静电纺丝制备柔性TiO2纳米纤维及其光催化性能

采用静电纺丝技术,以硫酸钛、聚乙烯吡咯烷酮、DMF和水为原料,制备出柔性TiO2纳米纤维。用XRD、SEM、TEM和TG-DTA等分析手段对纳米纤维进行表征。结果表明,所得产物为多晶结构柔性TiO2纳米纤维,平均直径约为100 nm,长度>300 μm。以甲基橙、罗丹明B和苯酚为降解物,考察了焙烧温度对光催化效果的影响,柔性TiO2纳米纤维对这3种降解物均可达到较高的降解率。对柔性TiO2纳米纤维的形成机制进行了讨论     

静电纺丝技术制备无机物纳米纤维的最新研究进展

静电纺丝技术近年来在制备纳米纤维领域得到了广泛的应用,被认为是最简单有效的方法之一,已经用这种方法成功地制备了不同的纳米纤维.本文对静电纺丝法做了较全面的总结,对机理和改进方法进行了介绍,对影响因素做了细致的分析,还对无机纳米纤维的应用做了简单的展望.     

静电纺丝技术制备NiFe_2O_4纳米纤维的表征

采用溶胶-凝胶法与静电纺丝技术相结合制备了PVP/[Ni(NO3)2+Fe(NO3)3]复合纳米纤维,在一定温度下进行热处理,得到尖晶石结构的NiFe2O4纳米纤维。利用TG-DTA、XRD、FTIR、SEM、TEM等分析手段对样品的组成及结构进行表征。TG-DTA分析表明,PVP/[Ni(NO3)2+Fe(NO3)3]复合纳米纤维的热处理温度高于450℃以后,质量恒定,总失重率为87.8%。XRD与FTIR分析表明,热处理温度高于600℃时,复合纳米纤维已经完全转变成尖晶石结构的NiFe2O4纳米纤维。SEM分析表明,所制备的PVP/[Ni(NO3)2+Fe(NO3)3]复合纤维直径在250～300nm之间,NiFe2O4纳米纤维直径约100nm,长度大于200μm。对NiFe2O4纳米纤维的形成机理进行了探讨。     

静电纺丝法制备多孔五氧化二钒纳米管

静电纺丝法制备多孔五氧化二钒纳米纤维,在经过后续的高温处理得到多孔洞的五氧化二钒纳米管结构。本文以商用五氧化二钒粉末,苯甲醇和异丙醇为原料制备氧化钒溶胶,添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)以增加前驱体的粘性,并以此为前驱体通过静电纺丝法制备超长五氧化二钒纳米纤维。于是我们得到静电纺丝法制备的五氧化二钒纤维,通过改变热处理的时间来实现对纤维形貌的控制。我们所添加的PVP在整个溶液中的质量分数为10%。使用扫描电子显微镜(SEM)、投射电子显微镜(TEM)以及X射线衍射仪(XRD)来表征所制备的多孔五氧化二钒纳米管的形貌和结晶度。由热重分析仪(TGA)来测试静电纺丝设备制备得到的五氧化二钒纳米纤维的热分解,并以此选择高温处理温度。静电纺丝得到的超长五氧化二钒纳米纤维的直径在400-700纳米间,长度为2-10微米。经过不同时间的高温处理后,所获得结构为不同完整程度的多孔洞五氧化二钒纳米管。     

单晶金红石型TiO_2纳米棒的湿法合成(英文)

用TiO2粉末、NaOH和蒸馏水为原料合成金红石型TiO2纳米棒。XRD和FESEM分析表明,制备的样品为单晶且无杂质,其平均粒径约为40 nm。当样品于600°C退火2 h后,FESEM观察发现生成了TiO2纳米棒。XRD分析表明纳米棒为单晶。纳米棒表面光滑,其长约为1μm,直径约为80 nm。紫外和拉曼光谱研究表明,所制备样品的能带间隙为3.40 eV。     

静电纺丝法制备碳纳米纤维及其吸附性能

以石墨烯、石墨粉、碳纳米管等材料为碳源,采用静电纺丝技术,随后经稳定和碳化过程,制备得到3种不同的碳纳米纤维。研究了碳纳米纤维在不同吸附条件下对铬离子的吸附性能。结果表明,碳纳米管纳米纤维表面粗糙度大且其石墨化程度最好,晶体结构更有序,比表面积也最高,这一特点有利于增大吸附材料对铬离子的吸附性能;在pH=3,温度为25℃时,碳纳米管纳米纤维对Cr(VI)的吸附量能达到52.8 mg/g。且循环使用5次后,其吸附率能达到初次吸附的60%,碳纳米管纳米纤维表现出最好的吸附性能。     

