Ti O2晶面调控改性研究

TiO2用于光催化技术受到两方面的限制:一方面较宽的禁带宽度限制了其对较大波长光的吸收;另一方面,光生载流子易复合导致光量子效率较低。TiO2的诸多改性方法也都是针对这两方面来进行的。通过构造异质结实现光生载流子的分离,可以有效提高光生载流子的利用率,从而提高催化剂的光催化性能。TiO2不同晶面具有不同的表面能及静态介电常数,因此不同表面接触时可以形成异质结。通过控制不同晶面的形成可以构造表面异质结,提高TiO2催化剂的光催化性能。     

TiO_2光催化材料掺杂改性的研究进展

TiO2是当前最有应用潜力的光催化材料,但其量子效率低、降解效果不理想、难以充分利用太阳能。选用合适的掺杂组分、制备方法和载体,制备出具有宽光谱响应范围、光量子效率高、易于回收利用的TiO2/载体光催化材料,对实现TiO2的工业化应用具有重大意义。根据半导体能带理论和异质结构的工作原理,研究各种表面改性技术和研制新的光催化剂,将是今后研究的主要方向。     

纳米TiO2光催化机理及改性研究进展

在纳米TiO2微观结构的基础上，讨论了纳米Ti02光催化改性方法，包括提高可见光响应活性和提高光量子效率，重点阐述了这两种改性和TiO2纳米结构的关系，认为具有更开放晶体结构的锐钛矿型更易于电子迁移，而具有较少表面缺陷的大晶面金红石型更具有电子反应活性，光催化性能的综合改善，应基于特定结构的可以降低（或消除）界面能的不同晶型复配，最后对改性方法提出了建议。     

双元素掺杂改性二氧化钛的研究进展

纳米TiO2作为一种光催化材料,在环境保护、光能转换、医药行业、工业催化等领域有着极为广泛的用途.较低的光量子效率以及短波长高能量的激发源是限制TiO2使用范围的主要原因,进行掺杂改性以实现可见光响应和提高量子效率是提高光催化剂活性的重要方法,但是单组分的掺杂不能同时提高这两种因素,因此多组分掺杂变的重要.本文综述了近几年来利用两种元素协同掺杂来改善TiO2光催化活性方面所取得的进展.     

改性纳米TiO2光催化剂的研究进展

目前,国内外纳米TiO2光催化剂的改性技术日益完善,且日趋多样化。文章简述了复合半导体、TiO2光敏化、表面超强酸化、TiO2光催剂的固定技术、等离子体改性、改变TiO2的介电性能等改性技术方法的基本工作原理及所需要注意的问题,并且针对各种改性方法列举了国内外应用的具体实例,提出光催化剂的改性是提高光催化反应效率的重点所在。     

硬脂酸钠对包铝纳米二氧化钛的有机改性

利用硬脂酸钠对表面包覆氧化铝的纳米TiO2进行了有机表面改性.采用了红外光谱(IR)、热分析(TG-DTA)、高分辨透射电镜(HRTEM)、润湿性及分散性实验等对表面改性前后的纳米TiO2进行了表征.红外光谱、热分析表明氧化铝和硬脂酸钠都是以化学键合的方式结合在纳米TiO2表面,并形成了有机包覆层.经测量,纳米TiO2表面的硬脂酸钠质量分数约为9.1%.润湿性及分散性实验表明,经氧化铝和硬脂酸钠表面改性的纳米TiO2粉体由亲水性变成了亲油性.     

纳米TiO_2表面改性及在PUA复合涂层中的应用

以硬脂酸和钛酸酯偶联剂为复合改性剂对纳米TiO2进行表面改性,并通过原位分散和光固化方法制备了改性纳米TiO2/聚氨酯丙烯酸酯(PUA)复合涂层。讨论了纳米TiO2的改性条件及改性效果,并通过SEM、DSC和力学性能测试等手段考察了改性纳米TiO2对PUA性能的影响。结果表明,当钛酸酯为0.00234 mol/L、硬脂酸为0.0352 mol/L、温度45℃、时间1.5 h时,纳米TiO2的表面改性效果较好;改性后的纳米TiO2在PUA中的分散稳定性得到提高,且改性纳米TiO2/PUA复合涂层的力学性能,尤其是耐冲击力和拉伸强度得到了提高。     

纳米TiO2表面改性以及增韧聚苯乙烯的研究

实验采用钛酸酯偶联剂对纳米TiO2进行了表面改性,通过熔融共混法制备聚苯乙烯/TiO2纳米复合材料,借助FTIR、DTA-TG等手段分析了纳米TiO2的改性效果。实验表明,纳米TiO2的加入提高了PS/TiO2纳米复合材料的冲击强度,改性后纳米TiO2的增韧效果更好。     

