纳米多孔二氧化钛薄膜的制备及其亲水性能的研究

分别采用溶胶-凝胶法,水热合成法,热雾喷解法制备了纳米多孔TiO2薄膜。以X射线衍射,扫描电镜等方法分析了不同制备方法所得薄膜结构与形貌。通过比较不同方法制备的TiO2薄膜的亲水性能,得知溶胶—凝胶法制备的薄膜和玻璃载体结合最紧,而且表面平整。热雾喷解法制备的薄膜具有最大的比表面积,其亲水性能也最好。同时表明,纳米多孔TiO2薄膜在紫外光照射以后,具有比一般薄膜更持久的亲水型。     

超亲水涂料的研究进展

超亲水涂料是新型的性能涂料,能使水跟固体表面接触角小于5°,超亲水性在自洁、防雾和生物兼容性应用等方面起着重要的作甩.超亲水材料自1997年被发现以来已经得到很大的发展.文中概述了超亲水涂料的亲水机理、制备方法、影响因素以及应用发展,并简单评述今后的发展状况.其中,制备方法主要包括化学气相沉积法、液相沉积法、溅射法、浸渍法、溶胶-凝胶法.     

可见光响应超亲水TiO2薄膜研究进展

介绍了TiO2薄膜的超亲水机理,论述了实现TiO2薄膜可见光响应超亲水性的改性技术,主要包括构建粗糙结构薄膜、贵金属沉积、离子掺杂、表面光敏化、半导体复合、TiO2/SiO2复合、多种改性方法联合使用等方法。总结了目前超亲水TiO2薄膜主要存在制备工艺复杂、改性条件苛刻、亲水寿命短等问题,并指出采用溶胶-凝胶法,利用多种改性方法的联合使用是解决这些问题的重要研究方向。     

纳米晶TiO2多孔薄膜的研究进展

综述了近年来纳米晶TiO2多孔薄膜材料的研究进展情况,对纳米晶TiO2多孔薄膜材料的各种制备方法及其特点进行了归纳和分析,并时纳米晶TiO2多孔薄膜材料的应用现状作了简要介绍.     

喷雾热解TiO2薄膜成膜机理及超亲水特性分析

用喷雾热解法制备TiO2超亲水薄膜。用X射线衍射和扫镜电镜测试所得样品的微观结构和表面形貌。深入探讨了喷雾热解法的成膜机理。在反应先驱体经过雾化、沉积、铺展、凝胶、成核以及生长等一系列过程后形成薄膜。在薄膜形成过程中,雾化液滴到达基板表面的分散度直接影响薄膜的微观结构。薄膜亲水性能测试结果表明：平整均匀的薄膜表面有利于水的铺展。     

ZnO超疏水/超亲水可逆转化薄膜研究进展

ZnO纳米薄膜具有光响应的润湿性可逆转化现象,这种"智能开关"在许多领域具有重要意义,为此近年来ZnO超疏水薄膜的制备引起了研究者的广泛关注。一般是在ZnO表面修饰一层表面张力较低的物质,通过降低表面自由能而获得超疏水表面。然而常用的修饰物质如氟化物、硅烷等会不同程度地被ZnO光催化分解。为此一方面积极寻求光催化稳定的修饰层,另一方面制备具有特殊形貌的ZnO纳米薄膜以期直接获取ZnO超疏水薄膜。由于离子液体的稳定性,利用其作为ZnO的修饰层制备双响应薄膜,另外用HAc调控制备"裸"ZnO超疏水薄膜。对ZnO润湿性能及其超疏水薄膜的制备研究进展进行了简要综述。     

