γ-Bi2O3/TiO2复合纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝技术与溶剂热法相结合制备了γ-Bi2O3/TiO2复合纤维光催化材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和紫外–可见吸收光谱(UV-Vis)等分析测试手段对材料进行了表征,并以罗丹明B(RB)的脱色降解为模式反应,考察了材料的可见光催化性能.结果表明:γ-Bi2O3纳米片均匀地生长在TiO2纤维上,形成了具有异质结构的γ-Bi2O3/TiO2复合纤维光催化材料,其光谱响应范围拓宽至可见光区,有利于TiO2光生电子和空穴的分离,增强了体系的量子效率.与纯TiO2纤维相比可见光催化活性明显提高,对RB的脱色率达87.8%.     

基于聚乙烯醇的共轭聚合物/二氧化钛复合光催化剂的结构及光催化性能EI北大核心CSCD

通过聚乙烯醇(PVA)在酸性条件下的热消除反应制备了具有共轭结构的聚合物(C-PVA),进一步有机/无机杂化制备出C-PVA/TiO2复合光催化剂。紫外-可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱和热失重结果表明,C-PVA含有共轭双键和羰基;X射线光电子能谱和紫外-可见漫反射光谱分析结果表明,C-PVA/TiO2复合光催化剂表面由具有一定共轭结构的聚合物和TiO2组成,且该催化剂对光的吸收由紫外光区扩展到可见光区;光催化实验结果表明,C-PVA/TiO2复合光催化剂对模型污染物罗丹明B有较强的吸附(2.5 h达吸附平衡,吸附率为20%),在可见光下对罗丹明B的降解具有良好的催化效果(5 h降解率可达99%)。     

纳米TiO2/壳聚糖复合膜对大肠杆菌杀菌作用的研究

研究了在室内可见光照射下,TiO2/壳聚糖复合膜对大肠杆菌的杀菌作用.当壳聚糖(chitosan)溶液浓度为0.5%,TiO2含量(质量)为0.125%(TiO2/壳聚糖溶液)时,复合膜在2h内对大肠杆菌的杀菌率就达到90%以上.与其它膜相比,杀菌速率快,且杀菌效果持久.结果表明,纳米TiO2/壳聚糖复合膜是具有较好杀菌功能的绿色环保材料.     

以稻壳为模板合成Co-TiO2-SiO2光催化降解染料

以稻壳为模板和硅源制备Co-TiO2-SiO2介孔材料,研究了太阳光下对罗丹明B和龙胆紫染料的光催化活性,探讨了相同条件下SiO2、Co-SiO2、TiO2-SiO2的催化活性.结果表明,Co-TiO2-SiO2在太阳光下对罗丹明B和龙胆紫的催化活性明显高于SiO2、Co-SiO2、TiO2-SiO2,降解率分别为70%和58%.更重要的是Co-TiO2-SiO2对蒽醌结构的染料罗丹明B的降解活性远远高于对苯环结构染料的龙胆紫的催化活性.     

氮、硫共掺TiO2光催化剂的响应曲面法优化

利用响应曲面法(RSM)对溶胶-凝胶法合成N、S共掺TiO2光催化剂(N/S-TiO2)的合成工艺进行了优化,借助XRD、XPS、TEM、UV-Vis-DRS等测试手段对样品进行表征,并以甲基橙为模型污染物考察了样品的可见光催化活性。根据实验结果建立了N、S共掺TiO2降解甲基橙溶液的二次多项式数学模型,并确定N、S共掺TiO2光催化剂的最佳合成工艺为:热处理温度550℃,N和S掺杂量分别为1.0%和0.3%(原子分数),在该条件下所得N/S-TiO2具有较好的可见光催化活性,且对甲基橙溶液的实际降解率与模型预测基本一致,相对误差为4.69%。     

