原位生成法合成PET/纳米TiO2复合材料Ⅰ.复合树脂的结构和性能表征

采用原位生成法合成了不同纳米TiO2含量的PET纳米复合树脂,通过FTIR、SEM、TG、DSC表征和分析了PET/纳米TiO2复合树脂的化学结构、纳米粒子在PET基体中的分散性和无机纳米粒子的引入对PET树脂热性能的影响,结果表明,原位生成的纳米粒子在PET基体中具有良好的分散性,其尺度在80nm左右.     

原位生成法合成PET/纳米TiO2复合材料Ⅱ.复合纤维的结构和性能研究

研究了原位生成纳米TiO2/PET复合纤维的力学性能、结晶性和取向性,初步表征了纤维的紫外线屏蔽功能.研究结果表明,原位生成纳米TiO2的引入提高了PET纤维的力学性能,增强了其紫外线屏蔽功能,其断裂强度可达到3.76 cN/dtex,对290～400nm的紫外线屏蔽率有了较大幅度的提高.     

PET/TiO2纳米复合材料的吸氧性能研究EI

利用溶液共混法制备了PET/TiO2纳米复合材料并用SEM进行表征,自行设计、加工了用于表征该复合材料吸氧性能的测试系统,并通过实验确定了进行吸氧性能测试的具体实验方法.通过对紫外照射下该体系的吸氧性能测试得到了一定TiO2含量下TiO2与三乙醇胺(TEOA)的最佳配比,并且用红外光谱分析了PET/TiO2体系的吸氧特性.结果表明:PET/TiO2共混体系确实具备吸收氧气的性质;控制PET与TiO2质量比为4:1,TiO2与TEOA质量比5:1时体系吸氧性能最佳,紫外照射8次后平均吸氧量为2.22mL/g.     

原位生成纳米SiO2/橡胶复合材料的制备及性能研究

采用原位生成技术制备了纳米SiO2/橡胶复合材料,研究了生胶的结构、反应时间、催化剂、偶联剂种类及用量对SiO2生成量及其增强橡胶硫化胶性能的影响.结果表明:生胶的结构对SiO2的生成量有较大的影响,不同生胶中生成SiO2量的顺序为NR＞IIR＞SBR＞BR＞NBR.随着反应时间的增加,SiO2的生成量增加,72h后基本达到恒定值,偶联剂的种类对SiO2生成量影响不大.当Si-69的用量为2g/100gNR、催化剂为乙二胺、反应时间为72h时,效果最佳.原位生成纳米SiO2填充橡胶硫化胶的性能优于机械共混法填充橡胶硫化胶的性能.     

TiO2/石墨烯纳米复合材料的合成及其光催化应用研究进展

以石墨烯材料修饰TiO2半导体光催化材料能够促进电子-空穴的有效分离,增大半导体表面的氧化物种富集程度,提高光催化活性。因而石墨烯-TiO2复合材料在光催化领域中被广泛研究。综述了TiO2负载在石墨烯膜/片上结构、TiO2-石墨烯异质结结构、TiO2-石墨烯核-壳式结构、TiO2-石墨烯及其他掺杂物纳米复合材料的制备,及其在光催化应用中的最新研究进展。     

TiO2/ZnO纳米复合材料的制备及表征

以钛酸正四丁酯及L-Cys为钛源和模板剂仿生合成纳米TiO2前体,采用水热合成法制备TiO2/ZnO纳米复合材料,并利用XRD、SEM、XPS、FT-IR以及比表面积及孔径分析等对TiO2/ZnO纳米复合材料进行表征。结果表明:合成TiO2/ZnO复合材料是由锐钛矿TiO2和纤锌矿ZnO组成,形貌是由许多几十纳米厚薄片组成的花状,直径在2～3μm之间,比表面积为219.54m2/g。     

聚丙烯酸酯/纳米TiO2复合材料的制备与性能

通过无皂-原位乳液聚合法,以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯为原料,采用反应性乳化剂1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵(DNS-86)制备聚丙烯酸酯/纳米TiO2复合材料。采用红外光谱(FT-IR)、动态激光光散射(DLS)、透射电镜(TEM)等检测手段对复合材料的结构进行了表征,通过力学性能、耐水性测试研究了纳米TiO2对复合材料性能的影响。FT-IR测试结果表明纳米TiO2与聚合物发生了相互作用,有少量的TiO2被接枝到聚合物分子中。DLS测试结果表明与纯聚丙烯酸酯相比,聚丙烯酸酯/纳米TiO2复合乳液乳胶粒的平均粒径和粒径分布都有所降低。TEM测试结果表明纳米TiO2分布在聚合物基体中。复合材料的性能测试结果表明,当纳米TiO2的加入量为0.5%时,聚丙烯酸酯/纳米TiO2复合材料的综合力学性能较好;纳米TiO2的加入可提高复合材料的耐水性。     