超疏水TiO_2纳米棒阵列薄膜的电浸润性

本文制备了超疏水TiO2纳米棒阵列薄膜和CdS量子点敏化超疏水TiO2纳米棒阵列薄膜。研究了TiO2纳米棒阵列薄膜的电浸润过程以及薄膜厚度和CdS量子点对电浸润性的影响。结果表明液滴在薄膜表面的接触角随电压的增大而减小;在施加电压相同时,薄膜越厚其接触角减小的幅度越小,CdS量子点敏化的薄膜的接触角减小的幅度要大于未敏化的薄膜。     

TiO_2超亲水自清洁涂层的研究进展

本文首先介绍了TiO_2薄膜超亲水性机理、自清洁防雾的原理及超亲水薄膜的化学和物理制备的一些基本方法,比较了各种方法的优缺点。并简单介绍了TiO_2复合涂层在自清洁器材、防雾涂层等的应用现状,最后对其发展前景进行了展望。     

釉面砖基SiO2／TiO2超亲水涂层的制备及其性能研究

用溶胶 -凝胶方法在釉面砖上制备了SiO2 /TiO2 超亲水涂层 ,用XPS、光学显微镜和SEM研究了涂层的表面化学组成、水润湿角和表面形貌。结果表明 ,水润湿角与SiO2 /TiO2 的摩尔比和SiO2 在TiO2 表面的分布有密切关系 ,当SiO2 /TiO2 的比值在 0 0 8-0 1 3时 ,涂层的水润湿角在 5°左右。     

原料配比对介孔TiO_2薄膜避光超亲水性的影响

采用蒸发诱导自组装法制备介孔TiO2薄膜,通过改变原料配比水解比H、抑制比p、TiO2与模板剂比s值控制合成介孔TiO2薄膜,考察原料配比对介孔TiO2薄膜避光超亲水性的影响。结果表明,随H、s值增大,介孔孔径和平均粒径先增大后减小,TiO2以锐钛矿型出现,TiO2薄膜避光超亲水性先增强后减弱;随p值增大,孔径和平均粒径逐渐减小,金红石含量增大,TiO2薄膜避光超亲水性逐渐降低。当H=15,p=2,s=188时,所制备的TiO2薄膜最大孔径为10.2 nm,避光12 h后接触角仍小于5°。在所制备粒径范围内,介孔孔径对薄膜避光超亲水性的影响大于粒径的影响。     

混合胺改性SBA-15的二氧化碳吸附特性

为实现廉价高效的二氧化碳捕集，新型燃烧后CO₂捕集固体吸附材料的设计和开发具有重要的研究意义。为提高CO₂吸附量，胺功能化改性吸附剂的方法主要有湿浸渍和表面嫁接。基于此，提出了“混合胺”修饰的概念，把湿浸渍和表面嫁接两种改性技术结合起来。把3-氨丙基三甲氧基硅烷（APTS）嫁接到分子筛SBA-15孔道表面，再把聚乙烯亚胺（PEI）浸渍到载体孔道的间隙，制备出高密度胺功能化的CO₂吸附剂。主要考察了不同含量的PEI和APTS功能化SBA-15的结构性能、CO₂吸附量及胺吸附效率。CO₂吸附结果表明，混合胺功能化SBA-15吸附主要依赖于动力学扩散。其中，SBA-15-（APTS-0.5-PEI-50），SBA-15-（APTS-1.0-PEI-50）和SBA-15-（APTS-2.0-PEI-30）在75℃时具有很好的吸附潜力。混合胺功能化SBA-15的胺吸附效率介于单纯嫁接和单纯浸渍的胺功能化SBA-15之间。     

N2O5/HNO3体系中硝解DADN的反应动力学

采用高效液相色谱跟踪检测了不同温度条件下N₂O₅/HNO₃体系硝解DADN时反应底物、中间体和产物浓度随时间的变化情况。通过对303、313、323、333 K温度下实验数据的分析,计算得到各步的反应速率常数,并最终求得DADN到SEX和SEX到HMX两步的反应活化能分别为2.3996×10⁴ J·mol^-1和1.6598×10⁴ J·mol^-1,指前因子分别为2.2000×10⁴ h^-1和6.5178×10² h^-1。同时,通过柱分离得到的中间产物经结构鉴定为SEX,对其硝基机理进行了分析,实验证明DADN的硝解反应分两步进行,是一级连串反应过程,控制步骤是SEX到HMX。     

