阵列,再以TiO₂纳米管为基底,通过化学浴沉积法在TiO₂纳米管管壁内外均匀生长CdS量子点。通过X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外?可见光谱(UV?VIS)对TiO₂/CdS异质结组成、形貌和光学性质进行了表征。结果表明,构建的TiO₂?CdS异质结有效抑制光生载流子复合,促进激发电子的转移,提高光催化产氢效率;样品TiO₂(1.0)?CdS(1.0)产氢效率达到1.30 mmol/（g?h）,是CdS量子点的1.67倍。最后,基于实验分析提出了可见光光解水制氢过程中光生电子在TiO₂?CdS上的转移机制。     

TiO2@H+/g-C3N4复合材料的光催化产氢性能及机理分析

本文研究了TiO₂含量对TiO₂@H⁺/g-C₃N₄异质结光催化剂产氢性能的影响。首先将石墨相氮化碳(g-C₃N₄)用硫酸处理,得到酸洗氮化碳(H+/g-C₃N₄),然后通过煅烧法在H+/g-C₃N₄表面负载TiO₂得到TiO₂@H⁺/g-C₃N₄复合材料,利用透射电镜、 X射线衍射仪、紫外-可见漫反射仪和比表面仪对TiO₂@H⁺/gC₃N₄复合材料进行了表征,研究了其在可见光下的光催化产氢性能,探讨了TiO₂@H⁺/g-C₃N₄复合材料光催化产氢机理。实验结果表明：...     

玻纤负载TiO2/g-C3N4光催化膜的制备及降解染料性能

为解决光催化剂效率不高、粉末难回收且易造成二次污染等问题,采用浸渍法制备了玻璃纤维负载TiO₂/gC₃N₄光催化膜(命名为TCNGF)。TiO₂和g-C₃N₄纳米颗粒通过静电自组装在玻璃纤维表面形成了均匀无裂痕的薄膜,重量法测得催化剂负载量(质量分数)为4%。降解实验结果表明：以TCNGF为催化剂,在模拟太阳光下,10 mg/L的罗丹明B(RhB)溶液在40 min的降解率达到98%,4次循环降解实验的脱色降解率均高于99%,且溶液中无絮状沉淀产生,表明催化剂优异的催化活性、附着牢度和循环稳定性。催化结果表明：适量提高TiO₂和g-C₃N₄的质量比,催化膜内异质结量增多,促使光生活性自由基增多,染料降解速率增快;初始染料浓度对TCNGF光催化降解性能无明显影响。自由基捕获实验证明：超氧自由基(·O₂^-)和羟基自由基(·OH)在光催化反应过程中为主要...     

金属离子掺杂氧化钛的溶胶-凝胶法制备及其高效光催化染料降解应用（英文）

水污染问题一直是我们生活中的一大难题。光催化降解水中的有机污染物是一种绿色环保且节约有效的处理方法。氧化钛(TiO₂)是最受欢迎的光催化剂之一,具有高氧化能力和优异的稳定性。为了打破宽带隙对光吸附的限制,我们通过溶胶-凝胶法合成了金属离子掺杂的TiO₂。掺杂的TiO₂在光催化降解亚甲蓝中表现出优异的催化活性与稳定性。在所制备的一系列材料中,V/TiO₂和Mo/TiO₂对亚甲基蓝的光降解性能最为优异。通过对催化机制的进一步研究,发现V/TiO₂和Mo/TiO₂的带隙减小,对可见光的响应程度增强。此外,有效光生载流子的产生有助于自由基的生成,进而实现亚甲基蓝的氧化分解。     

Self-assembled synthesis of porous TiO2 film on the electrophoretic-deposited titanate nanoribbon film

The porous TiO₂ film was self-assembled on the surface of electrophoretic-deposited titanate nanoribbon film without the addition of templates by using TiF₄ as the precursor.It was found that the hydrolysis of TiF₄ was accompanied with the self-assembly processes of TiO₂ nanoparticles on the surface of electrophoretic-deposited titanate nanoribbon film,resulting in the formation of porous TiO₂ structures.Titanate nanoribbon film was demonstrated to provide the active sites for the effective self-assembly of porous TiO₂ nanostructures owing to a large amount of hydroxyl groups.Compared with the nonporous TiO₂ film,the prepared porous TiO₂ films obviously showed an enhanced photocatalytic activity,which could be attributed to the rapider diffusion and more efficient transport of various reactants and products during photocatalytic reaction in the porous structures.     

