钒掺杂TiO2纳米纤维的制备及其光催化性能

以体积比为1∶2的N,N-二甲基甲酰胺和丙酮为溶剂、钛酸四丁酯[Ti(OiPr)4]和氯化钒[VC13]为前驱体、醋酸纤维素(CA)为模板,采用静电纺丝法制备了V-TiO2/醋酸纤维素纳米纤维.将V-TiO2/醋酸纤维素纳米纤维用0.1 mol/L NaOH/乙醇溶液水解得到V-TiO2/纤维素纳米纤维.在500℃煅烧V-TiO2/纤维素纳米纤维5h,得到直径为(200±53)nm的V-TiO2纳米纤维.利用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪和紫外-可见漫反射光谱对纤维形貌、物相和结构进行了表征.以染料罗丹明B为目标降解物考察了纤维的光催化活性.结果表明:掺杂少量V后,TiO2对紫外光的最大吸收峰和吸收带边发生了红移,说明V-TiO2对光响应更宽、光利用率更高.TiO2和V-TiO2纳米纤维在20min内对罗丹明B的降解率分别为67％和77％.     

铈掺杂钇铝石榴石纤维的电纺丝制备及光学性能

采用静电纺丝技术制备了铈掺杂钇铝石榴石(cerium doped yttrium aluminium garnet,YAG:Ce)纳米纤维,利用扫描电镜观测了电纺丝纤维的微结构与形貌,利用荧光光谱仪表征了YAG:Ce电纺丝纤维的荧光性能。结果表明:在还原气氛下热处理制备YAG:Ce电纺丝纳米纤维时,在纳米纤维表面出现了一层直径为50～100 nm的球形凸起物。相比于空气气氛中,在还原气氛中热处理制备YAG:Ce纳米纤维的荧光发射强度显著增强。并且随着Ce~3+掺杂含量增加,YAG:Ce电纺丝纤维的荧光发射带发生红移。     

基于静电纺丝技术制备Cu2+掺杂TiO2纳米纤维的研究

以聚苯乙烯溶液为络合剂与钛酸丁脂/醋酸铜混合制得前驱体,采用静电纺丝法制得聚苯乙烯(PS)/钛酸丁脂[Ti(OC4H9)4]/醋酸铜[Cu(CH3COO)2·H2O]复合纤维,经焙烧后得到均一直径、具有较高比表面积和多孔结构的TiO2/CuO复合纳米纤维.对所制得的纳米纤维的结晶度、表面形貌,分别采用X射线粉末衍射、红外光谱( IR) 、扫描电镜(SEM) 等分析测试手段进行了表征.结果表明,煅烧温度、PS浓度、钛酸丁脂浓度对纤维的直径和形貌有很大影响.     

钇掺杂TiO2纤维的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制得二氧化钛电纺前驱体溶胶,再以聚乙烯吡咯烷酮作为络合剂通过静电纺丝工艺制备了纯的和不同浓度Y3+掺杂的TiO2纳米纤维,并运用XRD、UV-Vis手段对样品进行了表征,研究了焙烧温度和掺杂浓度对样品结构、光吸收性能以及可见光催化活性的影响。研究结果表明,Y3+掺杂能够抑制TiO2的晶粒生长,提高相转变温度,扩大光响应范围。当热处理温度为550 C,Y3+掺杂浓度为1.5%时TiO2对甲基橙的可见光催化活性最高,经4 h降解率可达90.6%。     

稀土掺杂生物形态 SnO2多孔陶瓷材料的制备及气敏性研究

采用碱液处理改性的苎麻纤维做生物模板,进行稀土氧化物掺杂,制备苎麻形态La掺杂SnO2遗态陶瓷材料。对制备材料的组织成分和显微结构进行分析与表征,并测试了材料的比表面积、孔径分布及气敏性能。结果表明：掺杂稀土氧化物可抑制SnO2的长大,改善SnO2气敏材料对C2 H5 OH、CH3 COCH3及H2的气敏性能。     