粒径可控金红石型纳米二氧化钛的制备及表征

以成本低廉的偏钛酸为起始反应物,含羧基或羟基的有机化合物为修饰剂,采用水热合成法进行了纳米金红石型二氧化钛的合成研究,利用XRD和TEM等对制得的纳米二氧化钛进行表征。结果表明:含羧基或羟基的有机化合物在修饰剂条件下都制得了纳米金红石型二氧化钛,且修饰剂的加入抑制了棒状纳米二氧化钛的颗粒大小,其中修饰剂的空间位阻效应在控制合成小尺寸二氧化钛纳米棒中起主要作用,且修饰剂的羟基和羧基的络合作用对颗粒的生长也起到抑制作用。     

静电纺丝法制备NiO-ZnO纳米纤维及其电化学性能研究

通过静电纺丝法制备NiO-ZnO复合氧化物纳米纤维,利用XRD、XPS、BET、SEM、TEM和电化学工作站等对材料的结构、成分、形貌和电化学性能进行表征。结果发现当镍与锌质量比为10:1时,NiO-ZnO复合氧化物纳米纤维具有大比表面积71.425 m~2/g,表面占主导地位的介孔直径约为13.37 nm。在电化学测试中,该样品呈现出清晰的氧化还原峰,在1 A/g的电流密度下,放电比电容量为441 F/g,这远高于纯Ni O纤维的331 F/g,循环1000次电容保持率达到81.2%,也远大于纯NiO纤维的70.4%。当电流密度为0.5 A/g时,比电容量最大可达到461 F/g,表现出优良的充放电性能。     

静电纺丝法制备钛酸钡纳米纤维的工艺研究

以乙酸钡和钛酸四丁酯为原料,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP,Mw=1 300 000)为粘性剂,采用溶胶-凝胶法结合静电纺丝技术制备了高长/径比的钛酸钡纳米纤维(BaTiO3 NFs)。研究了乙酸-乙醇-去离子水、乙酸-N,N-二甲基甲酰胺(DMF)-去离子水和乙酸-DMF-乙酰丙酮3种纺丝溶剂对纤维直径的影响,结果表明,经900℃煅烧处理后的BaTiO3 NFs主相为立方相。当PVP含量为8.7%(质量分数,下同)时,乙酸-DMF-乙酰丙酮为优化的纺丝溶剂,此时制备的BaTiO3 NFs直径最小,为200 nm,长/径比最大,为100:1;在此基础上,又采用正交实验法,考察了针头到接收器的距离、纺丝液流率和纺丝电压等纺丝参数对BaTiO3 NFs纤维长/径比的影响,结果发现,当针头到接收器的距离为21 cm、流率为0.5 mL/h以及纺丝电压为21 kV时,制备的BaTiO3 NFs形貌较均匀,直径为200 nm,长/径比最大,为125:1。     

静电纺丝法合成LaMnO_3及La_(0.875)Sr_(0.125)MnO_3纳米纤维

通过静电纺丝法合成了LaMnO_3和La_0.875Sr_0.125MnO_3纳米纤维,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对纳米纤维进行了表征,同时阐述了静电纺丝法在合成复杂成分陶瓷纳米纤维方面的特点和优势.     

Surface Microstructure Characterization of Sol-gel Derived Porous TiO_2 Thin Films

Several techniques, such as sol-gel [l], spraypyro1ysis [2], chemical vaPor deposition [3], canbe used to prepare titania thin films. Among the-se preparation techniques, the relatively simplesol-gel method is most widely used. The filmproperties are highly dependent uPon the prep-aration process and surface microsttucttoe, suchas panicle size, pore sttucfore, surface rough-ness, phase comPosition and so on. Therefore,the characterization of the surface microsttuc-tufe of thin films is vital …     

静电纺丝结合还原氮化法制备多孔TiN纤维及电化学研究

采用静电纺丝结合还原氮化法制备多孔TiN纤维,利用XRD、SEM、TEM和N₂吸脱附等分析其结构,采用循环伏安和充放电测试其电化学性能。结果表明,纤维为立方TiN相,纤维连续,存在较为丰富的介孔结构,其比表面积为21.55 m₂/g。电化学测试表明样品在不同扫率下的CV曲线均呈类矩形,由电流密度为20 mA/g时GCD曲线计算其比电容为24.03 F/g,在电流密度为50 mA/g时经4500次充放电循环后样品的比容量仍能保持90 %以上,当功率密度为0.02 kW/kg时样品的能量密度为3.3 Wh/kg。因此,采用本方法制备的多孔TiN纤维在超级电容器领域具有应用潜力。     

"笼状"多孔中空SiO2微球的制备及表征

利用吸附在聚苯乙烯(PS)胶体颗粒表面的离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),诱导原位生成的介孔纳米SiO2颗粒在胶体颗粒表面进行自组装,形成PS/SiO2复合颗粒,然后550℃下焙烧除去PS和CTAB,得到"笼状"中空SiO2微球.SEM和TEM分析表明,中空SiO2微球的球壁是由约90nm的SiO2颗粒相互连接而形成,纳米SiO2颗粒之间形成大约20～80 nm的粒间孔,这些孔和纳米SiO2颗粒在中空微球球壁上并存,形成"笼状"结构.SAXRD和BET分析表明,构成球壁的纳米SiO2颗粒具有MCM-4l型有序多孔结构.     

