Gd~(3+)掺杂TiO_2纳米纤维的制备、表征及其光催化性能

采用静电纺丝技术并结合溶胶-凝胶方法制备TiO2和TiO2/Gd2O3纳米纤维,采用差热-热重分析(TG-DTA)?场发射扫描电镜(FE-SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线粉末衍射(XRD)对材料进行表征,通过亚甲基蓝光降解反应研究其催化性能。结果表明,掺杂Gd3+可以强烈抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,抑制晶粒生长,减少晶粒尺寸;Gd3+掺杂TiO的纳米纤维对亚甲基蓝的光催化活性明显提高。     

纳米二氧化钛纤维的制备及其光催化活性

以钛酸丁酯为钛源,用溶胶-乳化-凝胶技术合成了纳米TiO2粉末,将其置入碱溶液中进行回流处理得到了纳米TiO2纤维.用X射线衍射和透射电镜对纳米TiO2的晶型和表面形貌进行表征.结果表明:当氢氧化钠溶液的浓度为10 mol/L时,所制备的纳米TiO2纤维直径为10～15 nm,纤维长径比为20～25.TiO2纤维在750℃热处理后发生由锐钛矿相向金红石相的转变.光催化降解亚甲基蓝的实验显示:未经热处理的TiO2纤维的光催化活性比纳米TiO2粉末的差,而经500℃热处理后的TiO2纤维光催化活性最强,在紫外光照射4 h后,亚甲基蓝降解率达92%.当热处理温度进-步升高后,TiO2纤维光催化活性反而降低.     

ZnO-TiO2纳米纤维的制备及亚甲基蓝的太阳光催化降解

以钛酸四丁酯〔Ti(OC4H9)4〕、硝酸锌和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为原料,采用溶胶-凝胶法和静电纺丝法制备无机有机复合的PVP/ZnO-TiO2纤维,高温焙烧制得直径100～200 nm的ZnO-TiO2纳米纤维。通过差动-热重(DSC-TGA)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等进行了表征,并测定了其对亚甲基蓝溶液的太阳光催化性能。结果表明,w(ZnO)=3%时,ZnO-TiO2纳米纤维对亚甲基蓝催化活性最高,太阳光照射6 h后降解率达99.4%,重复使用8次降解率仍然在95%以上。     

静电纺TiO2-SiO2复合纳米纤维的制备及其光催化性能研究

采用静电纺丝技术制备了PVP-TiO2-SiO2前驱体复合纳米纤维,利用视频显微镜观察了其成纤状态和形貌结构;经600℃煅烧得到TiO2-SiO2复合纳米纤维,利用FT-IR、XRD、SEM和分光光度计对TiO2-SiO2复合纳米纤维的形成、晶型结构、形貌和光催化降解性能进行了表征。结果表明,经600℃煅烧后,PVP-TiO2-SiO2复合纳米纤维中的PVP被有效的去除,制得无定形TiO2-SiO2复合纳米纤维,且纤维呈圆柱形;TiO2-SiO2复合纳米纤维对亚甲基蓝染液具有良好的光催化效果,且光催化效率随TiO2-SiO2复合纳米纤维用量的增加而提高。     

聚丙烯腈/二氧化钛杂化纳米活性碳纤维制备与结构变化规律

以聚丙烯腈(PAN)溶液中掺入二氧化钛(TiO2)为纺丝液,用静电纺丝法通过滚筒接收得到PAN/TiO2平行排布的纳米纤维,对该纳米纤维进行预氧化和活化以期得到一种兼具吸附-光催化的掺杂TiO2的活性纳米碳纤维。分别采用X射线衍射分析(XRD)、红外光谱分析(IR)、扫描电镜分析(SEM)等手段进行表征。通过磷酸活化,最终制得了一种新型的PAN-ACF/TiO2纳米纤维,其纳米纤维的平均直径400nm,孔洞平均直径为37nm。     

