制备高纯微细钛白粉过程中氯化铵的作用和影响

报道了精制TiCl_4水解法制备电子陶瓷用高纯微细TiO_2过程中,偏钛酸中NH_4Cl对产物理化性能的影响,考察了工艺过程中滤液循环使用的可行性和对偏钛酸煅烧料钵材质的要求。实验结果对于该工艺的产业化具有重要的指导意义。     

g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料光催化活性提升路径研究

由于g-C_3N_4存在着表面积小、光生载流子复合严重等问题,限制了光催化材料的光催化活性,故以g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料为实验对象,提出g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料光催化活性提升路径研究。选取适当的实验试剂与仪器,并对试剂进行一定的处理,制备g-C_3N_4纳米片、TiO_2纳米片与g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料,设置水分解实验步骤。在不同三聚氰胺/TiO_2质量比、高温煅烧温度与高温煅烧时间条件下,制备g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料,并进行水分解实验。结果表明,当制备条件为三聚氰胺/TiO_2质量比为4∶1,高温煅烧温度为550℃,高温煅烧时间为5 h时,g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料水分解氢气量最大,即光催化活性最佳。     

三维In_2S_3/TiO_2纳米复合材料的制备及光电性能

采用阳极氧化法在钛网基底上制备出TiO_2纳米管阵列,利用连续离子层吸附法(SILAR)将半导体In_2S_3沉积到TiO_2纳米管表面,制备In_2S_3/TiO_2纳米复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)及紫外-可见漫反射光谱(DRS)对材料的形貌和结构进行表征,并通过荧光光谱仪以及光电信号对不同沉积圈数的In_2S_3/TiO_2纳米复合材料的光电性能进行测试。结果表明,制备的In_2S_3纳米颗粒均匀沉积在TiO_2纳米管上,并且不会堵塞纳米管的管孔。沉积不同圈数的In_2S_3/TiO_2纳米复合材料表现出不同的光电化学性质。     

纳米Dy/TiO_2粉体的制备及光催化性能研究

以钛酸正丁酯和硝酸镝为主要原料,主要采用了微波-溶胶胶法制备出了一系列稀土Dy掺杂的纳米TiO_2粉体(Dy/TiO_2)。并且以甲基橙溶液为目标降解物,系统地研究了煅烧温度、稀土Dy掺量、煅烧时间等因素对纳米Dy/TiO_2粉体光催化性能的具体影响。通过SEM、XRD、UV-vis-DRS等表征手段对样品进行了分析。结果表明:在550℃下将稀土Dy掺量为1.3%的纳米TiO_2粉体煅烧4 h,降解效率就达到90%以上。稀土掺杂后不仅仅使得纳米TiO_2颗粒尺寸减小,带隙减小,吸收波长红移约30 nm,还能有效的抑制光生电子-空穴的复合。     

TiO_2/FeOOH/硅藻土纳米复合材料的制备和光催化性能研究

采用分子组装的方法,以硅藻土为基底制备TiO_2/硅藻土、TiO_2/FeOOH/硅藻土纳米复合材料,通过UV-Vis、TEM方法对材料进行表征,以甲基橙溶液为目标降解物探究纳米复合材料的光催化性能,结果表明,基底制备TiO_2/硅藻土、TiO_2/FeOOH/硅藻土纳米复合材料对甲基橙均有不错的降解率,其中TiO_2/FeOOH/硅藻土纳米复合材料降解率达到67.16%。     

Co3O4/TiO2复合膜光催化降解高浓盐水COD研究

借助碱醇热法以钛片为基底制备了TiO_2纳米薄膜,采用浸渍-煅烧法获得Co_3O_4/TiO_2纳米异质结复合薄膜,对其进行了表征,并用于去除反渗透高浓污水COD。结果表明,20 nm左右的Co_3O_4颗粒被均匀负载于TiO_2薄膜表面,二者具有良好的晶型结构及稳定性,且拥有可见光捕获利用特性。Co_3O_4和TiO_2之间形成的p-n异质结有效促进了光生载流子的分离,使复合薄膜具有较好的反渗透高浓污水COD去除性能,在紫外-可见光照射下,Co_3O_4的引入可使TiO_2薄膜光催化去除COD效率提高1.3倍。综合考虑能耗等,较佳的反应条件为:室温,pH为9.0,初始COD为480 mg/L,采用紫外-可见光共同照射。     

Ag纳米粒子改性MoS_2/暴露(001)面TiO_2二维复合材料及其可见光催化性能研究

以钛酸四丁酯、氢氟酸、钼酸钠、硫代乙酰胺和硝酸银为原料,利用水热法和光沉积法成功在二硫化钼(MoS_2)/暴露(001)面TiO_2二维复合材料上沉积了银纳米粒子(Ag)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见吸收(UV-vis)对样品的相组成、表面形貌、表面元素组成和光响应范围进行表征测试,并在可见光下考察了复合材料降解亚甲基兰(MB)的光催化性能。结果表明粒径约为20~30 nm的Ag颗粒成功负载在MoS_2/暴露(001)面的TiO_2纳米片上(MT-001),Ag纳米粒子的等离子共振效应有效的改善了MT-001纳米片的光催化性能,改性后复合材料对MB的最佳降解率为89.72%,为同等条件下纯TiO_2纳米片的1.55倍。     