乙酰丙酮钴(Ⅱ)对甲苯液相空气氧化反应的催化性能

以乙酰丙酮钴(Co(acac)₂)为催化剂,在1 L高压搅拌反应釜中研究了其对甲苯液相空气氧化反应的催化性能和反应产物分布,考察了催化剂用量对甲苯转化率和苯甲酸收率的影响,并考察了不同温度下不同催化剂用量时的催化剂寿命。结果表明,Co(acac)₂催化甲苯液相氧化是平行连串的复杂反应,Co(acac)₂的催化活性存在"催化-抑制转换"现象,适宜的催化剂用量为0.0044%(质量分数);催化剂的寿命随反应温度变化存在一个最大值,165℃时催化剂寿命最长,反应温度较低(<165℃)时催化剂更容易失活;在165℃、Co(acac)₂用量为0.0044%时,反应4 h,甲苯转化率为19%,苯甲酸收率为80%;与醋酸钴、环烷酸钴等钴盐催化剂相比,Co(acac)₂催化剂具有用量少、催化活性时间长的优点,可有效地减缓钴盐结垢现象,Co(acac)₂催化剂对甲苯液相空气氧化反应具有良好的催化性能。     

油气田CO2/H2S共存腐蚀与缓蚀技术研究进展

CO₂/H₂S是油气田采集、运输、处理过程中主要的腐蚀介质，由其引起的管道设备的腐蚀问题变得越来越严重，腐蚀和防腐已经成为研究热点。分别对近年来国内外开展的有关CO₂和H₂S共存腐蚀及缓蚀技术的研究进行综述。CO₂/H₂S共存腐蚀研究主要依靠试验手段，但目前的研究结果有很大的离散性，根据不同的试验条件会产生不同的研究结果。分压比是国内外大多数学者研究CO₂/H₂S腐蚀规律的切入点，但关于两者主导腐蚀的分压比界限划分现有研究存有争议。缓蚀技术研究讨论了缓蚀剂作用机理，评述了抑制CO₂/H₂S共存腐蚀常用的酰胺类、咪唑啉衍生物类、季铵盐类和Schiff碱类缓性剂在国内外的研究与应用现状，展望了这一领域的研究前景及发展方向。     

UV/H2O2氧化联合CaO吸收脱除NO的传质-反应动力学

在实验室规模的光化学反应器中,基于实验研究﹑动力学理论以及双膜理论,研究了UV/H₂O₂氧化联合CaO吸收(UV/H₂O₂-CaO工艺)脱除燃煤烟气中NO的传质-反应动力学。分析了NO吸收的传质-反应过程,明确了NO吸收过程的主要控制步骤和强化措施,测定了关键的动力学参数,推导了NO吸收过程的理论模型。结果表明:在实验范围内,NO吸收速率随着NO浓度的增加几乎呈线性增加。随着H₂O₂浓度和CaO浓度的增加,NO的吸收速率均呈现先增加后变缓的趋势。UV/H₂O₂-CaO工艺脱除NO是一个拟一级快速反应过程,强化气相主体扰动﹑增加气液接触面积和提高NO分压可有效提高NO的吸收速率。NO吸收速率方程的计算值和实验值具有较好的一致性。     

CoCu/SiO2催化剂用于合成气直接制备低碳混合醇的动力学

由合成气直接制取低碳混合醇是洁净高效利用煤炭资源的最佳途径之一。通过浸渍法制备了CoCu/SiO₂催化剂，采用固定床反应器，排除了内外扩散影响，在反应温度为503～543 K，H₂与CO的比值为4～0.5条件下，对合成气直接制取低碳混合醇反应进行了本征动力学研究。使用幂函数速率模型对反应结果进行了拟合，计算得出各产物的反应活化能以及对应的H₂和CO的反应级数。最后结合碳链增长可能性的变化，讨论了不同温度对CoCu/SiO₂催化剂催化合成气直接制备低碳醇反应机理的影响。     

