木质素/TiO2复合纳米颗粒合成及纳米纤维素基紫外屏蔽膜制备

本研究利用碱木质素作为生物模板诱导剂,通过水热法成功合成了一种具有良好紫外屏蔽性能的木质素/TiO_2复合纳米颗粒。结果表明,木质素/TiO_2复合纳米颗粒具有锐钛矿晶型、良好的纳米粒径和热稳定性。同时,证实了木质素的含氧官能团和TiO_2表面羟基发生类酯化反应,从而使木质素与TiO_2形成包覆嵌顿式结构的复合材料。在此基础上,研究了木质素/TiO_2复合纳米颗粒与纳米纤维素水凝胶制备薄膜材料的抗紫外性能。结果表明,添加质量分数10%的木质素/TiO_2复合纳米颗粒的纳米纤维素薄膜在全紫外线波段(200～400 nm)吸收了约90%的紫外线,表明木质素/TiO_2复合纳米颗粒具有良好的紫外屏蔽能力。     

P25-TiO_2中空球双层光阳极膜的制备及光电性能研究

采用水热法制备出了TiO_2中空球,应用FESEM、TEM、XRD和漫反射光谱等对所得材料的形貌、结构和漫反射性能进行了表征,结果显示该中空球是由锐钛矿TiO_2多面体组成,并且呈现出较好的光散射性能。采用静电喷的方法制备出了由中空球组成的单层和有P25-中空球组成的双层光阳极膜,结果显示,单层结构对应的光电转换效率为2.13%,而双层结构的光电转换效率达到了2.96%提高了约28.0%。     

TiO_2-BiVO_4复合材料的制备及其光催化降解印染废水

以钛酸丁酯、五水硝酸铋、偏钒酸铵为主要原料制备TiO_2-BiVO_4复合光催化剂,并用X射线衍射仪、扫描电镜、紫外-可见分光光度计、X射线光电子能谱仪和光致发光荧光光谱仪进行表征。结果表明,与TiO_2和BiVO_4相比,TiO_2-BiVO_4复合光催化剂具有更窄的禁带宽度,光生电子-空穴的复合概率更低。TiO_2-BiVO_4复合光催化剂具有更高的光催化活性,60 min后对罗丹明B溶液的降解率达到87.3%。TiO_2-BiVO_4复合光催化剂具有良好的光催化稳定性,经过5次光催化降解实验后,对罗丹明B溶液的降解率为81.7%。     

TiO_2改性及其在纺织中的应用

简述新型光催化剂TiO_2的特性,着重介绍为改善TiO_2存在的量子效率低和太阳能利用率低等缺点而采用的改性方法——掺杂、共混、复合等,以及其在纺织中的应用。     

TiO_2纳米复合纤维光催化处理印染废水的进展

纺织印染废水来源广泛,组分复杂,目前常用的处理方法主要有物理化学法、化学法和生物法,但这些方法存在运行成本高、工艺流程复杂等缺点。纳米TiO_2多相光催化处理印染废水是近年来研究较多的一项新技术,但存在使用时回收困难等问题,限制了其应用。TiO_2纳米复合纤维密度小、光催化性能高,且易于回收。文中综述了近年来国内外TiO_2纳米复合纤维处理模拟印染废水的研究进展,对提高TiO_2复合纤维光催化性能的机理进行了简要分析,展望了其应用前景。     

改性纳米TiO_2/丙烯酸酯复合乳液的制备及研究

利用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO_2溶胶,接着用硅烷偶联剂KH-570对其进行表面改性,降低纳米TiO_2的团聚效应,制备出可与丙烯酸酯单体聚合的改性纳米TiO_2溶胶。然后以过硫酸钾为引发剂,在一定温度下,采用核壳乳液聚合法,制备出改性纳米TiO_2/丙烯酸酯复合乳液。研究了盐酸、硅烷偶联剂的用量对纳米TiO_2溶胶粒径的影响,以及乳化剂、引发剂与改性纳米TiO_2溶胶用量对复合乳液粒径及凝胶率的影响。采用红外光谱、X射线衍射仪、透射式电子显微镜等测试手段对制备的复合乳液进行表征。结果表明:通过该方法成功制备出纳米TiO_2/丙烯酸酯复合乳液,且当引发剂、乳化剂和改性TiO_2溶胶的用量分别占单体总质量的0.5%、4%、1.5%时乳液性能最好。     

