纳米TiO_2/聚丙烯腈抗紫外线吸收剂的合成及性能EI北大核心CSCD

在乙醇和水介质中通过调节pH值对纳米TiO_2进行γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)包覆,在溶液中包覆物TiO_2-MPS和丙烯腈(AN)在引发剂的作用下发生共聚和接枝反应,制备出紫外吸收剂TiO_2-MPS-g-PAN。通过傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱对MPS、TiO_2-MPS、TiO_2-MPS-g-PAN进行了比较分析;采用热重分析法测定TiO_2-MPS的包覆率为5.79%,TiO_2-MPS-g-PAN的接枝率为13.93%;通过红外成像分析了TiO_2、TiO_2-MPS、TiO_2-MPS-g-PAN在聚丙烯(PP)中的分散性,结果表明TiO_2-MPS-g-PAN在PP中有较好的分散性;通过紫外分光光度计测试计算出TiO_2-MPS-g-PAN的光降解率仅为2.66%,表明具有较好的光稳定性和紫外吸收能力。     

纳米TiO2和紫外线吸收剂对丙烯酸酯涂层抗光氧化性能的影响

讨论了锐钛矿型和金红石型纳米TiO2以及2．4-二羟基二苯甲酮和2-(2-二羟基-5-苯甲基)苯并三唑等有机紫外线吸收剂的光活性．并借助失重分析和SEM分析探讨它们对丙烯酸复合涂层抗光氧化性能的影响。UV分析表明：2，4-二羟基二苯甲酮、2-(2-二羟基-5-苯甲基)苯并三唑等有机紫外线吸收剂对400nm以下的紫外线有强烈的吸收作用；金红石和锐钛矿型纳米TiO2对紫外线也有较强烈的吸收和散射作用，紫外光透过率低。且有机紫外线吸收剂随着辐射时间的延长会分解失效，而纳米TiO2较稳定。失重分析和SEM分析结果显示：锐钛矿型纳米TiO2具有光催化性，加速丙烯酸酯聚合物的光降解，而金红石型纳米TiO2则是一种有效的遮光剂。同时添加金红石型纳米TiO2和有机紫外线吸收剂能更有效提高丙烯酸酯复合涂层的抗光氧化性能。     

屏蔽紫外线纳米ZnO/TiO_2复合粉体的制备与性能研究

采用沉淀法制备了纳米ZnO/TiO2复合粉体,利用XRD、TEM和激光粒度仪对其成分、形貌和粒度进行了表征。由正交试验优化出的较佳工艺条件是:反应溶液的pH值为7、添加剂HBH500的量为1mL、Zn2 /Ti4 摩尔比为1∶1。结果表明,纳米ZnO/TiO2复合粉体在整个UVA和UVB波段都能有效屏蔽紫外线,当煅烧温度为800℃时,复合粉体粒径D50为63nm,能屏蔽90%以上的紫外线。     

聚丙烯腈/UV327复合纳米纤维膜的防紫外线性能

为了制备防紫外线纳米纤维膜,并开发具有防紫外线功能的纳米纤维纺织品,文中利用静电纺丝技术,将聚丙烯腈(PAN)和紫外线吸收剂UV327的混合溶液纺制成PAN/UV327复合纤维,测试分析了纳米纤维膜的结构和性能。结果表明,PAN/UV327纳米纤维具有较小的纤维直径和直径标准差,其拉伸强度高,伸长率较小;因为UV327含有亲水性的羟基,所以PAN/UV327纳米纤维膜的水接触角更小,润湿性更好。相对纯PAN纳米纤维膜,PAN/UV327纳米纤维膜具有优异的紫外线吸收性能和紫外线防护性能。当纤维膜的厚度为25μm时,PAN纳米纤维膜的紫外线防护系数(UPF)值为21.28,PAN/UV327纳米纤维膜的UPF值为1502.37～1806.05;当纤维膜的厚度从5μm增加到35μm时,2~#PAN/UV327纳米纤维膜的UPF值从50.18增加到1882.28。     

高压微波合成纳米TiO_2及其光催化性能

以TiCl4为钛源,利用微波加热在0.1~4.0MPa压力条件下制备了纳米TiO2粉末,研究了不同反应压力对TiO2物相成分,晶体结构及光催化活性的影响.结果表明:反应压力对纳米TiO2的晶相结构、微观形貌及光催化性能有较大的影响.在相对较低反应压力时,纳米TiO2产物以锐钛矿相为主,并有少量的板钛矿相存在,当压力达到4.0MPa时有大量的金红石相出现.TEM测试显示TiO2粉末的粒径在5~30nm范围内,且随着压力增大,晶粒尺寸增大,结晶性能增强.随制备压力的增大,TiO2粉末的光催化效率先升高而后单调性地降低,2.0MPa压力时光催化效率达到最高.     

