纳米氧化镁的表面改性研究

采用硬脂酸、硬脂酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠4种物质做为表面改性剂对纳米氧化镁进行表面改性,考察了改性剂种类、温度等参数对纳米氧化镁改性效果的影响。应用活化指数、分散性评价改性效果,应用FTIR对改性前后纳米氧化镁进行了表征。结果表明:硬脂酸、硬脂酸钠对纳米氧化镁改性效果显著,硬脂酸改性效果最好,十二烷基苯磺酸钠改性效果最差。改性后的纳米氧化镁表面由亲水性变为疏水性。改性的最优工艺条件为:温度75℃,改性时间50min,硬酯酸用量5.2%,此条件下制得的改性纳米氧化镁的活化指数95.8%,分散性为89.1%。硬脂酸与纳米氧化镁的表面形成了化学键。     

纳米TiO_2去除水中Fe~(3+)的研究

对纳米TiO2去除水中Fe3+进行了研究,并就反应条件对金属离子脱除率的影响进行了系统的讨论.研究结果表明,TiO2光催化剂对Fe3+有极强的吸附作用;纳米TiO2的最佳用量为1 g/L,在不添加任何还原剂的光催化条件下,Fe3+去除率可达96%.     

使用改性纳米TiO2处理难降解石油化工废水的研究

在纳米TiO2中分别加入不同量的Ag 、Pb2 、Fe3 、La3 、Y 、Ce3 ,以ABS废水为降解对象,对比了ABS废水COD去除率和光催化前后B/C值,结果表明:改性后TiO2纳米光催化性能大大提高,COD去除率由44.7%上升到85.5%,B/C值从0.23提高到0.47,可生化性得到增强,为后续生物处理奠定了基础,具有广阔的应用前景.     

Fe~(3+)对聚苯胺复合二氧化钛光催化性能的影响

通过水蒸气-水解法和化学氧化聚合法分别制备不同掺杂比例的纳米级Fe3+-TiO2和PANI/Fe3+-TiO2系列粉体.利用单因素实验验证了Fe3+对TiO2和PANI-TiO2光催化性能的影响.以KBF染料模拟废水为研究对象,考察Fe3+-TiO2和PANI/Fe3+-TiO2复合材料在紫外光条件下降解水中有机物的效果.结果表明:Fe3+与四氯化钛的摩尔比为1%时,光催化降解效果最好.Fe3+可以改进纳米TiO2光催化剂的光催化性能,可有效降解KBF染料.     

过渡金属Fe3+离子掺杂改性TiO2的光催化性能研究进展

对近年来利用过渡金属Fe3 离子掺杂改性TiO2的光催化性能研究进行了综述.分析了掺杂金属Fe3 离子的电位、电子轨道构型、化合价、离子半径、浓度和掺杂制备方式对TiO2光催化性能的影响,并提出应用前景、存在问题和发展方向.通过掺杂过渡金属Fe3 离子改进TiO2光催化剂的禁带宽度,使反应的响应光谱向可见光扩展,并且有效地抑制电子-空穴的复合,提高半导体的光催化效率,通过改性可以直接利用太阳能.另外,针对掺杂机理尚不清楚、光量子效率仍然不高和回收困难的缺点.采用溶胶-凝胶法制备负载型掺杂改性纳米TiO2成为研究的热点,其中利用非耐热材料可以制成上浮型负载体,更利于回收,成为研究的新方向.     

ZnO/Ag纳米复合材料的硬脂酸改性

以硬脂酸为表面活性剂对采用配合物沉淀法自制的ZnO/Ag纳米复合材料进行了表面改性。系统研究了硬脂酸浓度、用量和改性时间等因素对改性效果的影响,并通过亲油度、接触角、透射电镜、红外及紫外-可见光谱等测试手段,对改性前后的ZnO/Ag纳米复合材料进行了表征。结果表明,采用乙醇加热回流法,用硬脂酸改性ZnO/Ag纳米复合材料能够提高其疏水性及对可见光的吸收能力。硬脂酸改性ZnO/Ag纳米复合材料的优选工艺条件是,硬脂酸浓度为0.010mol.L-1,添加量为10%(质量分数),改性时间为60min。改性后ZnO/Ag纳米复合材料的亲油度为76.47%,接触角为107.8°,其疏水性明显优于未改性材料。     

TiO2纳米粉体对变压器油工频击穿性能的影响

纳米半导体晶体表面存在大量的本征表面态,当晶体与变压器油接触时可生成能够有效捕获电子的表面态.考察了不同浓度TiO2纳米粒子对变压器油的改性作用,并以具有不同表面修饰状态的纳米二氧化钛粉体为改性剂,对克拉玛依25号变压器油进行改性,研究了纳米粉体表面修饰种类对改性油绝缘性能的影响.击穿性能测试和拟合结果表明:TiO2半导体纳米粉体可以提高变压器油的击穿性能,在一定浓度范围内,TiO2纳米粒子浓度越大,改性变压器油的工频绝缘性能越好;TiO2纳米粉体的表面修饰成分会影响变压器油的击穿性能,乙酸、丙酸和丙酸+己胺的改性作用依次增大;修饰物分子非极性链的越长,对变压器油击穿性能的改善越好.     