纳米TiO_2/硅藻土复合材料制备与表征

以提纯硅藻土为原料,钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶一凝胶法制备TiO_2/硅藻土光催化复合材料。采用XRD、SEM、FT-IR等方法对复合材料进行表征分析,以罗丹明B溶液为降解对象检测其光催化性能。结果表明:随着H_2O/HNO_3比增加,复合材料的光催化性能先升高后降低。H_2O/HNO_3=4时光催化性能最好,纳米TiO_2均匀负载硅藻土表面,锐钛矿型比例为85.9%,TiO_2晶粒尺寸为14.2 nm,光照3h对罗丹明B溶液降解率可以达到100%。     

煤基石墨烯/TiO_2复合材料的制备及光催化性能

以资源丰富的褐煤为原料,经高温石墨化处理后,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),再以四氯化钛(TiCl_4)为钛源,通过水热合成法制备煤基石墨烯/TiO_2(CRGO/TiO_2)复合材料。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、低温氮气物理吸附仪、傅里叶红外光谱仪(FTIR)对复合材料的微观结构进行系统表征,并重点研究不同GO添加量下所制CRGO/TiO_2复合材料对液相中罗丹明B的光催化降解性能。结果表明:以褐煤为碳质前体,TiCl_4为钛源,采用水热合成法可合成具有介孔特征的煤基石墨烯/TiO_2复合材料,其比表面积可达88.53~169.64m~2/g,孔径主要分布在2~12nm,且随着GO添加量的增加,复合材料的孔径分布逐渐变窄。复合材料中的TiO_2纳米颗粒主要以锐钛矿晶型均匀分散于层状石墨烯表面。GO添加量是影响复合材料光催化降解性能的重要因素。当GO添加量为8%时,CRGO/TiO_2复合材料在可见光下对罗丹明B的降解率可达98.9%。     

纳米TiO_2/硅藻土复合材料光催化降解甲基橙的研究

以提纯硅藻土为载体原料,钛酸四丁酯为TiO_2前驱体,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2/硅藻土复合材料。通过XRD、SEM对复合材料晶型结构和形貌表征分析,以甲基橙为目标污染物,考察复合材料对甲基橙光催化性能影响。结果表明,TiO_2负载量为37.67%制备的复合材料光催化活性最好,TiO_2为锐钛矿和金红石混晶型。甲基橙溶液初始浓度为10 mg/L,催化剂用量为2 g/L,pH=2时,甲基橙溶液降解效果最好。     

纳米TiO_2/硅藻土复合材料光催化降解甲基橙的研究

以提纯硅藻土为载体原料,钛酸四丁酯为TiO_2前驱体,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2/硅藻土复合材料。通过XRD、SEM对复合材料晶型结构和形貌表征分析,以甲基橙为目标污染物,考察复合材料对甲基橙光催化性能影响。结果表明,TiO_2负载量为37.67%制备的复合材料光催化活性最好,TiO_2为锐钛矿和金红石混晶型。甲基橙溶液初始浓度为10 mg/L,催化剂用量为2 g/L,pH=2时,甲基橙溶液降解效果最好。     

Mo掺杂TiO_2的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO_2与Mo掺杂TiO_2纳米粒子,并利用XRD、UV-VIS、XPS等测试手段对制备的TiO_2纳米粒子进行表征;以亚甲基蓝为光催化反应模型,考察了煅烧温度、钼掺杂量等对TiO_2晶格畸变,晶粒大小,晶型,光学性能及光催化活性的影响.结果表明:大部分Mo~(6+)取代晶格中Ti~(4+)的位置,引起晶格畸变,抑制晶粒长大与TiO_2由锐钛矿相向金红石相转变;样品经450 ℃煅烧, 随Mo掺杂量增加,激发波长红移增加,当煅烧温度升至600 ℃,1.8%Mo-TiO_2样品中锐钛矿相含量增加,致光激发波长蓝移;适量的Mo掺杂有利于提高TiO_2光催化效果,Mo掺杂物质的量分数为1.8%, 经600 ℃煅烧后样品的光催化性能最佳.     