Zn1-xCoxO纳米纤维的电纺制备及其吸波性能EI北大核心CSCD

采用溶胶-凝胶技术和静电纺丝法制备了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/Zn1–xCoxO(0~0.08)复合纳米纤维,经过600℃煅烧处理,获得了Zn1–xCoxO(0~0.08)纳米纤维,通过X射线衍射、Fourier红外光谱、扫描电子显微镜、能谱仪和矢量网络分析仪等技术对样品的物相、形貌、结构和电磁参数进行表征。结果表明:600℃煅烧2 h得到的Zn1–xCoxO纳米纤维为六方纤锌矿型结构,纤维直径在100 nm左右。相对于纯ZnO纳米纤维,Zn1–xCoxO纳米纤维的微波吸收性能得到显著提高,其主要吸波机制为介电损耗。当匹配层厚度为2 mm,x=0.04时,样品吸收效果最佳,在频率为8.2 GHz时,最低反射率达–30.6 dB,低于–10 dB的吸收频带为6.7~9.7 GHz,带宽达到3 GHz,与传统溶胶-凝胶法在相同条件下制得的Zn0.96Co0.04O粉体样品相比,吸波性能显著提高。     

热处理温度对核-壳型SiO2@TiO2复合纳米材料光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在二氧化硅(SiO2)纳米微球表面负载纳米二氧化钛(TiO2),制备核-壳SiO2@TiO2复合纳米颗粒.采用X射线衍射仪(XRD)、环境扫描电子显微镜(SEM-EDS)、比表面积测定(BET)等研究手段对样品的矿物组成、结构形貌进行了表征,并考察了其光催化活性.结果 表明:溶胶-凝胶法后期的热处理明显提高了核-壳SiO2@TiO2复合纳米颗粒光催化降解亚甲基蓝溶液的能力,其中,经过400℃热处理的样品催化效果最好,对质量浓度为20 mg/L的亚甲基蓝溶液90 min的降解率达到96.27％.     

利用Sol-Gel法与水热合成法制备纳米TiO2及其光催化活性研究

以Sol-Gel法及水热合成方法制备了纳米TiO2,利用XRD进行了表征,以太阳光为光源,通过对亚甲基蓝溶液的降解反应,考察了两种方法所得样品的光催化活性。结果表明,利用水热合成法制备的锐钛矿型TiO2具有更小的粒径,而通过溶胶-凝胶制得的样品为混晶型TiO2,对亚甲基蓝降解具有较高的光催化活性。     

LDO负载纳米二氧化钛复合物的制备及其光催化性能研究

以碳酸根型镁铝层状双氢氧化物(LDH)为载体,采用溶胶-凝胶法利用酞酸丁酯水解负载纳米TiO2于LDH片层获得TiO2/LDH前驱体,通过低温焙烧前驱体获得纳米二氧化钛/层状双金属氧化物复合物(TiO2/LDO).以亚甲基蓝溶液模拟染料污染物,在波长291 nm紫外光条件下测定吸光度,评价了光催化剂不同投加量,体系pH值以及光照时间条件下对亚甲基蓝降解率的影响,研究了TiO2/LDO的光催化性能.结果表明:通过溶胶-凝胶法可以获得高分散纳米级(<10 nm)TiO2负载型TiO2/LDH复合物,TiO2/LDH中TiO2负载率达8.01wt%(质量分数);TiO2/LDO的光催化性能较纯LDO高,TiO2负载于LDO层板对亚甲基蓝具有协同催化作用;在pH值为9的80 mL亚甲基蓝溶液(浓度为5 mg/L)中投入0.20 g TiO2/LDO,催化反应8 h后降解率高达81.7%,TiO2/LDO对亚甲基蓝溶液的光催化反应符合一级动力学方程.     