多效蒸发海水淡化系统中CO2化学解吸的模拟

为有效降低不凝气对降膜蒸发过程的影响和优化蒸发器结构参数,建立了多效蒸发(MED)海水淡化系统中CO₂化学解吸的数学模型,通过对实际海水淡化装置的模拟,得到了系统CO₂的解吸速率及其影响因素,并通过与前人研究成果和MED海水淡化厂实际运行数据对比分析,验证了模型的正确性并且证明具有更高的精度。结果表明,蒸发温度是决定化学反应速率的关键因素,蒸发温度越高,反应速率越快,在海水加热到饱和温度阶段,海水盐度和pH值也显著影响化学反应速率;碳酸盐离子浓度因海水蒸发而增大,有助于CO₂的化学解吸;随着各效蒸发器内蒸发温度的降低,液膜中传质系数降低,CO₂解吸速率逐效降低。     

Li1.6Mn1.6O4/PVDF多孔膜的制备及提锂性能

自制锂离子筛前驱体Li_1.6Mn_1.6O₄，并将Li_1.6Mn_1.6O₄粒子与高分子树脂PVDF杂化制膜，研究了膜经稀盐酸抽锂后对锂的吸附性能以及多次吸附与脱附性能等。结果表明，膜M-10-55[Li]采用0.5 mol·L^-1 HCl溶液抽锂约2 h锂的脱出基本达到平衡，Li⁺的洗脱率在95%左右，锰的溶损率为3.5%左右。抽锂后得M-10-55[H]对富锂溶液中锂的吸附约12 h达平衡，对锂的吸附容量较高为41 mg·g^-1，在第5次吸附时对锂的提取量为35 mg·g^-1左右。相比于Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺，该膜对Li⁺表现出较好的选择性，对于从海水、盐湖卤水等液态锂资源中提取锂有很大的开发潜力。     

多孔TiO_2/SiO_2复合薄膜的制备及其超亲水性机理

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为前驱体,利用乙酰丙酮和二乙醇胺为络合剂,制备多孔TiO2/SiO2复合薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、接触角测试仪(WCA)等对薄膜的结构和性能进行了表征。结果表明,TiO2/SiO2复合薄膜表面相对孤立或连通的孔结构是由缩聚反应诱导的相分离以及溶胶-凝胶转化过程同步作用产生的。多孔复合薄膜具有优异的超亲水性能,自然条件下与水接触角仅为2.5°,而普通致密TiO2薄膜在相同条件下接触角为19.3°。复合薄膜的超亲水性是由多孔结构和SiO2复合的共同作用产生,受到表面微观形貌和表面化学组成(羟基含量)的共同影响。     

Efficient decomposition of organic compounds with FeTiO3/TiO2 heterojunction under visible light irradiation

FeTiO₃/TiO₂, a new heterojunction-type photocatalyst working at visible light, was prepared by a simple sol–gel method. Not only did FeTiO₃/TiO₂ exhibit greatly enhanced photocatalytic activity in decomposing 2-propanol in gas phase and 4-chlorophenol in aqueous solution, but also it induced efficient mineralization of 2-propanol under visible light irradiation (λ ≥ 420 nm). Furthermore, it showed a good photochemical stability in repeated photocatalytic applications. FeTiO₃ showed a profound absorption over the entire visible range, and its valence band (VB) position is close to that of TiO₂. The unusually high photocatalytic efficiency of the FeTiO₃/TiO₂ composite was therefore deduced to be caused by hole transfer between the VB of FeTiO₃ and TiO₂.