以棉花纤维为模板制备Fe3+掺杂TiO2杂化材料及其性能研究

以棉花纤维为模板,在无水乙醇、硫酸铁溶液、钛酸四正丁酯中浸渍制成前驱体,经过静置、干燥、高温煅烧得到纯TiO_2中空纤维材料、1%Fe~(3+)/TiO_2中空纤维材料(B)、5%Fe~(3+)/TiO_2中空纤维材料。使用X射线衍射仪、紫外-可见光光谱仪、气敏元件测试仪对所做材料进行结构与组分、光吸收性能及催化活性、气体灵敏度进行研究。结果表明,纯TiO_2以及掺杂Fe~(3+)后所制备的材料都具有光催化降解效果,掺杂Fe~(3+)的光催化效果更明显,且随着Fe~(3+)掺杂量的增加材料的光催化效果增强。     

TiO2/电气石复合纤维的光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛源,纳米电气石粉体为原料,采用静电纺丝技术在500℃下获得TiO2/电气石复合纤维.利用同步热分析仪(DSC&TG)、X射线粉晶衍射仪(XRD)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱仪(EDS)、以及比表面积(BET)测试法对复合纤维的热失重、物相行为、显微形貌、成分组成和比表面积进行表征,并研究了TiO2/电气石复合纤维对亚基蓝溶液的光降解性能.结果表明:TiO2/电气石纤维直径为200 ～ 400 nm,并且含有一定量的珠粒,增加了纤维的比表面积.在室温下较纯TiO2纤维能够提高11％亚甲基蓝的降解量,是一种性能优良的光催化材料.     

静电纺丝法合成Fe掺杂一维NiO纳米纤维及其丙酮气敏性能的研究

采用静电纺丝工艺制备出不同Fe掺杂比例的一维NiO纳米纤维粉体。研究了不同Fe元素掺杂对一维NiO纳米纤维粉体的微观形貌、结构以及丙酮气敏性能的影响,测试结果表明：当Fe元素掺杂浓度较低时,Fe掺杂一维NiO纳米纤维粉体晶体结构未发生变化,均为立方相结构。不同比例Fe元素掺杂NiO粉体均具有良好的一维形貌。与一维NiO纳米纤维纳气敏性能相比,Fe掺杂Ni O纳米纤维粉体的最佳气敏工作温度更低,灵敏度更高,气体选择性相应更好,当Fe元素掺杂量为4%时,一维NiO纳米纤维材料对丙酮气体具有最佳的气敏特性。工作温度为300℃时,纳米纤维对100 ppm丙酮气体灵敏度达到23.2,随着丙酮气体浓度增加,Fe掺杂一维NiO纳米纤维粉体的气敏响应灵敏度呈上升趋势。一维NiO纳米纤维气敏性能的改善可归因于Fe元素掺杂促使NiO粉体的缺陷增多,可以为气敏反应提供更多的反应点,从而提高了其气敏性能。     

PAN/TiO2纳米纤维膜的制备与性能分析

通过静电纺丝和水热处理的方法成功制备了高效、可回收利用的聚丙烯腈/二氧化钛(PAN/TiO₂)纳米纤维膜。采用扫描电子显微镜、X射线衍射和亚甲基蓝(MB)降解率等对PAN/TiO₂纳米纤维膜形貌、晶体结构、力学性能以及光催化活性进行表征。结果表明,钛酸四丁酯(TBT)的添加有效减小了纤维直径;水热处理成功将TBT转化为锐钛矿TiO₂,并且PAN/TiO₂纳米纤维膜强度均高于纯PAN;紫外光照射120 min后,纤维膜对MB光催化降解率最大可达到94.8 %,同时连续5次回收再利用后纤维膜仍保持良好的光催化活性。     

静电纺丝技术制备TiO2空心纳米纤维与表征

采用静电纺丝技术,以钛酸丁酯[Ti(OC4H9)4]、聚乙烯吡咯烷酮和无水乙醇为原料,制备了TiO2空心纳米纤维.用热重-差热分析、X射线衍射、扫描电镜等分析手段对制得的空心纳米纤维进行了表征.结果表明:所得产物为锐钛矿和金红石混晶型TiO2空心纳米纤维,平均外径为900 nm,管壁平均厚度为100nm,长度＞200 μm.对TiO2空心纳米纤维的形成机理进行了讨论.     