高钛渣提钛制备纳米二氧化钛及其光催化性能的研究

以高钛渣为原料,采用浓硫酸焙烧法得到硫酸氧钛溶液,水热法制备偏钛酸进行高温煅烧,制备不同晶型组成的纳米二氧化钛产品,以亚甲基蓝为降解对象,检测不同煅烧温度下纳米二氧化钛产品的光催化性能。在254 nm波长的光照下,对亚甲基蓝溶液的光催化降解实验结果表明:纳米TiO_2对亚甲基蓝有一定的降解活性,650℃煅烧得到的二氧化钛产品对亚甲基蓝的光催化降解活性最高。     

温度对煤系煅烧高岭土物化性能影响的研究

煅烧高岭土是一种性能独特的新型无机非金属矿物粉体材料。实验以山西煤系硬质高岭岩为原料，研究了煅烧温度对煤系高岭土白度、吸油率、堆积密度、遮盖率(光散射系数)及活性(活性Al2O3含量)等物理化学性能的影响。结果表明：在650～1150℃范围内煤系煅烧高岭土的白度随温度升高而显著提高；堆积密度略有增大；活性在650～980℃范围内显著提高，但在1050℃后下降。遮盖率在650～950℃之前随温度升高显著增强，但在950℃后基本上不再变化。吸油率指标在650～1150℃范围内基本上不变化。950℃以下，煅烧高岭土的物相以偏高岭石相为主；950～1050℃，煅烧高岭土的物相已转变为硅铝尖晶石和部分莫来石。当煅烧温度达到1150℃时，煅烧高岭土已转变为莫来石相。     

rGO/TiO2双壳空心球纳米材料的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯(TBOT)为前驱体、SiO_2为模板,采用溶胶-凝胶法制备了还原氧化石墨烯/二氧化钛双壳空心球纳米复合材料(rGO/TiO_2HS)并通过SEM、XRD、FT-IR对其进行表征。rGO/TiO_2HS纳米复合材料因为rGO与TiO_2的协同作用和独特的双层壳空心球结构,可以抑制光生电子-空穴对的复合、增加比表面积以及提高光利用率,增强了其在紫外光照射下对甲基橙废水的光催化性能,而且具有较好的稳定性。     

50t/a纳米TiO2工业化生产工艺条件的研究

以钛液(TiOSO4)为原料,尿素为沉淀剂,生成偏钛酸沉淀;再加入0.01MH2SO4和去离子水、溶胶剂、表面活性剂,然后絮凝分离、喷雾干燥、回转窑煅烧,获得纳米TiO2粒子;其中550℃煅烧产物为锐钛矿晶型,大于750℃煅烧为金红石型;50t/a纳米TiO2粉体工业化生产的最佳工艺条件为:反应温度98±2℃,反应时间2—3.5h,反应物摩尔比TiOSO4:CO(NH2)2=2:1,溶胶剂与偏钛酸浓度之比4:1,絮凝剂用量9.5mgL;得到的纳米TiO2粒径为20—50nm,收率达92％。     

纳米高岭土/PE的制备及其在食品包装膜中的应用

采用新型大分子表面处理剂对纳米高岭土进行表面处理,红外光谱仪(FTIR)和光电子能谱仪(XPS)分析表明,大分子表面处理剂和纳米高岭土的表面发生化学键合。将处理后的高岭土与聚乙烯(PE)熔融共混,制备纳米高岭土/PE复合材料,并对复合材料进行表征。将复合材料作为3层共挤出膜的中间层及外层,制备食品包装膜。检测结果显示:用复合材料制备的食品包装膜的力学性能、热封性能、摩擦因数均优于PE膜;复合膜的水蒸气透过量降低46.4%,氧气透过量降低31.7%。     

三维Ag/TiO_2纳米网的制备及其光催化性能研究

采用阳极氧化法在钛网上制备了TiO_2纳米管阵列,并利用循环伏安法在纳米管表面沉积Ag,制备出Ag/TiO_2纳米复合材料。采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、紫外-可见漫反射光谱等方法对复合材料的形貌、结构、光电性能进行了表征,并以2,4-二硝基苯酚为模型化合物考察了沉积Ag对复合材料光催化性能的影响。结果表明,沉积5圈Ag的Ag/TiO_2复合纳米材料光催化性能最佳,在模拟太阳光照射120 min后,2,4-二硝基苯酚可被完全降解。     

WC/TiO_2纳米复合材料晶相形成机理及电催化性能

以金红石相纳米TiO_2为载体,偏钨酸铵为钨源,采用表面修饰技术制备了纳米复合材料的前体,将前体在甲烷/氢气气氛下还原碳化并采用XRD对其进行表征,研究了还原碳化温度、时间对纳米复合材料晶相组成的影响,并探讨了WC/TiO_2纳米复合材料的形成机理。通过扫描电子显微镜、热重-差热分析等手段对WC/TiO_2纳米复合材料的形态结构和热稳定性进行了表征。采用循环伏安法研究了纳米复合材料物相组成与电催化性能之间的关系,结果表明由WC和TiO_2两相组成的WC/TiO_2纳米复合材料对对硝基苯酚电还原反应的电催化性能最佳。     

一步煅烧法制备g-C3N4/TiO2复合材料及其对NOx的光催化性能

将工业偏钛酸浆料和尿素混合均匀后高温煅烧制备g-C3N4/TiO2光催化复合材料,对其结构进行了表征,以NO为目标物、波长430~470 nm的12 W LED灯为光源,用对NO的去除率评价复合材料的气相光催化活性. 结果表明,所制样品为氮掺杂TiO2与g-C3N4/TiO2的复合物. 复合材料的最佳制备条件为尿素与偏钛酸质量比2:1, 450℃下煅烧1 h,该条件下样品产率最高,对NO的去除率达48.40%.