纳米MnO2/羧甲基纤维素复合膜制备及光催化降解罗丹明B性能研究

采用溶胶-凝胶法结合流延包覆方法制备纳米二氧化锰(MnO_2)/羧甲基纤维素(CMC)复合膜(纳米MnO_2/CMC复合膜),并对样品进行测试,复合膜催化剂呈MnO_2颗粒状自然堆积,颗粒间无团聚,表面光滑,纳米直径20nm±5nm,是高量子活性纳米MnO_2,MnO_2的含量为28.6%(wt,质量分数)。纳米MnO_2/CMC复合膜具有聚合物CMC的强溶胀吸附性和纳米MnO_2光催化活性,对催化降解罗丹明B印染废水效果明显。研究结果表明,在温度为20℃,pH=4.0,罗丹明B溶液浓度为100mg/L,复合膜用量为0.75g/L条件下,罗丹明B溶液的降解率达86.6%,吸附容量为8.09mg/g,处理后废水中的罗丹明B含量低于0.1mg/L,达到染料废水排入城镇下水道水质标准。     

LDO/CeO_2纳米复合材料的合成及性能研究

以水热法合成出的Mg-Al类水滑石为载体,用Ce(NO3)3·6H2O和HMT作原料,水热合成出LDO/CeO2纳米复合材料,并采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和冷场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品结构和形貌进行了表征。此外,以H2O2为氧化剂,研究了该复合材料对罗丹明B模拟废水的催化氧化性能,结果表明,相同条件下制备出的LDO/CeO2纳米复合材料比纯CeO2具有更高的催化活性;当CeO2的负载量为50%,LDO/CeO2的投加量为0.2g时,罗丹明B模拟废水的降解接近完全,且催化剂重复使用5次后,脱色率仍保持85%以上。     

云母负载TiO2/BiVO4复合光催化材料的制备及光催化性能研究

以云母作为载体,通过液相沉淀法,获得了云母负载TiO2/BiVO4复合光催化材料.紫外可见漫反射测试表明,该材料在紫外光区和可见光区均具有较强的吸收性能.以罗丹明B作为光催化降解物,研究了云母负载TiO2/BiVO4复合光催化材料的光催化性能.结果表明:该材料对罗丹明B染料溶液具有明显的降解作用,循环使用3次,仍能保持良好的催化活性.     

新型可见光催化剂Bi6O26N5H9/AgCl的制备及其性能研究

以硝酸铋和硝酸银为主要原料,采用水解法制备了可见光响应型高效复合催化剂Bi6O26N5H9/AgCl。利用X射线仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对样品进行表征,并以碱性染料罗丹明B为目标污染物,金属卤化物灯为可见光光源测试其光催化性能,研究了初始Bi 3+/Ag+物质的量比、废水pH及浓度等对Bi6O26N5H9/AgCl光催化活性的影响,并对光催化过程中产生的活性物种进行了检测。结果表明,当罗丹明B的质量浓度为20 mg/L、AgCl/Bi6O26N5H9催化剂用量为0.5g/L、pH=4.6、光照30min条件下,罗丹明B脱色率、COD和TOC去除率分别为98.73%、88%和69%。活性物种的检测表明光催化过程产生的主要活性物种为·OH自由基,而非空穴和超氧阴离子。     

Ag-TiO_2/CNTs的复合及光催化性能

以钛酸四丁酯、硝酸银、碳纳米管为原料,通过溶胶-凝胶法制备了系列不同碳纳米管含量和热处理温度下的掺银TiO2颗粒/碳纳米管(Ag-TiO2/CNT)的复合催化剂,以甲基橙为目标降解物考察复合物的光催化活性。利用X-射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和电子探针能谱仪(EDS)对所制的Ag-TiO2/CNTs复合材料进行了表征。结果表明:掺银TiO2颗粒在碳纳米管上均匀分布,所制复合材料具有较高的光催化性能。不同的热处理温度决定着催化效率的高低,在实验条件下,当热处理温度为600℃时,复合物的光催化活性较高。随碳纳米管含量的增加,催化活性逐渐增大,当碳纳米管的负载量在3.5%(碳纳米管/TiO2,重量百分比)时,催化活性达到最大值,超过该比例时,催化活性反而呈下降趋势。在600℃、碳纳米管负载量3.5%时,复合物光催化活性最高,降解率达90%以上。     

