TiO2/碳纳米短管复合体的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/碳纳米短管复合体,利用X射线衍射仪(XRD)、差热-热重分析仪(TG-DTA)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光谱仪(UV-vis)对复合体的过程和微观结构进行了分析,结果表明:短管与钛酸丁酯的质量比为1%,热处理温度为500℃时,光催化降解活性艳红X-3B效果最好,同时TiO2与碳纳米短管的复合造成TiO2的吸收谱线蓝移.     

纳米TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法在玻璃衬底上制备了纳米TiO2薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、紫外可见一光谱(UV/vis)和原子力显微镜(AFM)对纳米TiO2进行表征.结果表明,经300～700℃退火得到的TiO2粉体呈锐钛矿相,经800℃退火得到了锐钛矿相与金红石相的混合晶相,经900℃退火完全转化为金红石相.薄膜表面粒子分布均匀,表面平均粗糙度为1.54nm,该薄膜具有较高的光催化活性,可直接用于光催化降解有机物等领域,具有广阔的应用前景.     

纳米TiO2/SiO2复合催化剂的制备与表征

以钛酸四丁酯、正硅酸乙酯作为前驱体,冰醋酸作为水解抑制剂,用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/SiO2复合物.讨论了加水量、稳定剂、催化剂、乙醇用量、反应温度等工艺因素对制备过程的影响.用X射线衍射、红外光谱、比表面积仪等测试手段对纳米TiO2/SiO2复合粒子进行了表征.结果表明,用溶胶-凝胶法制备TiO2/SO2复合光催化粒子,整个反应采用滴加方式;各反应组分用量为n(TEOS+TBOT) :n(EtOH) :n(HCl) :n(H2O)=1 :16 :0.06 :4,n(TBOT) :n(HAc)=1 :0.6;反应温度为室温.制备得到的纳米TiO2/SiO2复合粒子主要以锐钛矿型存在;SiO进入TiO2晶体结构中,两者以化学键相结合;TiO2/SiO2复合粒子的比表面积要比纯TiO2粒子的比表面积大得多,当xTi :xsi=3时,TiO2/SiO2复合粒子比表面积达389.11 m2/g.     

溶胶-凝胶法制备TiO2粉体及其光催化性能研究

以钛酸丁酯为前驱物,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2粉体,并采用紫外分光光度计、XRD等表征手段对TiO2的粒度、晶型结构进行了表征,分析了煅烧温度、TiO2晶型比例、溶液初始pH值等因素对TiO2结构性能及光催化活性的影响.结果表明:TiO2的锐钛矿晶型与金红石晶型的转相温度为700 ℃左右;采用溶胶-凝胶法制备TiO2时,控制溶液的pH值为4,煅烧温度为600 ℃,所得产物晶型全部为锐钛矿;当无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为10:1时,产物的粒径为617 nm;且当配制溶液pH值为4,煅烧温度为600℃条件下,煅烧时间为40~60 min时,所制备TiO2的光催化效果较好,降解率较高;当光催化体系的pH值为9、以质量浓度为10 mg/L的亚甲基兰溶液浸泡2 h,TiO2的用量为0.25 g/L时,产物的降解率高达95.3%.     

溶胶-凝胶-冷冻法制备纳米TiO2及其表征

为解决纳米TiO2粉体易产生团聚的问题,采用溶胶-凝胶与冷冻干燥法制备纳米TiO2粉体.通过X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外分光光度计对纳米TiO2粉体的物相组成、形貌和光催化活性进行了表征.实验结果表明:在400℃下所制得的TiO2纳米粉体的粒径约为6 nm,且粒度分布均匀,呈球形;所制得的TiO2纳米粉体在投加量为2 g/L时可使质量浓度为20 mg/L的甲基橙溶液在2.5 h内几乎全部降解.溶胶-凝胶与冷冻干燥法再结合阶段升温焙烧法可得到分散性好、粒径小和光催化活性好的粉体.     