TiO_2纳米棒阵列的水热法制备及表征

采用水热法在玻璃基片上制备了TiO_2纳米棒阵列,系统研究了制备条件对阵列形貌的影响,分析了其生长过程及生长机理.利用XRD、FE-SEM、TEM对制备样品进行了分析及表征,并测试了它的光催化性能.结果表明:TiO_2纳米棒为金红石单晶结构,TiO_2晶核在基片活性位点快速成核并沿[001]方向生长成纳米棒,前驱液浓度增加,TiO_2纳米棒密度及尺寸都增大,水热温度升高,结晶发育程度变好,四方棒状形貌越明显,TiO_2纳米棒阵列对甲基兰具有较好的降解效果.     

二氧化钛纳米粉体的加糖热解法制备

分别采用钛酸四丁酯(无水乙醇作为溶剂)和稳定的四氯化钛(蒸馏水作为溶剂)为两种钛源,以加糖热解法[1]在不同的温度下处理得到二氧化钛粉体,并利用扫描电镜和X射线衍射对粉体微观结构和晶型进行分析.结果表明,两种制备方法得到的粉体晶粒尺寸均一,在50 nm左右.而锐钛矿和金红石型的成相温区存在明显差异:前者在300到500℃之间合成出较纯的锐钛矿相,600到700℃之间完成锐钛矿到金红石型的晶相转变;后者300℃就已经形成较好的锐钛矿结晶相,晶相转变发生在700到900℃之间.而两种方法的成相温度均低于一般方法.     

用浸蚀多孔金属铝模板制备小尺寸TiO_2阵列材料(英文)

在浸蚀多孔金属铝模板中制备小尺寸TiO2阵列材料.用电化学浸蚀方法由高纯金属铝箔制得了具有金属特性的多孔金属铝模板,此模板具有较强的耐化学腐蚀、耐热性能,并具有强的机械强度.模板的结构可由浸蚀条件控制,如电流密度,HC1和H2SO4浓度比、温度、浸蚀时间等.在此模板中用TiO2溶胶和纳米粉末组成的浆体制备了小尺寸的阵列材料,模板的孔洞结构可由TiO2阵列复型.由此得到的TiO2阵列的长径比为10～40.     

Y~(3+)掺杂纳米TiO_2粉体的表征及光催化性能研究(英文)

采用溶胶-凝胶法制备了Y~(3+)掺杂TiO_2纳米粉体.通过FT-IR、SEM、XRD 以及UV-Vis等表征手段,系统地探讨了Y~(3+)掺杂量对掺杂粉体的表面结构、相组成及光学性能的影响.研究结果表明,Y~(3+)离子的掺杂能有效抑制TiO_2的相转变(由锐钛矿转变为金红石)与提高比表面积.同时Y~(3+)离子的掺杂也使制备粉体的能带带隙变宽,形成了较大的氧化还原电势.在紫外光辐照下,Y~(3+)掺杂纳米TiO_2粉体对甲基橙的催化降解表现出较好的催化性能:当pH为3、3.0 mol% Y~(3+)的TiO_2纳米粉体的用量为0.8 g/L时,甲基橙的降解率为49.4%.     

Hydrogen Storage Property of Porous/Hollow TiO2 Using Yeast as Template

研究表明：在620 ℃煅烧后,模板除去,TiO2形成。产物主要由TiO2 和少量的H2Ti3O7组成。得到的产物的比表面积为252.6 m2/g。P-C-I测试结果表明,30 ℃时TiO2显示可逆的吸/放氢过程。在吸/放氢过程中,化学键发生微小的偏移,表明氢可能和OH基团发生反应。随着吸/放氢循环的增加以及比表面积的明显的降低,多孔/中空TiO2坍塌。同时,随着温度的升高,化学吸附量增加,吸氢量升高     

Ag/TiO_2纳米复合材料的制备及结构研究

首先采用化学氧化在块体Ti表面制备出多孔纳米TiO2,随后通过高能离子束轰击实现Ag纳米粒子在TiO2表面的有效固定,最终在Ti表面制备出Ag/TiO2纳米复合材料。采用XRD、SEM及TEM手段对其进行了结构表征。结果表明,化学氧化法可制备出多孔纳米TiO2,其晶粒尺寸为10 nm左右;通过调节高能Ar离子束轰击的时间,可对TiO2晶粒尺寸进行小范围有效控制。