Pt对TiO_2薄膜的结构及可见光光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法辅之以离子溅射制备了TiO2/Pt/TiO2纳米多层薄膜和TiO2/TiO2薄膜.通过SEM观察表明,TiO2/Pt/TiO2中二氧化钛颗粒的平均尺寸在20～40nm之间,而TiO2/TiO2中颗粒平均尺寸在40～80nm之间.TiO2/Pt/TiO2纳米多层薄膜的总厚度约为160nm.TEM观察及SADP结果证实单质Pt颗粒尺寸在20～40nm之间,二氧化钛为锐钛矿型.与TiO2/TiO2薄膜相比,TiO2/Pt/TiO2的光吸收曲线红移了30nm,与此同时,除本征吸收边(365nm)外,它在可见光波段还出现了一个新的吸收边650nm,对应的带隙为1.91eV,这种现象归因于沉积Pt后TiO2/Pt/TiO2薄膜中存在金属与基体的界面强相互作用(SMSI).在可见光光降解甲基蓝的实验中,扣除甲基蓝自身的分解,TiO2/Pt/TiO2多层纳米复合薄膜2h后的光降解率为18.1%.     

复合电沉积制备SnO2/TiO2薄膜及其光电催化性能

为了寻求廉价、高效和稳定的光催化剂,用复合电沉积技术在紫铜片上制备了Sn/TiO2薄膜,经300℃热氧化使之形成SnO2/TiO2复合电极.利用SEM,XRD对薄膜进行了表征,以甲基橙为模型化合物,对复合电极的光催化和光电催化性能进行了测定.研究表明:该薄膜由0.3~1μm的颗粒构成,每个颗粒又由纳米晶粒形成;电极具有多孔结构,膜中的SnO2以两种不同的晶体结构存在;在薄膜质量相等的情况下,SnO2/TiO2薄膜的光催化活性是纯TiO2粒子膜的2.87倍;外加一定偏压下,其催化性能大幅度提高.     

La/TiO2-SiO2薄膜的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的La／TiO2-SiO2复合薄膜．通过XRD、FE-SEM和AFM研究了复合薄膜的微观结构，采用紫外光照射下亚甲基蓝的分解实验比较薄膜的光催化性能．结果表明：La掺杂可显著提高TiO2-SiO2复合薄膜的光催化活性，以5％掺杂量为最佳，其光降解率比掺杂前提高了约23％．薄膜活性提高的主要原因是La掺杂后细化了TiO2的晶粒，提高了薄膜的比表面积，使其具有更高的氧化还原电势，La^3＋取代Ti^4＋进入到TiO2晶格，引起晶格膨胀，这种不同价离子的取代导致TiO2粒子表面电荷分布不平衡，从而提高了光生电子-空穴的分离效率．     

拟用于可穿戴气敏传感器的二氧化钛/纳米纤维素复合膜制备及表征

使用纤维素酶和木聚糖酶(酶活比9:1)组成总酶活为10U/mL的复合酶液,以桉木浆为原料在50℃水解12h,获得平均长度约625nm、平均直径50nm的棒状纳米晶纤维素(NCC)。以所制备的NCC为原料,采用真空抽滤法获得了透明柔性NCC膜,其弹性模量为8178MPa,抗张强度为33MPa,透光度为90.86%,裂断应变为99%,表明NCC膜具有良好的力学性能和透光性,可用作柔性器件的基底材料。然后,进一步在NCC中加入气敏材料纳米二氧化钛(TiO2)胶体,采用真空抽滤法获得了TiO2/NCC复合膜。研究结果表明,添加少量TiO2(1%、2%、4%)的TiO2/NCC复合膜依然具有良好的透光度(90%以上)与物理性能(弹性模量4906MPa、抗张强度37MPa、裂断应变45%)。在室温下,TiO2/NCC复合膜对氨气具有气敏响应,以及良好的选择性和稳定性。这些研究结果为制备高性能的TiO2/NCC可穿戴气敏传感器的进一步研究奠定了良好基础。     

化学镀Ni-P合金/TiO2复合膜的耐蚀性研究

在改进常规制备方法的基础上，提出化学镀/溶胶-凝胶复合法在碳钢表面制备TiO2复合膜的新技术。用衍射研究了复合膜的组织形态，采用环境扫描电镜（ESEM）表征了复合膜的表观和断面形貌，用极化电阻、阳极极化曲线测量等方法研究TiO2复合膜在0.5mol/L硫酸和0.5mol/L氯化钠溶液中的耐蚀性能。结果表明A3钢表面的TiO2复合膜耐蚀性能优良。     