纳米氧化锌的制备及表面改性

以草酸与醋酸锌为原料,用室温固相合成法首先合成出前驱物二水合草酸锌,再经过460℃热分解2 h,得到纳米氧化锌.分别用十二烷基苯磺酸钠,硬脂酸钠对产物进行改性,通过X-射线粉末衍射、透射电镜对产物进行物相分析及形貌表征,用分光光度计研究了其在有机介质中的分散性.结果显示改性的纳米氧化锌粒径在30~70 nm,其分散性能明显好于未改性的纳米氧化锌.     

表面活性剂对纳米TiO2在水中分散与沉降性能的影响

研究了不同表面活性剂对纳米TiO2在水中分散行为及沉降行为的影响,并从理论上加以解释.采用紫外分光光度计测定了纳米TiO2的吸光度,采用纳米粒度仪测定了粉体的表面Zeta电位.结果表明:表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基苯磺酸钠和吐温80都增大了纳米TiO2在水体中的分散性.十六烷基三甲基氯化铵和十二烷基苯磺酸钠对纳米TiO2的分散机理是改变了粉体表面的Zeta电位,从而增大了粒子之间的排斥力,使溶液能够稳定存在,减少了纳米TiO2的沉降率;吐温80对纳米TiO2的分散机理是吐温80能够明显降低水的表面张力,因此空间稳定作用相对明显.     

CdS、Ag^＋掺杂改性纳米TiO2光催化降解甲基橙动力学研究

在探索纳米TiO2光催化降解甲基橙的最佳条件后,对纳米TiO2及其改性光催化剂CdS/TiO2、Ag＋/TiO2光催化降解甲基橙性能进行了动力学研究,结果表明：纳米TiO2及其改性的CdS/TiO2、Ag＋/TiO2的光催化反应符合动力学一级反应规律;三种光催化反应剂的光催化均存在诱导期,其中纳米TiO2光催化反应诱导期最长,其次是Ag＋/TiO2光催化反应,而CdS/TiO2光催化反应诱导期最短;光催化反应降解甲基橙效率是：TiO2光催化反应最低,其次是Ag＋/TiO2,CdS/TiO2效率最高.     

掺铁TiO2纳米微粒的制备及光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了不同掺铁量及不同pH值下的一系列TiO2光催化剂，并以高压汞灯为光源，罗丹明B为目标降解物，对其光催化活性进行了研究．实验表明，Fe^3 ．TiO2比纯TiO2具有更好的催化活性，且Fe^3 的最佳掺入量为0．05％，最佳制备的pH值为5。     

Fe^3＋掺杂TiO2纳米薄膜及其光催化性能

用溶胶-凝胶法制备了Fe^3＋掺杂纳米TiO2薄膜，研究了不同Fe^3＋掺杂浓度的TiO2薄膜材料的光学性能、晶体结构和光催化性及三者之间的关系，并对相关机理进行了探讨．研究表明：铁掺杂量的不同使TiO2材料的光学性能、晶胞参数及光催化性等发生变化，其中以Fe^3＋掺杂0．3％～0．4％（摩尔分数）时具有最好的光催化性能，此时纳米TiO2薄膜具有锐钛矿结构，可见光透过率大于70％，紫外吸收限为366nm，比未掺杂的红移了6nm．     

低温混合碳四在SO_4~(2-)/TiO_2/HZSM-5催化剂上的芳构化反应

采用浸渍沉淀法制备了SO42-/TiO2/HZSM-5固体酸催化剂。通过对混合碳四在SO42-/TiO2/HZSM-5固体酸催化剂上的低温芳构化反应的研究,考查了二氧化钛的质量分数、硫酸浸渍浓度、硫酸浸渍时间、液固质量比、粘和剂的质量分数、沉淀老化温度和焙烧温度等催化剂的制备条件以及空速对反应的影响。结果表明,粘合剂的质量分数和硫酸浸渍浓度对催化性能有较大影响。粘合剂γ-Al2O3在质量分数为30%时催化性能最好;低的体积空速有利于提高BTX(苯、甲苯、二甲苯)和芳烃的选择性;此外,同ZnNi/HZSM-5催化剂相比,达到相近的BTX和芳烃的收率,SO42-/TiO2/HZSM-5催化剂可使反应温度降低140℃左右。     