纳米TiO2粉体的制备及其表征

采用溶胶-凝胶技术制备了纳米TiO2粉体,并对其热性能、相结构、颗粒大小和分布进行了表征,结果表明,TiO2干凝胶粉经300℃煅烧后已有锐钛矿相出现,经550℃煅烧后有金红石相出现,完全相转变的温度约为600℃,纳米TiO2粉体的颗粒尺寸随煅烧温度的升高而增大,采用溶胶,凝胶技术制备的干凝胶粉经400℃煅烧后可获得团聚轻、颗粒大小分布比较均匀、颗粒尺寸约为15nm的球状TiO2粉体,     

CoFe2O4/TiO2复合体的制备及微波电磁特性

以钛酸丁酯和金属盐酸盐为原料,采用溶胶-凝胶工艺在不同加热温度下制备COFe2O4/TiO2复合体.通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析产物的结构组成和形貌特征,用矢量网络分析仪测试样品在8～12GHz频率范围内的微波电磁性能.结果表明,复合体生长过程中两相组分晶体各自析出长大,没有新的物相产生,复合体的生长对热处理温度依赖性较大.前驱液pH在4～5范围内,经800℃热处理后,得到结晶度良好的CoFe2O4/TiO2微晶,平均粒径为320～400nm,复合体在X波段具有一定的电磁损耗.     

改性煤矸石/TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,以盐酸蚀刻煤矸石(mCG)为吸附剂,制备了煤矸石复合TiO_2光催化剂(mCG/TiO_2)。采用扫描电镜、透射电镜、红外光谱、X射线衍射和紫外-可见漫反射对复合材料进行表征。以罗丹明B为模拟污染物,考察了制备条件对其光催化活性的影响,结果表明:当mCG质量含量为15%,在500℃下煅烧2h得到的mCG/TiO_2复合材料对罗丹明B光催化降解率最高,在紫外光照射下,75min内对初始浓度为10mg/L的罗丹明B降解率达到97.3%;可见光下180min内降解率达到90.24%。活性物质捕获实验证明·OH为光催化体系的主要活性物质。     

Zn掺杂改性TiO2的制备及其光催化性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了Zn掺杂改性TiO_2催化剂。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制备的光催化剂进行表征,考察了该催化剂对亚甲基蓝废水的光催化降解性能。结果表明,Zn成功掺入TiO_2中,Zn掺杂改性TiO_2和纯TiO_2均属于锐钛矿TiO_2晶型。在催化剂投入量为1.5g/L、亚甲基蓝质量浓度为10mg/L、降解时间为0～2h条件下,Zn掺杂改性TiO_2催化剂对亚甲基蓝溶液的降解率超过60%,明显高于纯TiO_2的降解率。     

碳纳米管负载纳米TiO2复合材料的制备及组织结构表征

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为原料,以碳纳米管为载体,在碳纳米管表面上负载纳米TiO2粉体,制备出CNT-TiO2复合材料.通过X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)等手段研究了复合材料颗粒的组织结构及包覆情况,通过UV-vis漫反射谱分析比较了纯TiO2、纯CNTs和CNT-TiO2的吸光性能.结果表明,纳米TiO2均匀的包覆在CNTs表面上,且包覆均匀致密.CNT-TiO2复合材料经450℃热处理后,纳米TiO2颗粒以鋭钛矿相存在,其平均粒径约为7.3nm.CNTs-TiO2复合材料兼具载体碳纳米管和外层纳米TiO2对光的吸收性能,在紫外光区域和可见光区域对光都有非常好的吸收性能.     

碳掺杂TiO2的制备及光电性质的研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2,经活性炭程序还原制备TiC,并在空气中煅烧制得碳掺杂的TiO2.采用XRD、UV-vis以及电化学等手段对其进行了表征和测试.实验结果表明,碳掺杂减小了TiO2的禁带能隙,使它的光电特性得到了较大改善,光响应波长发生了红移,光响应电流显著增强.     

纳米二氧化钛/壳聚糖一维纳米复合材料制备及结构分析

无机材料纳米二氧化钛和生物材料壳聚糖在抗菌方面都有比较广泛的应用,但是二者的抑菌机理有所差别,各自在应用中也存在一定缺点和局限性.为改善性能,扩展应用,提出纳米二氧化钛/壳聚糖一维复合的概念,制备了纳米二氧化钛/壳聚糖一维纳米复合材料,并利用IR、XRD、SEM对其基本结构进行了研究.     