蒙脱土/二氧化钛/聚酰亚胺纳米杂化薄膜低温力学及热稳定性能研究

利用插层法和溶胶-凝胶法制备了不同含量的蒙脱土/ 二氧化钛/ 聚酰亚胺(MMT/ TiO₂ / PI) 纳米杂化薄膜。采用傅立叶红外光谱、紫外可见光谱、扫描电镜和热重分析等对该体系的分子结构、断口形貌和热性能进行了表征, 同时研究了聚酰亚胺杂化薄膜低温(77 K) 力学性能。结果表明, 纳米粒子与基体结合情况良好, 热分解温度Td有所上升。TiO₂ / PI 杂化薄膜低温拉伸强度随TiO₂ 质量分数增加而有所下降; 而MMT/ TiO₂ / PI 杂化薄膜拉伸强度随TiO₂质量分数增加而增加并在TiO₂质量分数为2 %时达到最大值, 说明TiO₂ 与MMT 超混杂产生了协同效应。另外, 弹性模量随无机颗粒含量的增加而提高, 但断裂伸长率则下降。      

Fe2O3/TiO2和ZnO/TiO2纳米颗粒薄膜的亲水性能和光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃上制备了锐钛矿型TiO_2和过渡金属铁、锌离子掺杂的TiO_2薄膜,并通过XRD、XPS、AFM表征了合成的薄膜。结果表明铁和锌离子掺入后,TiO_2薄膜变的更加致密。铁离子和锌离子分别以Fe_2O_3和ZnO的形式存在,在紫外光照射下,TiO_2薄膜表现明显的亲水性,金属离子掺杂的TiO_2薄膜,亲水性能明显增强,铁离子掺入对光催化降解甲基橙有一定的抑制作用;少量的锌离子掺入对光催化降解甲基橙有促进作用,锌离子掺入量增大后,效果并不明显。     

柱状晶形貌TiO2膜厚对FTO/TiO2镀膜玻璃光催化活性影响

采用溶胶凝胶法,在FTO(SnO2:F)低辐射镀膜玻璃衬底上制备了柱状晶体结构的TiO2薄膜,获得双层结构FTO/TiO2镀膜玻璃样品.研究了TiO2薄膜厚度对FTO/TiO2镀膜玻璃样品的光催化活性、低辐射性能以及透光性能的影响.结果表明,FTO/TiO2镀膜玻璃样品光催化活性随着TiO2薄膜厚度的增加先升高后下降,在TiO2薄膜厚度为300 nm时光催化活性最佳;低辐射性能随着TiO2薄膜厚度的增加而下降,但TiO2薄膜厚度为300 nm时仍然具备一定的低辐射性能;透光性能与TiO2薄膜膜厚的关系不大,可见光透射比保持在72%左右;表面平均粗糙度约为1 nm,表面光滑,不易沾染油污灰尘.该镀膜玻璃在保证低辐射建筑节能和透光的前提下,兼具光催化自清洁功能,具有很好的应用前景.     

漆酚醛缩聚物/丙烯酸树脂/TiO2复合涂料的制备及性能

采用Sol-Gel法制备了漆酚缩甲醛聚合物/多羟基丙烯酸树脂/TiO2纳米复合涂料(UFP/MPA/TiO2),并用透射电镜、动态机械热分析、红外光谱和其它手段对复合涂膜进行测试。结果表明,TiO2以40 nm~80 nm的粒子均匀地分布于m(UFP)∶m(MPA)=5∶2的UFP/MPA聚合物基体中,且纳米TiO2粒子和聚合物间存在着较强的氢键。纳米TiO2粒子的引入,使得该复合涂膜具有比UFP或UFP/MPA涂膜更好的抗紫外线性能、常规物理力学性能和动态力学性能。     

染料敏化太阳电池CuAl2O4/TiO2光阳极制备及性能

采用柠檬酸法制备了尖晶石型纳米晶CuAl2O4,将其添加到P25(degussa,TiO2)中,制备成CuAl2O4/TiO2薄膜光阳极,并组装成染料敏化太阳电池(DSSC),对其光电性能进行表征。结果表明:CuAl2O4的加入,电池性能得到提高;当CuAl2O4含量为2%(质量分数)时,与纯TiO2薄膜光阳极相比,光电转化效率提高了39.1%。