静电纺丝制备TiO_2/CA复合纳米纤维及其光催化降解染料性能

本文以醋酸纤维(CA)为原料,采用静电纺丝方法制备二氧化钛(TiO_2)/CA纳米纤维,利用其光催化性能降解染液中的染料。扫描电镜和透射电镜显示TiO_2颗粒均匀分布在复合纤维的表面和内部,X衍射结果显示TiO_2颗粒是四方形的锐钛矿相,红外光谱和接触角结果显示TiO_2颗粒未影响CA的亲水性,且CA和TiO_2有相互作用,热重分析显示TiO_2增加了CA的热稳定性,光催化降解染料测试显示纳米纤维具有良好的光催化性能,CA的光催化效率经过240 min实验后仅降低10%。     

TiO_2/纤维素多孔三维材料的制备及其在染料分解中的应用研究

以微晶纤维素为原料,通过LiCl/DMAc体系对微晶纤维素进行溶解,然后采用不良溶剂诱导相分离的方法制备纤维素多孔三维材料。所得材料具有三维连通的多孔结构,且材料内部孔以介孔居多,具有密度小、孔隙率大等优点,能够作为复合材料的基质广泛应用。将TiO_2纳米颗粒与纤维素多孔三维材料复合制得TiO_2/纤维素多孔三维材料,所得材料中TiO_2纳米颗粒在三维空间内分布均匀。TiO_2/纤维素多孔三维材料在紫外光照射下对亚甲基蓝溶液具有优秀的光催化降解性能,且能够多次重复利用。     

纳米TiO_2改性无溶剂聚氨酯的成膜性能研究

以聚醚多元醇和端NCO基聚氨酯预聚体为原料,纳米TiO_2为改性剂,采用单原位聚合法制备了系列无溶剂型聚氨酯/纳米TiO_2(SFPU/TiO_2)复合薄膜。以薄膜的机械性能、卫生性能和热稳定性为指标,考察纳米TiO_2的引入方式、用量等因素对复合薄膜性能的影响。结果表明:将0.5%的纳米TiO_2引入聚醚多元醇,不仅在薄膜中分布均匀,且其力学性能有明显增强,抗张强度为3.45 MPa,断裂伸长率为447.238%。最后将复合薄膜涂布于超纤基布上制备了合成革,结果表明:相比于未添加纳米TiO_2的合成革,SFPU/TiO_2合成革的卫生性能和力学性能都显著提升。     

PAN纤维增强hemin/TiO_2可见光催化性能研究

使用偕胺肟改性聚丙烯腈(PAN)纤维作为载体,通过配位作用同时负载氯化血红素(hemin)和二氧化钛(TiO_2)制备了复合光敏催化材料,在对其表面形貌和光吸收特性进行表征的基础上,考察其在有机染料降解反应中的可见光催化性能。结果表明,hemin/TiO_2能够有效负载于改性PAN纤维表面,而且所制备的催化剂在可见光区显示出较强的吸收性能。通过对染料光催化降解试验发现,纤维载体能够大幅提升hemin/TiO_2的光催化活性,而且其活性与催化剂中hemin含量相关;该复合光敏催化材料具有较宽的pH适用范围,而且增加可见光强度能够提升其光催化活性。     

木质纤维基碳量子点/介孔TiO2复合体系的构建及光催化性能的研究

本研究以氮掺杂酶解玉米芯残渣碳量子点(E-N-CQDs)和介孔TiO_2进行复合,构建了介孔TiO_2/E-N-CQDs复合光催化剂体系,对其进行了分析表征,并探讨了其对水相中亚甲基蓝(MB)的降解能力。结果表明,E-N-CQDs具有良好的荧光性能,且其表面羧基、氨基等发色基团和助色基团增强了其荧光特性;介孔TiO_2具有较大的比表面积,孔径8～32 nm;与介孔TiO_2相比,光照300 min时,介孔TiO_2/E-N-CQDs对MB的降解率达到89%,提高了59%。由此可见,碳量子点的加入可显著提高介孔TiO_2的光催化降解能力,提高了对可见光的利用率。     