爆轰法合成纳米TiO_2及其光催化性能

采用黑索金为可爆药剂,用爆轰法制备出了类球形混晶纳米TiO2粉体,并对合成的纳米TiO2粉末进行了表征。以甲基橙为研究对象,紫外灯为光源,研究了甲基橙初始浓度、纳米TiO2用量、甲基橙溶液初始pH值、超声分散和光照时间对甲基橙降解率的影响。研究表明,所制备的纳米TiO2为锐钛矿、板钛矿和金红石组成的混晶体,平均粒度约为18nm。在氧化钛浓度固定的条件下,甲基橙溶液初始浓度越高降解率越低。随着氧化钛加入量的增加,甲基橙溶液的降解率先增大后减小,而氧化钛的加入量超过40.0mg/L后,甲基橙溶液的降解率又呈升高的趋势。超声波分散的纳米氧化钛的表观反应速率明显高于未经超声波分散的氧化钛的表观反应速率。随着光催化时间的延长,光转化率逐渐升高。     

SiO_2/TiO_2复合溶胶防紫外线/抗菌性能研究

以正硅酸乙酯和钛酸丁酯为前驱物,乙撑基-双(十八烷基二甲基氯化铵)为添加剂,制备了不同配比和浓度的Gemini型SiO2/TiO2复合溶胶,通过浸轧、烘干、焙烘等工序对纯棉织物进行整理,并对整理前后织物的抗紫外线、抗菌、强力和白度等性能进行比较.结果表明,复合溶胶中硅、钛配比为1:4,浓度为0.3mol/L时,整理效果较好,此时织物在230～280nm波段的透光率都低于2.0%,抑菌率达到91.7%,且整理前后织物的强力和白度变化较小.     

WC/TiO_2纳米复合材料的微结构及性能研究

以纳米TiO2为载体,偏钨酸铵为钨源,经机械球磨后制备成WC/TiO2前驱体,将前驱体在900℃,甲烷/氢气气氛下碳化还原,获得了系列WC/TiO2纳米复合材料.采用XRD、SEM、HRTEM、STEM-Z衬度像、EDS-Mapping方法对样品的晶相、微观结构、化学成份及空间分布进行了系统表征;采用三电极体系粉末微电极方法测试了样品在碱性溶液中的电化学催化活性,结果表明:随着碳化还原时间的延长,样品中钨的物相由WO3→WO2→W→W2C、WC发生变化;碳化钨晶粒在20 nm以下且分布于载体TiO2表面;还原碳化6h样品电化学性能最佳,此时活性相以WC和W2C为主,晶粒最细且均匀分布于稳定的金红石载体表面.     

纳米TiO_2/电气石光催化性能的研究

利用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2/电气石复合光催化剂,比较了纯TiO2、电气石粉体和复合催化剂的催化活性,并且从负载次数、活性大红溶液初始浓度方面进行了研究.结果表明,复合催化剂对活性大红有一定的降解作用,4g/L复合催化剂投入到初始浓度为20mg/L、体积为30mL的活性大红溶液中,紫外灯照射4h后,降解率可达到72.3%.     

纳米TiO_2-WO_3复合涂层及纳米TiO_2/WO_3叠层涂层的制备及性能

为了解决电子池材料改性TiO2涂层暗态下无阴极保护作用的问题,用溶胶-凝胶法及浸渍提拉技术在304不锈钢表面制备了纳米TiO2-WO3复合涂层与纳米TiO2/WO3叠层涂层,用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)研究了2种涂层的表面形貌、成分,并用电化学方法研究了2种涂层的光阴极保护特性及耐腐蚀性能。结果表明:2种涂层表面均连续均匀,由Ti,W,O,C组成;紫外光照1 h时2种涂层均对304不锈钢有一定的光阴极保护作用,闭光后纳米TiO2/WO3叠层涂层的延时阴极保护作用远好于纳米TiO2-WO3复合涂层;2种涂层均对304不锈钢有防腐蚀作用,紫外光照射时纳米TiO2-WO3复合涂层的防腐蚀性比纳米TiO2/WO3叠层涂层的好。     