静电纺丝法制备中温固体氧化物燃料电池阴极用纳米La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.4)Fe_(0.6)O_3纤维

采用静电纺丝技术和溶胶–凝胶法制备了聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP)/La0.6Sr0.4Co0.4Fe0.6O3(LSCF)复合纳米纤维,经过不同温度煅烧处理,获得了具有单晶结构的LSCF纳米纤维,并对纤维样品的煅烧过程、形貌、物相、结构以及电性能进行了表征。结果表明:PVP/LSCF复合纳米纤维中的水分和有机物在达到560℃前已经完全挥发和分解。经煅烧处理,可获得具有斜方六面体结构LSCF。经800℃煅烧后的LSCF纳米纤维的直径主要分布在130～240nm;以LSCF纳米纤维为阴极制备的单电池在750℃工作温度下,其最大功率密度为1.18W/cm2。与用传统溶胶–凝胶法在相同条件下制得的LSCF粉体相比,其单电池的电流–电压–功率性能有显著提高。     

TiO_2/SiO_2复合纳米纤维的GQDs改性及其对甲醛的可见光催化降解性能

采用静电纺丝法合成了TiO_2/SiO_2柔性复合纳米纤维膜,而后对其进行石墨烯量子点(GQDs)改性,制备了GQDs/TiO_2-SiO_2复合纳米纤维,其中GQDs用水热法合成。用X射线衍射仪(XRD)、电子万能材料试验机、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对其物相组成、力学性能、微观形貌以及光催化性能进行了表征。结果表明:尺寸在7 nm~15 nm之间的GQDs松散沉积在直径为200 nm~400 nm的TiO_2/SiO_2纳米纤维上,纤维连续性好,复合薄膜有较好的力学性能;TiO_2的结晶较好,为锐钛矿相;GQDs复合后将TiO_2的本征吸收从390 nm左右延伸到了420 nm左右,拓宽了TiO_2的吸收范围。在可见光催化降解中,初始浓度为0.32 mg/m~3的甲醛气体110 min后的降解效率达到70%。     

Enhanced visible-light-driven photocatalysis of surface nitrided electrospun TiO2 nanofibers

Enhanced visible-light-driven photocatalysis of TiO(2) nanofibers have been prepared by the electrospinning method combined with a surface nitridation process. The visible-light-driven photo-catalytic activity of surface nitrided TiO(2) (N-TiO(2)) nanofibers has been evaluated using rhodamine B indicator, and it was found that the visible-light-driven photocatalytic activity of the electrospun TiO(2) nanofibers could be enhanced by nitridation in NH(3) atmosphere. The optimal visible-light photocatalytic activity of N-TiO(2) nanofibers exceeded that of pure TiO(2) nanofibers by a factor of more than 12. The nitridation temperature under NH(3) flow was found to play an important part in the performance of N-TiO(2) nanofibers, and the optimum temperature is 500 °C. Structure, morphology and photoluminescence of these nanofibers were studied by X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscope (SEM) and photoluminescence (PL) spectroscopy. The mechanism of the enhancement of visible-light-driven photocatalytic activity by surface nitridation has been discussed.     

TiO2/粉煤灰的制备及其光催化性能研究

以钛酸丁酯、乙醇和硝酸为原料,制备出混合溶液（A）将其包覆于粉煤灰表面,高温煅烧即得到负载型二氧化钛光催化剂。用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对粉煤灰的结构和成分进行了表征,以甲基橙的降解为模型反应,分析了煅烧温度、保温时间、负载型二氧化钛催化剂的投入量和混合溶液A的投入量对光催化性能的影响。结果表明,以粉煤灰为载体,采用适宜的制备方法和光催化降解工艺,负载型二氧化钛催化剂能够获得较高的光催化活性。     

TiO_2溶胶光催化降解活性橙K-GN

以钛酸正丁酯为前驱体,乙醇为溶剂,盐酸为催化剂在20℃制备具有光催化活性的TiO2溶胶。在40 W,波长253.7 nm紫外光灯照条件下,研究了活性橙K-GN染料溶液被TiO2溶胶光催化降解的可能性。研究了水的摩尔比、pH值、光照时间、染料初始浓度对降解率的影响,并且比较了TiO2溶胶与添加H2O2的溶胶的光催化活性。结果表明,当溶胶中钛酸丁酯∶水(摩尔比)为1∶100,pH值为1.0,光照时间80 min,染料初始浓度为20 mg/L时,降解率达到98%。HO可以促进TiO溶胶的处理效果,添加量为0.03%时促进效果明显。     