磁控溅射纳米TiO2抗菌PBT/PET面料的制备及性能

采用磁控溅射法制备纳米TiO2抗菌PBT/PET面料,并对其抗菌、服用性能进行分析表征。结果表明,PBT/PET织物TiO2薄膜与纤维表面结合牢度较好,溅射纳米TiO2镀膜PBT/PET织物具有优良的抗菌性,其金黄色葡萄球菌ATCC 6538、大肠杆菌ATCC 8099的抑菌圈宽度分别达到5.61mm和5.52mm。磁控溅射TiO2镀膜PBT/PET织物经洗涤30次和摩擦后6min的织物其抗菌性能稍有下降。经过磁控溅射纳米TiO2镀膜后,抗菌PBT/PET织物的刚柔性、透气性等服用性能没有明显的变化。     

原位生成TiC/Ti5Si3纳米复合材料的显微结构研究

研究了原位生成ＴｉＣ／ＴＩ５Ｓｉ３纳米复合材料的显微结构,实验结果表明,以ＳｉＣ和Ｔｉ原料,通过反应热压工艺可以原位合成ＴｉＣ／Ｔｉ５Ｓｉ２复合材料,其中的大部分ＴｉＣ粒子为纳米粒子,ＴｉＣ晶粒与Ｔｉ５Ｓｉ３晶粒的晶界上存在原子台阶,复合材料还含有少量Ｔｉ３ＳｉＣ２相,这些Ｔｉ３ＳｉＣ２相主要呈棒状分布在Ｔｉ５Ｓｉ３基体中,另有少量ＴｉｅＳｉＣ２相位震大的ＴｉＣ晶粒内。     

水杨酸原位表面改性纳米TiO2的制备及性能研究

通过控制四氯化钛(TiCl4)的水解速度,制备出水杨酸(SA)原位表面修饰的TiO2纳米颗粒(TiO2/SA).通过X射线衍射仪(XRD),高分辨透射电子显微镜(HRTEM),红外光谱仪(FT-IR),热分析(TG-DTA)和X射线光电子能谱(XPS)等实验分析手段对表面改性前后的TiO2纳米颗粒进行了表征,结果表明表面修饰水杨酸的TiO2纳米颗粒在乙醇中有良好的分散性,将TiO2/SA加入到光信息存储薄膜材料(PVA/AM)中,能大大提高材料的衍射效率,降低布拉格偏移.     

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。     

聚吡咯/纳米二氧化钛的制备及电化学性能

采用化学原位聚合的方法制备了聚吡咯/二氧化钛(PPy/TiO_2)复合物,其中聚吡咯和二氧化钛的质量比分别为1∶1、2∶1、3∶1、4∶1,将其作为电化学超级电容器的电极材料,采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了PPy/TiO_2的形貌和相组成,通过电化学测试研究了PPy/TiO_2的电化学性能.结果表明:TiO_2均匀地包覆在PPy基体中,PPy/TiO_2的电化学性能明显优于纯PPy;当PPy与TiO_2的质量比为3∶1时复合材料的电化学性能最佳,即在2 A/g充放电电流密度下,其比电容达到了255.68 F/g,比纯PPy提高了2倍左右;在1 A/g充放电电流密度下,循环充放电1 000圈之后PPy/TiO_2的比电容保持率为87.2%,纯PPy的比电容保持率仅为46.9%.     

稀土铈/纳米TiO2复合抗菌剂的研究

制备出稀土铈掺杂锐钛型纳米TiO2复合抗菌功能材料,该抗菌材料与不掺杂的纳米TiO2相比,在可见光下对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的混合菌具有较好的抑菌效果,随着Ce4+的摩尔浓度增加,制备的试样的抗菌能力越强.其原因(1)铈掺杂激活纳米TiO2在可见光下的催化活性,使其光催化杀菌能力增强,(2)Ce4+本身具有较好的杀抑菌能力.     