硅烷偶联剂对纳米TiO_2表面改性研究

通过实验筛选出硅烷偶联剂(KH-151)为最佳表面改性剂,研究了处理温度、处理时间、偶联剂用量等因素对纳米TiO2表面改性的影响。采用扫描电子显微镜、X-射线衍射测试手段对表面改性前后的纳米TiO2进行表征。结果表明,当改性θ为35℃、改性t为50min、硅烷偶联剂质量分数为3%时,纳米TiO2的分散效果最好。     

改性二氧化钛对苯的光催化氧化作用及其结构研究

以La、Co的氧化物对TiO2进行改性。用苯为目标物定量评价改性TiO2的光催化氧化性能，实验结果表明改性TiO2对空气中高浓度苯光催化氧化的效果优于纯TiO2的效果，其中La、Co总质量占TiO2质量10％的改性物效果最好。表征改性TiO2结构后，证明TiO2表面的LaCoO3是催化活性提高的主要原因，TiO2自身的光电性能也是催化剂表现高活性的重要因素，并探讨了催化剂结构与光催化氧化苯性能之间的关系。     

热处理对纳米TiO2光催化活性的影响

本文对纳米TiO2光催化剂在空气气氛中进行程序升温热处理,以苯酚的光催化降解反应评价光催化剂活性,以XRD、FTIR分析TiO2的晶相结构、粒子大小和表面结构随处理温度的变化情况。分析了热处理作用条件下TiO2光催化活性的变化机理。400℃条件下热处理TiO2具有最高光催化活性。适宜的表面结构、粒子大小及晶相结构是纳米TiO2光催化剂表现出较高催化活性的主要原因。     

FTO导电玻璃基底表面TiO_2纳米线阵列的合成

近几年,以TiO2纳米材料为核心的应用不断增加。在一些重要领域,如能量产生,累积,保存以及环境污染物降解中一些很具潜力的技术都是以TiO2纳米材料为基础的。TiO2作为一种n型半导体材料,由于特殊的光响应性质,引起了科学家们的广泛兴趣。尤其是低维尺寸的TiO2纳米材料,例如纳米线和纳米管,更是在最近得到了极大地关注。TiO2纳米线阵列依赖于形貌的独特的物理、化学、光电性质,使其在环境可持久性有机污染物质的处理技术中具有重要意义。     

水在TiO_2表面的吸附研究进展

H2O是界面反应的重要吸附质,它可以通过多种方式吸附到TiO2表面。由于光催化反应大都发生在水相介质中,因此H2O的吸附对光催化反应的动力学和热力学过程会产生很大影响。基于H2O在TiO2表面的吸附状态和吸附机理,对国内外有关H2O在TiO2表面吸附的研究热点和采用的方法进行分析和总结,并提出了存在的问题和未来的发展方向。     

钛锆复合氧化物的制备及催化性能的研究

对TiO₂-ZrO₂的制备方法、影响其物化性能的因素及催化反应性能做了评述。钛锆复合氧化物具有比TiO₂和ZrO₂更大的比表面积和更强的表面酸、碱性，表现出更高的催化反应性能，通过SO^2-₄的改性，可大大增强TiO₂-ZrO₂的表面酸性而使之成为固体超强酸，从而替代液体强酸实现环境友好的催化过程。     

水相介质中纳米TiO_2粒子软团聚体的解团聚

纳米TiO_2等无机粒子在水相介质中极易发生团聚,进而会严重影响其功效的充分发挥.本文考察了TiO_2水分散液体系中TiO_2粒子的团聚形式,比较了几种常规分散技术以及表面锚固改性技术对这些团聚体的解团聚效果.结果发现:大部分TiO_2粒子在水相介质中以软团聚体形式存在,高速剪切和添加分散剂对这些软团聚体的解团聚作用有限,超声分散可产生暂时性的解团聚效应,但随着超声场的去除,被分散的TiO_2粒子又会再次逐渐聚集.TiO_2粒子表面的聚合物原位锚固改性可改变其表面性质,因而对软团聚体具有更为高效稳定的解团聚作用,从而可明显提高复合粒子中的TiO_2粒子在水相介质和目标织物表面的分散性和分散稳定性.     