Br-N共掺杂TiO_2/磁性炭复合材料的制备及其可见光催化性能

以活性炭(AC)为原材料,采用铁盐化学沉淀法耦合壳聚糖-戊二醛交联改性技术制备磁性活性炭(MAC)。以MAC为载体,采用溶胶-凝胶法制备不同Br/Ti掺杂比的Br-N共掺杂TiO_2/MAC可见光催化复合材料(Brx-N-TiO_2/MAC)。通过XRD、UV-Vis漫反射、BET吸附实验、SEM、XPS表征其结构和化学特征。以水杨酸为模型分子进行光催化降解,评价不同Brx-N-TiO_2/MAC材料的可见光催化活性。实验结果表明,相较于N-TiO_2/MAC可见光催化剂,Br-N共掺杂更能促进催化剂对可见光的吸收。Br_(0.35)-N-TiO_2/MAC对水杨酸的降解效果最好,暗吸附1h、光催化3h后,Br_(0.35)-N-TiO_2/MAC对水杨酸的降解率达到83%,高浓度水杨酸会对光催化反应产生一定的抑制作用,该催化材料重复利用三次后仍有78%的去除率,显示了较好的稳定性。     

碳纳米管/羟基磷灰石复合材料的制备及表征

以含钴介孔分子筛为催化剂、乙醇为碳源, 采用CVD法制备碳纳米管(CNTs)。通过原位合成法制备一系列不同碳纳米管含量的碳纳米管/羟基磷灰石(CNTs/HA)复合材料。分别采用XRD、FTIR、TEM、N₂吸附-脱附和Raman光谱等分析手段, 对所合成CNTs/HA复合材料的晶相、结构、形貌和比表面积等进行了表征。同时研究了碳纳米管的添加量对所合成CNTs/HA复合材料形貌的影响。XRD与Raman结果表明, 所得CNTs/HA复合粉体中仅有CNTs与HA两种物相, 纯度较高, 结晶度较好; TEM结果显示, CNTs/HA复合材料中CNTs表面均匀包裹着一层纳米级的针状HA晶粒, 两者形成了较强的界面结合, 且当CNTs与HA的质量比为3:17时, CNTs与HA形成最佳结合状态; N₂吸附-脱附表征结果表明, 与HA的比表面积相比, CNTs/HA复合材料具有较高比表面积。     

纳米TiO2/聚乳酸复合材料的制备和表征

采用原位聚合的方法制备了有机化处理过的纳米 TiO 2粒子质量分数分别为 1 wt %、3 wt %、5 wt %和10 wt %的 4种纳米 TiO 2/聚乳酸复合材料。SEM结果表明 , 当纳米 TiO 2粒子质量分数较低时 , 纳米 TiO 2在聚乳酸基体中呈现均匀稳定分散 , 而质量分数较高时则发生团聚。通过力学和热学等性能测试发现复合材料的最大热分解温度、 玻璃化转变温度和力学性能相对于聚乳酸有较大幅度提高 , 其中纳米 TiO 2的质量分数为 3 wt %时改善效果最明显 , 其最大热分解温度、 玻璃化转变温度分别比聚乳酸提高了 25. 3℃和 4. 9℃, 拉伸强度、 断裂伸长率和弹性模量分别提高了 83. 6 %、 6. 73 %和 129. 4 %。     

碳纤维-氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及表征

采用改进的Hummers法制备了五种具有不同氧化程度的氧化石墨烯（GO）。借助元素分析、X射线光电子能谱及FTIR红外光谱测试对所制备GO的组成及结构衍变进行了表征。利用光学显微镜对不同GO在固化剂异佛尔酮二胺（IPDA）中的分散状态进行观察,并将分散效果最佳的GO试样用于改性碳纤维/环氧树脂（CF/EP）复合材料。结果表明,随着氧化剂用量及反应时间的增加,GO的氧化程度也随之增加。在氧化程度较低时,GO表面官能团主要以羰基、羧基和酚羟基为主。随着氧化程度的不断提高,GO表面官能团主要为醚、环氧和醇羟基结构。GO在IPDA中的分散状态与其氧化程度密切相关,氧化程度最低和最高的GO均出现明显的聚集现象。另外,GO表面在分散过程中可被IPDA化学改性。在EP基体中加入分散效果最佳的GO（0.2wt%）后,与CF/EP复合材料相比,CF-GO/EP复合材料的弯曲强度、层间剪切强度和Ⅱ型层间断裂韧性分别提高了14%、17%和14%。     