TiAl合金表面Al-Y渗层的抗热腐蚀性能（英文）

针对TiAl合金抗热腐蚀性能不足的问题,采用扩散渗法在其表面制备了Al-Y渗层,研究了催化剂类型对渗层组织结构的影响,分析了渗层的热冲击性能,对比研究了TiAl基体和Al-Y渗层在25%NaCl+75%Na₂SO₄熔盐(质量分数wt.%)中的热腐蚀行为。结果表明:用不同催化剂制备的Al-Y渗层具有相似的结构,与基体均为良好的冶金结合,由外向内均由富Al外层、TiAl₃中间层和TiAl₂内层构成,但当采用NH₄Cl为催化剂时,渗层的致密度和均匀性较用NaF和AlCl₃·6H₂O催化剂好。在1000℃热冲击下,Al-Y渗层较基体合金具有更强的抗热冲击性能。TiAl合金在热腐蚀时,基体中的片层状α₂-Ti₃Al相首先与O、S介质发生选择性腐蚀,随后形成灾难性腐蚀;而Al-Y涂层在热腐蚀初期会形成致密的Al₂O₃氧化膜,有效地保护了渗层,随着热腐蚀时间的延...     

原位水热合成硼掺杂TiO2及其可见光分解水制氢性能研究

TiO₂半导体具有氧化能力强、无毒、化学稳定性好且价格低廉等优点,在光催化领域得到了广泛应用,但其也存在只能吸收紫外光的缺点.本研究以二硼化钛为原料,采用原位水热过程制备了硼掺杂TiO₂,通过调控水热温度得到了不同硼掺杂量的TiO₂.通过XRD、Raman、SEM、FT-IR及UV-Vis等测试手段表征了硼掺杂TTiO₂的结构特征,并测试了其在可见光下分解水制氢性能.结果表明：水热温度对TiO₂的晶体结构、电子结构和表面形貌有显著影响;160⁰C下水热制备的硼掺杂TiO2由于具备完整的球形形貌和较强的可见光吸收能力,显示出最好的光解水产氢性能（396.6 μmol^-1）.     

强化球磨法对废钒钨钛脱硝催化剂载体TiO2的分散工艺

为降低回收废钒钨钛选择性催化还原(SCR)催化剂载体TiO₂颗粒粒径,增大回收载体TiO₂的比表面积,通过系列化优化工艺实验,考察了分散剂种类、颗粒表面单位面积氢离子数量、颗粒表面单位面积分散剂质量和球磨时间对废SCR催化剂载体TiO₂颗粒分散效果的影响。结果表明：废SCR催化剂载体TiO₂颗粒的最佳分散工艺为：聚氧乙烯月桂醚为分散剂,颗粒表面单位面积氢离子数量为7.1×10^-12mol/m²,颗粒表面单位面积分散剂质量为0.33 mg/m²,球磨时间为2 h,此时得到的回收载体TiO₂颗粒粒径最小,降至2.19μm。     

含氟电解液对TiO2纳米管阵列生长的影响

以含NH₄F的乙二醇溶液作为电解液,通过重复使用电解液的方式,对金属Ti箔进行阳极氧化处理,在其表面制得形貌可控的TiO₂纳米管阵列结构;利用扫描电子显微镜(SEM)对TiO₂纳米管阵列的形貌进行表征,并对TiO₂纳米管阵列的形成机理进行分析。结果表明:所获得的TiO₂纳米管呈现圆锥状,H+和F–离子是形成 TiO₂ 纳米管阵列的关键;重复使用含氟电解液,可将可溶性氟化物完全转化成TiF₆2–离子,从而减少对环境的危害,含氟电解液可重复使用6次;随着含氟电解液使用次数的增加,TiO₂纳米管的尺寸能够被有效调控;TiO₂纳米管阵列的管长呈现先增大后减小的趋势,可在20 μm内自由调控,纳米管管口处直径最高可达110 nm左右。