电子墨水用TiO_2显色颗粒的表面改性及其分散性能的研究

为使电子墨水用TiO2显色颗粒能较好地悬浮在有机介质中,利用超声波处理方法,采用硅烷偶联剂(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)在水体系中对TiO2进行表面改性,得到亲油性的TiO2颗粒。研究了硅烷偶联剂用量、pH、超声波处理时间对TiO2亲油化度的影响。实验结果表明,当m(硅烷偶联剂)∶m(TiO2)=3∶10,pH=6,超声波处理时间为30 min时,改性TiO2的亲油化度达到50.51%。傅立叶变换红外光谱(FTIR)图表明硅烷偶联剂已接枝到TiO2颗粒表面。改性TiO2在乙醇中静置24 h只有40%发生沉降,之后基本保持稳定,而未经改性的TiO2仅8 h就几乎完全沉降。经表面改性后TiO2颗粒在乙醇溶剂中的Zeta电位提高到-36.90mV。索氏抽提后,改性TiO2的亲油化度仍能达到47%,TiO2和硅烷偶联剂之间结合力较强。     

以硅氧烷溶胶为介质制备纳米TiO2光致超亲水涂层

简单、经济、规模化制备二氧化钛（TiO₂）光致超亲水表面备受重视。本研究利用硅氧烷溶胶为介质,将TiO₂纳米颗粒浸涂到玻璃表面。考查了颗粒在表面的分散状况和TiO₂含量对涂层光致超亲水性能、透明性以及涂层牢固度和表面硬度的影响。结果发现:浸涂并经紫外辐照1h或120℃烘干3h后,TiO₂纳米颗粒能均匀、牢固地负载到玻璃表面;10min UV辐照后,表面变得超亲水;涂层附着力达0级,表面硬度达到5H。硅氧烷溶胶对玻璃表面的良好浸润性和对含羟基纳米颗粒的良好"粘结"性能是纳米颗粒在玻璃表面能均匀、牢固负载的主要原因。研究结果为大规模、低成本制备透明自清洁表面提供了理论和实验基础。     

氮钒共掺杂纳米TiO2的表面改性及其对涂料中甲醛的降解

利用硅烷偶联剂(KH570)对氮钒共掺杂纳米TiO2进行表面改性,考察了偶联剂用量、反应时间、反应温度及pH等改性条件的影响,从而确定最佳用量和最佳反应条件.利用元素分析、红外光谱、透射电子显微镜和热质等表征手段及亲油化度的测定,研究了表面改性的效果及分散状况.红外光谱表明,KH570以化学键合的方式结合在纳米TiO2的表面,并形成了有机包覆层,经测量,氮钒共掺杂纳米TiO2表面包覆的KH570的质量分数约为13.36％ ～14.99％.将改性后的氮钒共掺杂纳米TiO2以一定的比例加入到成膜物质中制成一系列的涂料样品,然后测定其甲醛含量.结果表明,甲醛的降解率可达到82.2％.与普通涂料相比,加入改性后的氮钒共掺杂的纳米TiO2的涂料具有优异的物理性能.     

气凝胶光催化剂的研究进展

有机污染物的光催化降解得到多方面的注意,但往往侧重于粉体或薄膜催化剂的制备和使用,而对于气凝胶光催化剂的关注甚少。最近的研究表明,TiO2、TiO2-SiO2和CuO等气凝胶在光催化降解水杨酸、CN^-、苯酚和硝基苯酚时表现出很高的活性,其降解效果比TiO2粉末、CuO粉末和Cu2O粉末等好得多,比H2O2、KMnO4、K2Cr2O7等常用氧化剂更为优越。作者对TiO2、TiO2-SiO2和CuO气凝胶的研究进行综述,探讨气凝胶作为光催化剂的应用前景。     

PET/TiO2复合材料非等温结晶行为的研究

采用表面接枝和聚合改性的方法,分别以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷(GPS)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)对纳米二氧化钛(TiO_2)进行表面修饰,通过熔融共混制得聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/GPS- TiO_2和PET/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)-TiO_2纳米复合材料,用差示扫描量热法研究了其复合材料的非等温结晶行为,利用不同动力学模型对其结晶过程进行处理。结果表明：未处理的纳米TiO_2提高了PET的熔融温度和结晶温度;而经表面接枝的GPS-TiO_2和PMMA-TiO_2对PET的熔融温度和结晶温度的影响并不显著;不同表面特性的纳米TiO_2降低了PET的结晶度,但经表面接枝后的纳米TiO_2其影响程度减弱;用Jezi- omy法和莫志深法处理PET/TiO_2纳米复合材料的非等温结晶过程比较理想,PET,PET/PMMA-TiO_2,PET/ TiO_2,PET/GPS-TiO_2复合材料的结晶速率依次减小。