TiO2纳米颗粒的制备、光催化性能及羟基自由基研究

采用聚丙烯酰胺凝胶法制备了TiO2纳米颗粒,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外．可见光漫反射光谱分别研究了不同煅烧温度对样品晶相、颗粒形貌和带隙的影响．以甲基橙（M0）为目标降解物,在紫外光照射下考察了制得的TiO2样品的光催化性能．研究结果表明,500℃煅烧制备的样品光催化性能最好;随着催化剂用量的增加,MO降解率呈现先增大后减小的趋势,最佳催化剂用量为4．0g／L;在pH值不太高时（≤7．2）,M0降解率随pH值的升高呈下降趋势．以香豆素为探测剂．采用荧光光谱检测催化剂在紫外光照射下产生羟基自由基（·OH）的情况,研究了煅烧温度、催化剂用量和溶液pH值对·0H产率的影响．研究结果还表明,·OH产率与MO降解率的变化规律基本一致,表明·0H可能是TiO2光催化降解有机染料的主要活性物种．     

纳米结构TiO2/SiO2的制备、结构与光催化性能

用自组装技术合成了纳米TiO2包覆的SiO2粒子.其中TiO2胶体通过溶胶-凝胶方法得到.讨论了不同晶型负载TiO2的合成条件及光催化性.样品经IR,SEM,XRD等进行表征.实验结果表明:SiO2粒子表面的纳米TiO2具有较好的均匀性;TiO2的含量随覆盖层的增加而增多;组装两层样品具有较大的比表面;经100℃干燥可得到不同晶型的纳米TiO2,且锐钛矿型含量较高的纳米TiO2组装粒子具有较好的光催化性能,     

TiO2纳米微粒的溶胶-凝胶法制备及XRD分析

本文采用溶胶 凝胶法制备二氧化钛纳米微粒。用XRD分析了二氧化钛胶体经不同温度热处理后的晶粒粒径。分析表明温度在 4 73K时TiO2 微粒呈锐钛矿结构 ,粒径约为 5 5nm。在 6 73K以上TiO2 粒径迅速增大 ,微粒出现锐钛相与金红石相混晶结构。 973K时TiO2 微粒完全转化为金红石相。用晶界结构弛豫的观点解释粒径随热处理温度变化关系     

Immobilisation of TiO2-nanoparticles on sewage sludge and their adsorption for cadmium removal from aqueous solutions

In this study, pure TiO₂-nanoparticles and TiO₂/sewage sludge (TS) as biomass material were synthesised via a sol–gel method. The adsorption potential of nanosized TiO₂ and TS for removal of Cd(II) was investigated in a batch system. The prepared adsorbents were characterised using X-ray diffraction (XRD), fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and transmission electron microscopy (TEM). The XRD analysis showed that pure TiO₂ is in amorphous phase before calcination and in anatase phase at annealing temperature of 400 °C. TiO₂/sewage sludge that calcined at 400 °C (TS⁴⁰⁰) was found to be the best adsorbent for cadmium removal from aqueous solution. Kinetic and isotherm studies were carried out by considering the parameters, pH, initial concentration and contact time. The optimum pH value for Cd(II) adsorption onto TS⁴⁰⁰ was found to be 6. Langmuir isotherm showed better fit than Freundlich isotherm and the maximum adsorption capacity was found to be 29.28 mg/g which is higher than that of many other adsorbents reported in literature. The sorption kinetic data were well fitted with a pseudo-second-order model. These results demonstrated that TS⁴⁰⁰ was readily prepared and is the promising and effective solid material for the removal of Cd(II) from aqueous solutions.