纳米TiO_2的表面改性及MF/纳米TiO_2复合树脂的制备

采用硅烷偶联剂KH550对纳米TiO2进行表面改性,将改性纳米TiO2与三聚氰胺甲醛树脂(MF)混合,制备MF/纳米TiO2复合树脂。红外分析表明偶联剂成功接枝于纳米TiO2表面;热失重分析得出表面改性的最佳工艺为:改性剂的添加量2%,改性温度70℃,改性时间120min;透射电镜分析表明纳米TiO2的表面改性提高了其在有机溶剂中的分散性;研究TiO2添加量对MF/纳米TiO2复合树脂的粘度、固化时间、固化温度和抗菌性的影响,结果表明TiO2的添加对树脂固化时间和固化温度影响很小,但能显著提高材料的粘度和抗菌性能。     

纳米Ag@SiO_2/TiO_2复合光催化剂的制备及性能研究

利用改进的Stber法在银核表面包覆一层SiO2,制备核-壳结构Ag@SiO2,然后以钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备出Ag@SiO2/TiO2复合光催化剂。应用XRD、TEM,UV-Vis和荧光光谱仪对样品进行表征。以亚甲基蓝作为降解模型化合物,研究所制备Ag@SiO2/TiO2复合材料的光催化性能。结果表明,由于贵金属Ag的存在,大大提高了TiO2的光催化效率;而Ag@SiO2结构,使得Ag的等离子共振峰明显向长波方向移动,与TiO2复合后,拓宽了TiO2的光谱响应范围,从而提高对可见光的利用率。     

纳米SiO_2改性氰酸酯/聚丙烯腈聚合物性能研究

应用聚合物网络技术,通过制备氰酸酯(CE)/聚丙烯腈(PAN)网络聚合物,再以纳米Si O2改性,制得聚合物复合材料。采用红外光谱、透射电子显微镜等手段表征了该复合材料的微观结构,测定了其力学性能。结果表明,该三组分复合材料CE/PAN/3%Si O2,在CE/PAN为85/15时,其力学性能均达到最佳状态,冲击强度和弯曲强度比纯CE分别提高了83.11%和12.84%;添加3%纳米Si O2的聚合物与未添加Si O2的相比,其冲击强度再次提高了30.31%,弯曲强度提高了17.16%;红外光谱和透射电镜测试分析结果表明,组成网络的各复合材料组分之间未发生化学反应。互穿提高了复合材料承担载荷的能力,从而提高了CE的强度与韧性。     

PP/EPDM/纳米TiO_2复合材料的性能研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/纳米二氧化钛(纳米TiO_2)/三元乙丙橡胶(EPDM)复合材料,分别研究了纳米TiO_2和EPDM的含量以及不同共混工艺对复合材料力学性能的影响,并对4种工艺制备的复合材料的形态结构进行分析。结果表明:固定纳米TiO_2含量为3%(wt,质量分数,下同),当EPDM的含量为10%时,PP/EPDM/纳米TiO_2三元复合材料的综合力学性能最好;固定EPDM含量为10%,当纳米TiO_2的含量为4%时,PP/EPDM/纳米TiO_2三元复合材料缺口冲击强度最高;二步法工艺均好于一步法工艺,4种工艺中制备得到"核壳"结构的复合材料韧性最好;纳米TiO_2粒子经两次共混分散性更好,有利于提高韧性。     

TiO_2/ZnO/凹土复合材料的制备表征及紫外线屏蔽性能的研究

利用纳米二氧化钛(TiO_2)和纳米氧化锌(ZnO)屏蔽不同波长紫外线的各自特性,通过在凹土(ATP)表面负载TiO_2和ZnO来获得高效紫外线屏蔽材料,同时减少TiO_2和ZnO的团聚。并通过XRD、TEM、HRTEM、TG/DSC和Lamda 950UV-Vis等测试手段对所制备的TiO_2/ZnO/ATP复合材料进行表征。研究了煅烧温度对复合材料紫外屏蔽性能的影响。结果表明:TiO_2和ZnO均匀的负载在ATP表面;当煅烧温度为500℃时,所得的TiO_2/ZnO/ATP复合材料具有优异的中、长波广谱紫外屏蔽性能。     