两种合成方式对制备纳米二氧化钛粉体的影响

以钛酸四丁酯为原料,分别通过溶胶-凝胶法和硬脂酸凝胶法制得TiO2前驱体,在450℃煅烧后分别得到粒径在42.4,9.4 nm的混晶纳米TiO2。运用XRD和TEM等方法对TiO2进行表征,探讨了两种合成方式对纳米TiO2粒径大小及TiO2晶型转变温度的影响。结果表明,以硬脂酸凝胶法合成的纳米TiO2纯度高、粒径小,且晶型转变温度低,这是由于晶粒细化后晶型转变温度降低的缘故。     

微量Sn4 掺杂TiO2纳米纤维结构材料的两步法制备及光催化性能

本文以脱脂棉花纤维为模板,利用浸渍-热转化两步法制备了具有中空结构的微量Sn4 离子(<0.050(at.)%)掺杂TiO2纳米纤维结构光催化材料(Sn4 /TiO2);通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis技术以及样品在300 W Hg灯和500 W Xe灯(模拟太阳光)下对MB溶液的光催化降解脱色对样品进行了表征。结果表明：利用两步法成功制备了中空结构的Sn4 /TiO2纳米纤维结构材料;掺入的微量Sn4 离子均匀分布于TiO2晶格中;TiO2中微量的Sn4 离子掺杂使TiO2的吸收边发生明显红移,对整个紫外-可见光吸收增强;在紫外、模拟太阳光下显示出好的光催化活性。重要的是在模拟太阳光下,Sn4 /TiO2-0.030(at.)%的光催化活性是TiO2的近4.5倍,而在紫外光下,仅为2.7倍。 Sn4 /TiO2良好的光催化性能主要归于少量Sn4 掺入使TiO2的结构多级化、TiO2价-导带间掺杂能级(DE)的形成以及TiO2晶格中活性中心的形成等因素。此外,对MB溶液在Sn4 /TiO2上的光催化降解脱色动力学行为进行了研究,结果表明：比较好的服从一级动力学行为。     

氟掺杂纳米TiO_2粉体的合成及光催化活性研究

以钛酸四丁酯为前驱体,以三氟乙酸为掺杂剂,采用溶胶凝胶法于450℃煅烧2 h合成了F-掺杂的纳米TiO2粉体,利用XRD,XPS,EDS,BET等手段进行测试和表征,以次甲基蓝的降解评价其光催化活性。XPS测试表明,F-以掺入晶体中的F-和表面化学吸附F-2种形式存在。XRD及BET测试发现,设计摩尔比n(F)/n(Ti)=0.05时纳米粉体粒径由10.6 nm增大到12.9 nm,比表面积由110.3 m2/g降低到102 m2/g,但光催化活性提高,可将次甲基蓝1 h降解率由73.2%提高到83.1%,这是由于掺入F-后部分Ti4+形成Ti3+,Ti3+在TiO2的禁带间形成施主能级,更易吸收光生电子。     

TiO_2薄膜制备条件对甲醛光催化降解性能的影响

以钛酸丁酯为前驱体,用溶胶-凝胶法制备了TiO2薄膜,并进行了甲醛的光催化降解实验,考察了制备条件对光催化降解性能的影响。结果表明,适宜的制备工艺条件为:溶胶体系pH=3,溶胶配方中V(钛酸丁酯)∶V(无水乙醇)∶V(水)∶V(冰醋酸)=5∶34∶2∶2,干溶胶在600℃下活化5h,制成的薄膜光催化降解甲醛降解率大于50%。