纤维状锂离子电池负极材料TiO_2的静电纺丝制备及性能研究

以钛酸四丁酯((C_4H_9O)_4Ti)为原料,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为粘结剂,采用静电纺丝技术制备了锂离子电池负极材料Ti O_2,研究了不同保温时间对材料性能的影响。采用X射线衍射及扫描电子显微镜分别对样品物相及形貌进行了表征,结果表明,在450℃下保温1 h、2 h、3 h均得到了纤维状结构的纯相锐钛矿Ti O_2。室温条件下的充放电测试表明,保温2 h制备的氧化钛具有最好的电化学性能,其在0.2 C、0.5 C、1 C、2 C充放电倍率下首圈容量分别为203.2 m Ah/g、177.2 m Ah/g、153.4 m Ah/g、131.6 m Ah/g,以0.2 C的倍率循环100圈后,容量保持率为89%。     

静电纺丝制备BiFeO_3/TiO_2磁性纳米纤维及其光催化性能研究

以静电纺丝和水热合成两步法制备了BiFeO_3/TiO_2光催化复合物,通过SEM、UV-vis对催化剂进行了表征,结果显示复合物催化剂在可见光区的光吸收强度明显增强。同时利用催化剂对甲基橙进行了催化降解,当BiFeO_3和TiO_2质量比为1∶1时,其催化能力最强,催化效率达90%,具有较大的应用前景。     

C/TiO_2纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

无机纳米金属氧化物TiO_2由于其独特的理化性质在各方面的应用得到了广泛的研究。但是由于其禁带宽度较大仅能利用太阳光中较少的紫外光部分,量子效率低,阻碍了其光催化技术的应用,为了提高光催化效率,往往将TiO_2进行复合、掺杂改性和构建新型窄禁带化合物。本文采用水热合成的方法制备C/TiO_2纳米复合材料,通过X射线衍射、透射电子显微镜、X光电子能谱、拉曼等现代分析测试技术,对所做材料的微观结构进行分析表征。结果表明,通过水热合成法制备的C/TiO_2纳米复合材料,可以提高TiO_2光催化活性,抑制高温下TiO_2晶型的转变,具有高的比表面积和吸附能力等,且在光催化微生物灭菌方面应用效果明显。     

C/TiO_2纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

无机纳米金属氧化物TiO_2由于其独特的理化性质在各方面的应用得到了广泛的研究。但是由于其禁带宽度较大仅能利用太阳光中较少的紫外光部分,量子效率低,阻碍了其光催化技术的应用,为了提高光催化效率,往往将TiO_2进行复合、掺杂改性和构建新型窄禁带化合物。本文采用水热合成的方法制备C/TiO_2纳米复合材料,通过X射线衍射、透射电子显微镜、X光电子能谱、拉曼等现代分析测试技术,对所做材料的微观结构进行分析表征。结果表明,通过水热合成法制备的C/TiO_2纳米复合材料,可以提高TiO_2光催化活性,抑制高温下TiO_2晶型的转变,具有高的比表面积和吸附能力等,且在光催化微生物灭菌方面应用效果明显。     

锂离子电池Si/C/CNT负极材料制备及电化学性能研究

由于碳包覆能有效抑制硅材料在循环过程中的体积变化,减缓颗粒粉碎和无法形成稳定SEI膜的问题,提升原材料的电化学性能,因此我们制备了一种形貌均匀的Si/C/CNT负极材料。多巴胺热解形成的碳层能有效抑制硅的体积膨胀,而在外部的碳纳米管不仅协助抑制硅体积膨胀,而且提供了电子传导的通道,从而使材料表现出优异的电化学性能。测试产物的电化学性能结果显示:在0.42 A g-1倍率下,首次放电比容量分别为1500 m Ah g-1,经过100次循环后放电比容量为978 m Ah g-1,其容量保持率为65.2%。     

静电纺丝制备SiO_2短纤维及PP/SiO_2短纤维复合材料冲击性能的研究

采用静电纺丝技术,结合TEOS的溶胶-凝胶反应制备出了直径为500 nm的表面布满颗粒的SiO2短纤维(n-SF)。短纤维与聚丙烯经过螺杆混合,注塑后得到PP/SiO2短纤维复合材料。通过SEM表征发现,SiO2短纤维在PP基体中的分散均匀,界面良好;通过DSC、XRD表征,SiO2短纤维的加入使PP的结晶速率提高,β晶用量变化;通过PLM照片发现复合材料晶体尺寸较纯聚丙烯减小;冲击测试表明,SiO2短纤维的用量为0.5份时,冲击性能较纯PP相比提高了21.6%。     