Ni-Zr共掺TiO_2纳米粉体的光催化性能研究

通过溶胶-凝胶法制备掺杂Ni-Zr共掺纳米TiO_2,采用XRD、TEM和DRS等方法对光催化剂的晶向结构、显微形貌和光响应特性进行表征,并以罗丹明B为目标降解物,测试其光催化性能。结果表明Zr掺杂能够降低TiO_2光催化剂的粒径,改善其光响应特性。Ni~(2+)和Zr~(4+)共掺杂可以通过协同作用提高样品的光催化活性。Ni-Zr共掺TiO_2比纯TiO_2具有更好的光催化效果,2%Zr和Ni共掺杂TiO_2光照60min后对罗丹明B的降解率达到92%,比纯TiO_2提高30%以上。     

La掺杂改性纳米TiO_2的制备及其在O_3协同下的光催化活性

采用溶胶凝胶法制备稀土La掺杂的纳米TiO_2催化剂,在臭氧和紫外的协同下,以对氯苯酚为模型污染物,考察了催化剂的光催化性能,并以XRD,XRF,UV-Vision为表征手段对催化剂进行了表征。结果表明,随着La掺杂量的升高,纳米TiO_2晶粒尺寸逐渐减小,晶格畸变程度变大;TiO_2的催化性能随着La掺杂量的升高而升高,但过高的掺杂量反而抑制了TiO_2的催化性能,当稀土La的掺杂摩尔比在2%时,TiO_2被证明具有最佳的催化活性;La的掺杂提升了催化剂在可见光区的光利用率,减少了光生电子空穴的复合,提高了臭氧产生羟基自由基的能力,最终提升了TiO_2的催化性能。     

PAN/TiO2抗菌复合纳米纤维的制备及性能研究

利用静电纺丝方法制备了聚丙烯腈/二氧化钛(PAN/TiO_2)抗菌复合纳米纤维,并测试分析了纳米纤维的微观结构和抗菌性能等。结果发现TiO_2的加入有效地减小了PAN/TiO_2复合纳米纤维的直径;当TiO_2的质量分数是0.5%时,PAN/TiO_2纳米纤维膜的拉伸强力最大为71.14 cN。抗菌性能定性测试显示PAN/TiO_2复合纳米纤维没有抑菌圈;但抗菌性能定量分析表明,PAN/TiO_2复合纳米纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率都达到了90%以上,且随着Ti O2质量分数的增加,对金黄色葡萄球菌的抑菌率相应提高,但对大肠杆菌的抑菌率先增加后减小,在TiO_2质量分数为1.5%时达到最大的99.12%。当TiO_2质量分数相同时,PAN/TiO_2复合纳米纤维对金黄色葡萄球菌的抑菌率都略高于大肠杆菌。     

ALD沉积Al掺杂TiO_2光阳极对钙钛矿太阳能电池中电子传输层影响

本文采用热原子层沉积技术(T-ALD)在氟化透明导电玻璃(FTO)上制备不同Al掺杂比例的TiO_2(ATO)应用于平面钙钛矿太阳能电池的电子传输层。结果表明,当Al:TiO_2掺杂浓度为1:100时,器件能达到最高13.13%的效率,而采用TiO_2作为电子传输层的器件,效率仅为10.43%。通过荧光光谱(PL),x-ray光电子能谱(x-ray photoelectron spectroscopy,XPS),薄膜电阻(I-V)等对样品的分析,我们认为Al掺杂TiO_2作为电子传输层有效地降低了薄膜的电阻、表面缺陷,最终提高钙钛矿太阳能电池的光电特性。     