Fe3+掺杂TiO2薄膜材料的制备与光催化性能研究

以载玻片为基材,通过溶胶-凝胶技术制备Fe3+离子掺杂的TiO2薄膜。采用甲基橙作为目标降解物,研究Fe3+掺杂薄膜的光催化活性,采用X-射线衍射、扫描电镜和紫外-可见光吸收谱等技术对薄膜相关特征进行了表征。研究表明,当Fe/Ti物质量比为0.25%时,光催化活性最高。经500℃焙烧2h制备TiO2薄膜具有锐钛矿结构,TiO2粒子大小均匀,有孔隙结构。掺杂Fe3+使薄膜TiO2粒子减小,孔隙率增加,而粒子粒径分布不均匀增加,且吸收强度增加吸收边有一定的红移。     

Preparation of TiO2 Nanoparticles Coated Cotton Fibers at Low Temperature and Their Photocatalytic Activity

TiO_2 nanoparticles coated cotton fiber composite was successfully prepared by using a sol-gel method at low temperature(about 100℃) using tetrabutyl-titanate [Ti(OBu)_4] as raw material.The preparation of the TiO_2 colloid and the composite were described.The properties of resulting materials were characterized by SEM and XRD,the photocatalytic degradation performance was tested using methylene blue(MB) as the target pollutant in aqueous solution.The results showed that the amorphous TiO_2 nanoparticles were distributed evenly on the outer surfaces of cotton fibers,which shows efficient photocatalytic properties when exposed to UV light,the degradation rate of MB reached 95.35% under the conditions of catalyst dosage 2.5 g/L,MB concentration 50 mg/L,irradiation time 120 min,and pH 10,and the photocatalytic activity of TiO_2/cotton fibers remained above 90% of its activity as-prepared after being used four times,the degradation rate of MB could reach 88.78% when irradiation time was 120 min.The photocatalytic degradation of MB could be properly described by the first-order kinetic law.By comparison of the removal rates of MB with and without UV light,it could be affirmed that the disappearance of MB was due to photodegradation rather than adsorption on cotton fibers.     

Photocatalytic Activity of TiO2 Coatings Obtained at Room Temperature on a Polymethyl Methacrylate Substrate

Titanium dioxide (TiO₂) coatings have a wide range of applications. Anatase exhibits hydrophilic, antimicrobial, and photocatalytic properties for the degradation of organic pollutants or water splitting. The main challenge is to obtain durable anatase nanoparticle coatings on plastic substrates by using straightforward approaches. In the present study, we revealed the preparation of a transparent TiO₂ coating on polymethylmethacrylate (PMMA), widely used for organic optical fibres as well as other polymer substrates such as polypropylene (PP), polystyrene (PS), and polycarbonate (PC). The films were spin-coated at room temperature without annealing; therefore, our approach can be used for thermo-sensitive substrates. The deposition was successful due to the use of stripped ultra-small (<4 nm) TiO₂ particles. Coatings were studied for the photocatalytic degradation of organic pollutants such as MB, methyl orange (MO), and rhodamine B (RB) under UV light. The TiO₂ coating on PMMA degraded over 80% of RB in 300 min under a 365 nm, 100 W mercury lamp, showing a degradation rate constant of 6 × 10⁻³ min⁻¹. The coatings were stable and showed no significant decrease in degradation activity even after five cycles.     

掺氟二氧化锡/二氧化钛复合薄膜的光催化和低辐射性能

采用溶胶-凝胶法在Sn02：F（FTO）低辐射镀膜玻璃衬底上旋涂制备Ti02,获得FTO／TiOz复合薄膜。采用扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见透射光谱、Fourier变换红外反射光谱等手段分析了复合薄膜的结构和形貌。结果表明：FTO／TiO2复合薄膜的光催化性随着Ti02薄膜厚度的变化而变化,当Ti02薄膜的厚度为190nm时具有最佳的光催化活性,并从能带角度解释了光催化性能提高的原因;Ti02薄膜能防止FTO在热处理时发生氧化,热处理后的复合薄膜仍具有较好的低辐射性能。     

室温固相合成掺杂ZnO纳米粉体制备ZnO压敏电阻

以金属离子盐和草酸为原料,采用室温固相化学反应合成掺杂ZnO前驱物,根据DSC-TG分析结果,将其在450℃热分解2 h,得到掺杂ZnO粉体,并用此粉体制备了片式ZnO压敏电阻。借助XRD、TEM、BET等检测手段对粉体产物的物相、形貌、粒度等进行了表征。研究了烧结温度对ZnO压敏电阻电性能的影响。结果表明,所制备的粉体为平均粒径24 nm左右、颗粒呈球状、分散性好的纤锌矿结构掺杂ZnO。在1 080℃烧结时,ZnO压敏电阻的综合电性能达到最佳,电位梯度为791.64 V/mm,非线性系数为24.36,漏电流为43μA。     