多功能PVDF/PVP/TiO_2复合材料的制备及性能研究

通过在聚偏二氟乙烯(PVDF)塑料薄膜上负载聚乙烯吡咯烷酮(PVP)改性TiO_2光催化纳米粒子制备了集油水分离和光催化降解功能为一体的多功能复合材料。由于改性TiO_2带来的粗糙结构,使得PVDF/PVP/TiO_2-2复合薄膜具有较高的油水分离性能,分离通量和拒油率分别为164 L/(m2·h)和99.8%。除此以外,PVDF/PVP/TiO_2-2复合薄膜在30 min内对甲基橙/甲苯乳液中甲基橙降解率达到了98.22%,并且对多种不同种类的可溶性污染物均具有较好的降解效果。循环稳定性方面,PVDF/PVP/TiO_2-2复合薄膜的分离性能以及光降解性能在经过10次循环后均为发生较大的下降,具有较好的实用性。     

GO/介孔TiO_2复合材料的制备及性能研究

以硫酸钛为钛源、聚乙二醇为模板剂,采用水热法制备了一系列具有吸附及光催化双功能的GO(氧化石墨烯)/介孔TiO_2复合材料,采用XRD、TEM、BET和紫外-可见漫反射等测试手段对所制备系列样品的微观结构、孔结构和光谱学性能进行了初步表征,并以甲基橙溶液为目标污染物测试其吸附性能及光催化活性,进而探讨了GO/介孔TiO_2复合材料的最佳制备条件。结果表明,GO/介孔TiO_2复合材料中氧化钛均为锐钛矿相,晶粒尺寸均在7 nm左右,系列复合材料均属于Langmuir Ⅳ型介孔结构,GO的复合适当拓宽体系光响应范围;水热温度为110℃、水热时间为24 h、GO的复合比为5 wt%时,对甲基橙溶液的吸附及光催化活性最强,1 h内降解率可达100%。     

Ag/TiO_2纳米复合材料的制备及抗菌性能研究

以二氧化钛为前驱体,采用纯有机均相沉积法制备不同Ag负载量的Ag/TiO_2纳米复合材料;采用XRD分析手段对纳米Ag/TiO_2复合材料进行表征,并研究了Ag/TiO_2复合材料的抗菌性能。采用菌落计数法探索载银量对大肠杆菌的抗菌性能的影响,得到最佳银负载量为2.5%,同时,表明该抗菌材料具有良好的抗菌持久性。     

原位法PI/TiO_2复合材料的制备及性能研究

以均苯四甲酸二酐(PMDA)、4,4’二氨基二苯醚(ODA)为原料,采用二步法合成了聚酰亚胺,即先制备聚酰胺酸前躯体,再由聚酰胺酸亚胺化制得聚酰亚胺,并对聚酰亚胺的制备工艺进行了研究。再以钛酸正丁酯为原料,采用水解法制备了TiO_2。然后采用共混法和原位法两种方法制备出聚酰亚胺/TiO_2复合膜。对制备出的TiO_2进行了红外光谱,扫描电镜和粒度分析等测试。红外光谱表明该TiO_2在500~800 cm~(-1)处有特征峰。扫描电镜对该TiO_2的表面形貌进行了观察。粒度分析表明该TiO_2的平均粒径为0.9μm。对制备出的聚酰亚胺以及聚酰亚胺/TiO_2复合膜进行了红外光谱、扫描电镜、电击穿、体积电阻率和表面电阻率和力学性能等一系列的测试。红外光谱分析表明聚酰亚胺亚胺化完全;扫描电镜分析表明,制备的杂化薄膜中,TiO_2粒子均匀地分散在PI基体中,粒子尺寸在100~200 nm之间,有一小部分无机粒子出现团聚现象;电击穿测试表明,随着TiO_2含量的增加,PI膜的抗电击穿性能变好;由PC40B型数字绝缘电阻测试仪测试分析表明,TiO_2掺杂后体积电阻率和表面电阻率均增大,材料的绝缘性能变好;力学拉伸测试结果说明TiO_2掺杂后材料的最大应力和断裂伸长率都变大,抗拉伸性能变好。     

α-TPMPc/TiO_2复合材料的制备及光催化性能研究

采用原位化学合成的方法合成了均匀掺杂的1,8,15,22-四苯氧基酞菁钴/二氧化钛(简称α-TP Co(Ⅱ)Pc/TiO_2)和1,8,15,22-四苯氧基酞菁铜/二氧化钛(简称α-TPCu(Ⅱ)Pc/TiO_2)复合材料。通过UV-Vis、XRD、TG进行了表征,并通过对罗丹明B的降解来考察材料的光催化性能。结果表明,α-TPMPc/TiO_2对罗丹明B降解具有较好的光催化活性,α-TPMPc敏化能有效地提高TiO_2的可见光光催化活性,且α-TPCo(Ⅱ)Pc/TiO_2的催化活性明显优于α-TPCu(Ⅱ)Pc/TiO_2。     

水热法制备TiO_2/MMT复合材料及其吸附性能研究

以碳酸钠改性后的钠基蒙脱土为载体、硫酸钛为钛源,采用水热法制备了TiO_2/蒙脱土复合材料。通过XRD、SEM和N_2吸附-脱附测试手段研究其微观结构和光谱学性能,并以刚果红溶液为模拟染料废水,研究其吸附性能。结果表明,TiO_2附着于蒙脱土表面,形成TiO_2/蒙脱土复合材料。该材料具有介孔结构,比表面积高达261.03m~2/g,在刚果红初始浓度为50mg/L、振荡时间为2h的条件下,TiO_2/蒙脱土对刚果红的吸附率为88.96%,极限吸附量可达344.8mg/g。     