原位复合法制备TiO2 / ( PEO)8LiClO4 聚合物电解质

以聚氧化乙烯/ 高氯酸锂络合物( ( PEO)₈LiClO₄ ) 为基体, 通过钛酸四丁酯的水解缩合反应在基体中原位生成TiO₂粒子, 制备了TiO₂ / ( PEO)₈LiClO₄复合聚合物电解质膜。采用SEM、DSC 和交流阻抗方法分别研究了电解质膜的表面形貌、热性能和离子导电性能。结果表明, 原位生成的TiO₂ 粒子均匀分散于PEO 基体中。复合TiO₂后电解质膜的玻璃化转变温度和结晶度降低。电解质膜的离子导电行为满足Arrhenius 方程, 并在5 %TiO₂含量时体系的电导率出现最大值5. 5 ×10 -5 S/ cm (20 ℃) 。以此膜为电解质组装的全固态聚合物锂电池放电时电压平稳, 20 次循环后放电容量保持在107 mAh/ g。      

水热合成纳米TiO2-Fe2O3复合材料及其光催化性能

以TiCl4,FeCl3·6H2O和NH3·H2O为原料,把TiCl4和FeCl3·6H2O按照化学计量比共同水解,得到的水合氧化物中间体放入高压釜中在180℃、0.8MPa下进行反应,经过滤、洗涤、烘干,得到纳米TiO2-Fe2O3复合材料.XRD分析证明产品为锐钛矿结构.TEM形貌观察,粒子基本为球形,粒径20～30nm;将样品均匀分散在甘油-水混合液中,利用UV-1200紫外-可见分光光度计测试了样品的光吸收性能,发现该纳米复合材料对紫外光和可见光均有很强的吸收.利用该纳米复合材料作为光催化剂对有机染料溶液进行了降解实验,发现在日光照射180min后,对酸性红B染料的降解率接近100%.     

纳米TiO2 / 再生纤维素复合薄膜的制备及光催化性能

在1-烯丙基-3-甲基咪唑氯室温离子液体中, 将纳米TiO₂粉末与纤维素浆粕进行溶液共混, 所得纤维素用水再生后, 经过超临界CO₂干燥处理, 制备了不同TiO₂ 含量的纳米TiO₂ / 再生纤维素复合膜。通过扫描电子显微镜(SEM) 、X 射线衍射(XRD) 、傅立叶变换红外光谱( FTIR) 对所得薄膜的形貌、结构进行表征。利用PCC-2 型光催化活性检测仪测试薄膜在紫外光下光催化降解亚甲基蓝的能力, 评价薄膜的光催化活性。讨论了纳米TiO₂ 含量、超临界CO₂ 干燥和真空干燥对薄膜性能的影响。结果表明: 复合膜的光催化活性达到所用TiO₂粉体的90 %; 经超临界CO₂ 干燥处理所得复合膜的光催化活性明显高于真空干燥所得复合膜的活性; 纳米复合膜的光催化活性随TiO₂ 含量的增加先升高后降低, 含量为5 %时光催化活性最高。      

功能化纳米TiO2/环氧树脂超疏水防腐复合涂层的制备与性能

超疏水材料在金属防腐领域具备巨大的潜在应用前景。为得到疏水性能及防腐性能俱优的纳米TiO₂/环氧树脂复合涂层材料,首先以三甲氧基十七氟癸基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对纳米TiO₂表面功能化;以全氟辛基甲基丙烯酸酯对固化剂二乙烯三氨(DETA)进行氟化;最后通过一步共混法和两步喷涂法分别制备出两种复合涂层。利用FTIR、XPS、1HNMR分析氟化固化剂(F-DETA)和氟化纳米TiO₂(f-TiO₂)的物相组成和组织结构。接触角测试仪和静置实验表明,当三甲氧基十七氟癸基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的摩尔比为1∶15时f-TiO₂的性能最佳,所制备的复合涂层接触角达到164.9°。SEM表征结果显示通过两步法制备的f-TiO₂/环氧树脂复合涂层具备更均匀的粗糙表面、涂层内部孔隙率较低且环氧树脂层与f-TiO₂层具备梯度结构。摩擦实验证明两步法制备的f-TiO₂/环氧树脂复合涂层的超疏水性具备较好的机械稳定性。Tafel极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究表明,通过两步法制备的f-TiO₂/环氧树脂复合涂层具有优异的防腐性能,其腐蚀抑制效率高达99.99%。