Fe3+-TiO2/SiO2气相光催化降解乙醛反应动力学研究

用浸渍法制备了Fe^3 -TiO2／SiO2负载型光催化剂,并进行了光催化降解气相中乙醛的实验和动力学研究．结果表明,Fe^3 掺杂量(nFe3 ／nTi4)为0．5％时光催化降解乙醛的效率最高;水气的存在提高了Fe^3 -TiO2／SiO2负载型催化剂的光催化活性,但使Fe^3 -TiO2纳米粉的光催化活性降低;O2的存在使Fe^3 -TiO2纳米粉和Fe^3 -TiO2／SiO2负载型催化剂的催化活性均有所降低;光强减弱使乙醛降解率下降,反应速率与光强之间呈近似线性关系;光催化降解气相中乙醛的动力学可以用Langrauir-Hinshelwood动力学方程描述．     

丙酸正丁酯绿色合成工艺中固体酸催化剂研制

针对目前酯化工艺过程中存在的环境污染问题,以丙酸正丁酯催化合成为例,对酯化过程清洁生产工艺中固体酸催化剂的制备进行了研究.制备了 SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸催化剂,讨论了各种制备条件对该催化剂的丙酸正丁酯合成催化活性的影响,采用 TG/DTA、FTIR、XRD 等仪器分析手段对催化剂结构进行了表征,实验结果表明,SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸催化剂具有很好的催化活性和选择性,且无腐蚀、反应时间短、后处理简单、重复使用性好.     

日光/TiO_2-Fenton试剂处理吲哚废水提高去除率

传统的吲哚废水处理是利用Fenton试剂,虽然简单快速,但有机物矿化程度不充分,易形成中间产物。本实验分别采用Fenton试剂及日光/TiO2-Fenton试剂处理毒性大、难生物降解的吲哚废水。Fenton试剂处理的最佳工艺条件:n(Fe2+)∶n(H2O2)=1∶6,pH=3.0,反应时间为120 min。日光/TiO2-Fenton试剂处理的最佳工艺条件:n(Fe2+)∶n(H2O2)=1∶6,pH=2.5,m(TiO2)=0.2 g,反应时间为120 min。在各自的最佳工艺条件下,日光/TiO2-Fenton试剂的去除率达到96.62%,比Fenton试剂单独处理时去除率提高22.78%。     

溶胶-凝胶法制备纳米TiO2/SnO2复合微粒的研究

以有机、无机盐为原料，通过加入稳定剂、催化剂，采用溶胶-凝胶法制备TiO2、SnO2、TiO2／SnO2纳米微粒，采用XRD、SEM和XPS等技术对粒子性能进行分析．结果表明：TiO2／SnO2粒子主要由锐钛矿型TiO2和金红石型SnO2组成，与纯TiO2、SnO2相比，TiO2／SnO2微粒的粒度小，分布均匀，不团聚。     

掺铁二氧化钛光催化氧化罗丹明B溶液的反应机理初探

用UV-Vis、MS进行了掺铁二氧化钛光催化降解罗丹明B溶液的研究，初步证明罗丹明B在不同酸度条件下制备的二氧化钛催化剂的作用下遵循不同的光催化反应机理。     

Cr2O3在一维TiO2中的掺杂行为

以硝酸铬和四氯化钛为前驱体,采用化学共沉淀法制得TiO2和Cr2O3的复合粉体。将复合粉体进行水热处理,用透射电子显微镜、场发射扫描电子显微镜、电子衍射、X射线衍射以及紫外-可见光谱吸收仪等测试手段对样品的形貌和成份以及光吸收性进行了分析。结果表明,水热处理后得到一维管状结构,其管长500~600 nm,直径10~20nm,壁厚4~6 nm。研究还发现,与纯的TiO2相比,Cr2O3/TiO2复合粉体的紫外-可见光吸收光谱显著红移。     

纳米二氧化铈粉体的表面改性研究

采用湿法对纳米二氧化铈进行改性。研究了纳米CeO₂表面改性的影响因素,通过正交实验确定了最优改性剂和改性条件。改性剂硬脂酸的质量分数为6％、pH为8、改性温度为70 ℃、改性时间为1.5 h时,改性后的纳米CeO₂的亲油化度达到73.0％。结果表明,改性后的纳米二氧化铈粉体能够较好地分散于甲醇中,改性前后平均粒径大小变化不大,由TEM观察到团聚现象明显降低。