静电纺丝复合滤材制备及性能研究

研究了纺丝液浓度对聚丙烯腈(PAN)静电纺丝纤维直径,以及对PAN静电纺丝纳米纤维膜复合滤材过滤性能的影响。测试结果表明,纺丝液浓度增加,静电纺丝纤维直径变粗,孔径增大,其中质量分数为16%的纺丝液具有良好的纺丝性能,静电纺丝所得的纳米纤维直径均匀,复合后滤材在颗粒直径0.3μm,过滤风速5.3 cm/s的测试条件下,过滤效率达到99.98%,阻力为138 Pa,达到H13级别,具有高效低阻特性。     

杂多酸/PANI/TiO_2复合材料的制备及光催化性能

以（NH4）2S2O8为氧化剂,制备了PMo10V2/PANI/TiO2复合材料,通过UV-Vis对其结构进行了表征。以PMo10V2/PANI/TiO2为催化剂,在紫外灯辐射下,研究了模拟染料废水甲基紫溶液的光催化降解的反应,讨论了催化剂投加量、甲基紫溶液的初始浓度、酸度等对催化脱色效果的影响。结果表明,50 mL的甲基紫溶液在紫外灯辐射下最佳的浓度为10 mg/L,催化剂用量为0.01 g/L,溶液酸度为pH=4;甲基紫的降解率可达97.0%。     

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%。     

静电纺丝PBT/PVA复合膜的制备及性能研究

以三氟乙酸和二氯甲烷为混合溶剂,采用静电纺丝法制备聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)/聚乙烯醇(PVA)复合膜。用旋转粘度计和电导率仪测定溶液的黏度和电导率,用扫描电子显微镜、拉伸和水接触角测试PBT/PVA不同比例对纤维膜的形貌、力学和亲水性能的影响。结果表明,随着PVA比例的增加,混合溶液的黏度逐渐增大,而电导率先增大后减小;当PBT/PVA的比例为90/10时,纳米纤维的平均直径最小,为323 nm,而其纳米纤维膜的力学性能与纯PBT纤维膜相比显著提高,拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率分别增加了213%,260%和57%;PVA的加入改善PBT纤维的亲水性,制备出力学性能优异且亲水的PBT/PVA纤维膜。     

GO/TiO_2复合材料的制备和光催化性能研究

以钛酸丁酯为钛源,少层氧化石墨烯为GO源,通过溶剂热法和煅烧法合成GO/TiO_2催化剂。在300W氙灯照射下,以甲基橙为降解对象,探究不同制备方法、GO掺杂比例、用量的催化剂对光催化降解效率的影响。结果表明,当甲基橙初始浓度为10 mg/L,投加0.50 g/L煅烧法制备的0.8%GO/TiO_2催化剂时光催化效果最好,高达93.8%,且光催化反应符合一级动力学方程,其光催化降解的速率常数为1.090 h~(-1)。     

微波辅助制备TiO_2/CNTs复合材料及可见光光催化性能研究

文章以六氟钛酸铵、硼酸、碳纳米管为反应物,在低温(100℃)和常压体系下,采用微波辅助法制备二氧化钛/碳纳米管复合材料(TiO_2/CNTs)光催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)及紫外-可见漫反射光谱对TiO_2/CNTs进行表征。采用TiO_2/CNTs为催化剂光催化降解罗丹明B,研究了TiO_2/CNTs的可见光光催化活性。测试结果表明,在可见光照射下制备得到的TiO_2/CNTs具有比Degussa P25光催化剂更优越的光催化降解活性。     

核壳结构纳米TiO_2/PU/PMMA复合材料制备及其光催化性能研究

采用纳米TiO2有机化改性、加成及原位乳液聚合,制备了纳米TiO2、聚氨酯(PU)、聚丙烯酸酯(PMMA)的复合材料。透射电镜形貌表明:合成了以纳米TiO2为核,PU与PMMA为壳的核壳结构的复合材料。研究了该复合材料的光催化性能。     

TiO_2/ACF复合材料的制备及表征

采用浸渍-提拉法和溶胶-凝胶法制备TiO2/ACF复合光催化材料,用BET、XRD和SEM等进行表征。结果表明,溶胶-凝胶法制备的复合材料由于负载了大量TiO2,其比表面积明显低于浸渍法;浸渍法制备的复合材料随着粘结剂添加量的增加,比表面积呈减小趋势。溶胶-凝胶法制备的复合材料的表面TiO2锐钛晶型较明显,浸渍-提拉法无明显的锐钛晶型。采用浸渍-提拉法制备的TiO2/ACF复合材料,TiO2以粒状负载于ACF表面;溶胶-凝胶法中TiO2在ACF表面形成一层薄膜,由于焙烧,薄膜产生裂隙,暴露出ACF,有利于吸附和催化作用的同时进行。