PMMA/TiO2纳米复合材料的性能研究

利用偶联剂钛酸正丁酯对纳米二氧化钛颗粒进行预处理, 而后通过原位聚合制备了表面包覆聚甲基丙烯酸甲酯的纳米二氧化钛粉体. 通过红外光谱(FI-IR)、热重分析(TG)、差热扫描(DSC)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)等研究了PMMA/TiO2有机-无机纳米复合材料的结构和性能.结果表明,PMMA包覆在TiO2的表面,包覆率为38.44%;PMMA/ TiO2纳米复合材料的起始分解温度和玻璃化温度分别为337 ℃和138 ℃,平均粒径为22.7 nm.表面改性后的纳米二氧化钛颗粒在有机溶剂中具有良好的分散稳定性能,同时确定了原位聚合PMMA/TiO2的最佳工艺条件为改性剂的用量15.8%,超声聚合反应时间1.5 h,反应温度为80 ℃.     

TiO2纳米薄片的制备和光催化性能研究

研究了水热化学处理法制备TiO2纳米薄片的条件,以光催化降解苯酚为模型反应,考察了TiO2纳米薄片及其焙烧产物的光催化反应性能。并结合TEM、XRD、Ram an、BET的表征结果,对影响TiO2纳米薄片及其焙烧产物的光催化反应性能的原因进行了分析。结果表明,要制备片状TiO2纳米薄片,必须控制好NaOH溶液的浓度、反应温度和反应时间,制备片状TiO2纳米薄片的最佳条件是:c(NaOH)=7 mol/L,反应温度80℃,反应时间8 h。加表面活性剂十二烷基磺酸钠可阻止TiO2纳米管的生成,拓宽了纳米薄片的制备条件。TiO2纳米薄片经300℃热处理3 h后,由于形成了活性相锐钛矿,且比表面积高达393.161 1 m2.g-1,使其催化活性比TiO2纳米颗粒提高了3.5%。     

金属和非金属掺杂二氧化钛纳米粒子的制备及应用研究进展

近年来,光催化领域的研究逐渐深入,TiO2作为一种环保廉价的光催化材料被广泛使用。纯TiO2的光催化活性受其禁带宽度的限制只能被紫外光激发,以及光生电子-空穴对复合几率高,光催化效率较低。如何有效提高TiO2的光催化效率,合成具有抑制光生电子-空穴复合且同时具有较窄能隙的TiO2材料成为研究重点。目前各类金属、非金属掺杂TiO2成为热门研究领域。本文综述了TiO2纳米材料的特点和结构,并系统归纳了常见金属、非金属掺杂TiO2纳米粒子的制备方法及其应用研究进展。     

铵盐中阴离子对悬浮TiO2光电催化活性的影响

研究了在硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵及磷酸铵四种不同的电解质溶液中,悬浮TiO2和钛电极复合体系的光电催化降解效率。实验结果表明,电解质的浓度和钛电极上的外加电压对光电催化降解甲基橙的活性有较大影响。在一定条件下,磷酸铵会促进光催化反应进行,氯化铵对光催化反应有抑制作用,而硫酸铵和碳酸氢铵对光催化反应的促进作用不明显。     

TiO2／ACF的制备及光催化降解四氯乙烯性能

以钛酸四丁酯为前驱物，活性炭纤维（ACF）为载体，蔗糖为胶粘剂，采用真空吸附水解的方法制得了TiO2／ACF催化剂．采用BET、XRD、SEM等手段对其物理化学特性进行表征，以四氯乙烯光降解反应为探针反应，考察了TiO2／ACF催化剂的光催化降解性能、实验结果表明，采用真空吸附水解法可以将TiO2很好地负载到活性炭纤维表面上、通过优化条件制备的TiO2／ACF催化剂在光照2h条件下，可以将水中溶解量的四氯乙烯降解90％以上．催化剂可以多次循环使用，光催化反应活性不变．