ZnO/TiO_2纳米管的制备及光降解性能研究

采用水热法合成TiO2纳米管,在碱性条件下与乙酸锌的无水乙醇溶液反应,得到表面负载ZnO的TiO2复合纳米管(ZnO/TNTs),并研究了复合纳米管在紫外光照射下对罗丹明B的光催化降解性能。通过透射电镜(TEM)、电子衍射能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)和紫外-可见光谱(UV-Vis)对所合成的材料进行了表征。结果表明,TiO2纳米管管径约5~10nm,管长约0.1~1μm;经ZnO表面修饰后,纳米管的结构没有发生明显变化,且ZnO粒子呈六方晶系纤锌矿结构均匀分散在纳米管的外表面,粒径约为6nm;光谱分析表明,ZnO/TNTs的吸收光谱有明显红移;且ZnO/TNTs的光催化活性较锐钛矿型TiO2纳米粉末、ZnO纳米粉末和TiO2纳米管有显著提高,且其光催化性能重复性好。     

聚左旋乳酸/纳米TiO_2复合材料的制备及性能

本研究通过溶胶-凝胶法制备出纳米二氧化钛(TiO_2),并采用硅烷偶联剂KH-550对其进行表面改性,减缓纳米TiO_2的团聚,通过溶液共混法制备出聚左旋乳酸(PLLA)/TiO_2复合薄膜。采用DSC、SEM、TG、紫外光谱和DMA等系统研究了TiO_2及其PLLA复合物的结构和性能。结果表明:TiO_2经过表面接枝改性后,平均粒径由533nm降低为346nm,其接枝率为4.2%(wt,质量分数,下同)。未改性的TiO_2在PLLA中分散性差,易团聚,改性后TiO_2在含量低于1.5%的条件下,能在PLLA中分散。TiO_2的加入提高了PLLA复合物的热稳定性、抗紫外性能和储能模量,对PLLA的结晶性能影响较小。     

纳米TiO_2/纤维复合材料的热辐射性能研究

基于静电纺丝技术和逐层自组装技术制备得到了组装层数分别为0、2、4和6的纳米TiO_2/纤维复合材料。基于SEM和FT-IR等性能测试与理论计算方法,获得了纳米TiO_2/纤维复合材料的结构和热辐射性能。在结构方面,随着TiO_2组装层数的增多,纳米TiO_2/纤维复合材料的平均纤维直径增大,TiO_2在组装层中的百分比也增大;在热性能方面,纳米电纺纤维组装TiO_2(2层)后,红外光谱透过率和辐射热导率均显著减小;随着组装TiO_2层数的增多,纳米TiO_2/纤维复合材料的辐射热导率得到了进一步的减小,指出了这是由于纳米TiO_2颗粒表现出很强的散射和吸收消光的结果。     

纳米TiO_2光催化剂的制备及性能研究

以钛酸正丁酯为钛源,叔丁醇为溶剂,盐酸和冰醋酸为抑制剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为分散剂,采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化钛(TiO_2)。利用红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收(UV-Vis)光谱、扫描电镜(SEM)等对其结构进行了表征。以500W汞灯为光源,甲基橙溶液为目标降解物,考察了样品的光催化降解活性。结果表明,通过该方法合成的纳米TiO_2为锐钛矿型结构,结构清晰、分散性好、粒径分布均匀,对甲基橙溶液具有良好的光催化性能。     

纳米TiO_2的改性及其性能研究

采用KH-570、正辛醇和辛酰氯分别对纳米TiO2进行改性,利用傅立叶红外光谱、差热/热重分析及X-射线衍射仪对改性前后纳米TiO2进行表征,结果表明纳米TiO2的改性为化学改性,改性剂与纳米TiO2表面羟基形成稳定的化学键,但并没有改变纳米TiO2的晶型结构。改性后的纳米TiO2在有机溶剂中的分散性和稳定性提高,尤其是KH-570改性纳米TiO2的效果最好,具有更强的疏水性。KH-570改性纳米TiO2与丙烯酸树脂复合后,能在树脂中均匀分散,不易团聚。