SiO_2添加量对TiO_2/SiO_2纳米复合薄膜的影响研究

采用射频磁控溅射方法制备超亲水TiO_2/SiO_2复合薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、液滴形状分析仪等测试手段表征薄膜的晶体结构、微观形貌和亲水性能。研究SiO_2含量对TiO_2/SiO_2复合薄膜晶相、微观形貌和亲水性的影响。结果表明:TiO_2/SiO_2复合薄膜呈现非晶态,掺入SiO_2后,减小了TiO_2的晶粒尺寸,提高了TiO_2薄膜的成膜质量,使薄膜的比表面积增加。随着SiO_2含量的增加,薄膜的接触角越来越小,热处理之后的薄膜呈现超亲水性。     

防紫外线聚氨酯纳米纤维过滤膜的制备与性能研究

向聚氨酯(PU)溶液中添加紫外线屏蔽剂TiO_2,采用静电纺丝方法制备PU/TiO_2复合纳米纤维膜和纯PU纳米纤维膜,研究了PU及TiO_2质量分数对材料形态结构、空气过滤性能和紫外线防护性能的影响。结果表明:随着PU质量分数的提高,产物由串珠纤维转变为直径渐粗的光滑纳米纤维,纤维膜的过滤品质因子先增大后减小,由于聚合物成分对TiO_2的包覆作用,紫外线防护系数先升高后降低;随着TiO_2质量分数的提高,纤维直径先变细后增粗,过滤品质因子先上升后下降,PU/TiO_2复合纳米纤维膜的紫外线防护性能明显优于纯PU纤维膜,且紫外线防护系数随着TiO_2含量的增加而增大。     

K_8[Ni(H_2O)MnW_(11)O_(39)]/PANI/TiO_2复合材料的制备、表征及光催化性能

用静电自组装法将PANI/TiO_2与K_8[Ni(H_2O)MnW_(11)O_(39)]复合为K_8[Ni(H_2O)MnW_(11)O_(39)]/PANI/TiO_2复合材料。运用IR、UV、XRD、SEM-EDS、N2吸附-脱附等分析方法表征K_8[Ni(H_2O)MnW_(11)O_(39)]/PANI/TiO_2。以K_8[Ni(H_2O)MnW_(11)O_(39)]/PANI/TiO_2作为催化剂,在紫外灯下照射120 min,研究其对龙胆紫的光催化降解性能。结果表明:在紫外光照射下,龙胆紫pH为3、质量浓度为5 mg/L、催化剂用量为10 mg时,脱色率可达91.01%。     

TiO2在织物功能整理中的应用机制和研究进展

为满足人们对纺织品在功能性方面日益增多的要求,以不同整理剂制备的具有抗紫外线、杀菌和自清洁等功能的纺织品备受青睐。在众多无机功能整理剂中,TiO_2因无毒价低、化学性质稳定和耐光腐蚀性好被广泛关注。TiO_2对紫外线吸收能力强,在光照射下可生成光生空穴和表面活性中心。文章以TiO_2的光吸收特性和能带结构为基础,分析TiO_2使织物具有抗紫外线性能、抗菌性能、除甲醛性能、自清洁性能和隔热性能的机制,综述了近年来利用TiO_2对织物进行功能性整理的研究进展,并对未来的TiO_2在纺织品功能整理中的应用研究进行了展望。     

青藏高原地区沥青路面抗光老化性能研究

公路是我国现代化建设的重要基础设施之一,是经济发展的动脉。"十二五"时期,沥青材料广泛运用于公路建设,但沥青材料的老化问题不容小觑,尤其是青藏高原地区的老化问题。因此,文章以西藏拉萨的气候条件为基础,通过三大指标的变化情况研究青藏高原地区沥青路面的光老化速率以及光屏蔽剂纳米TiO_2改性沥青路面的抗光老化性能,消除模拟环境带来的诸多误差,旨在为青藏高原地区公路建设的沥青材料中纳米TiO_2掺量提供重要参考依据。结果表明,纳米TiO_2改性沥青具有抗紫外线光老化的性能,且在青藏高原地区沥青路面中的最佳掺量约为1.4%。