聚丙烯酸酯/TiO2-SiO2纳米复合胶乳的制备与性能研究

用溶胶-凝胶法制得纳米TiO2-SiO2溶胶，与纳米级聚丙烯酸酯微胶乳直接共混．制备了聚丙烯酸酯／TiO2-SiO2纳米复合胶乳，经制膜、干燥处理得纳米杂化材料。复合胶乳粒子外观呈球形，平均粒径约120nm；用红外光谱分析了聚丙烯酸酯微胶乳膜和复合胶乳膜吸收峰特征。考察了纳米TiO2-SiO2含量对纳米复合胶乳膜光学、热学及力学性能的影响，实验结果表明，当TiO2-SiO2含量为1．0％～2．0％时，能使该纳米复合胶乳膜具有很好的紫外线屏蔽性和热稳定性，并使纳米复合胶乳膜的拉伸强度和断裂伸长率等力学性能也得到提高。     

反胶束溶胶-凝胶和原位光聚合法合成二氧化钛/聚丙烯酸酯纳米复合薄膜

以Span85失水山梨醇三油酸酯/Tw een80聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯为表面活性剂,采用反胶束溶胶-凝胶和原位光聚合法合成T iO2/聚丙烯酸酯纳米复合薄膜,用傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、紫外-可见光谱和原子力显微镜对纳米复合薄膜进行表征。实验结果表明,丙烯酸和钛形成的多齿配体在溶胶-凝胶和光聚合反应过程中较稳定,原位形成的羧酸钛配位键增大了有机相和无机相的相容性,有效地避免宏观的相分离;钛酸丁酯转化为T iO2;平均粒径为25.26nm的无机T iO2粒子均匀分散在有机相基体中;纳米复合薄膜的表面光滑平整、粗糙度低,达到了纳米器件对表面精度的要求。     

反胶束溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2

以石油醚为溶剂,用反胶束溶胶-凝胶法合成稳定的反胶束纳米TiO2溶胶,考察影响反胶束纳米TiO2溶胶稳定性的因素,得到稳定性较好、颗粒小、粒径分布较窄的纳米TiO2粒子。实验结果表明,采用非离子表面活性剂Span85失水山梨醇三油酸酯/Tween80聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯构成的反胶束,当溶水量(n(水)∶n(Span85/Tween80))等于0.1时,透明反胶束纳米TiO2溶胶室温稳定时间超过180d。透射电镜表征结果表明,纳米TiO2粒子的粒径为15～60nm,粒径分布较窄,粒子分布指数为1.19～1.29;X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱表征结果表明,TiO2粒子的结构为TiO2-x(OH)2x,TiO2粒子为表面具有一定数量钛羟基的水合TiO2。     

聚丙烯酸酯基有机-无机杂化材料的研究

综述了聚合物基有机-无机纳米杂化材料制备方法,包括溶胶-凝胶法、插层复合法、共混法、原位聚合法、纳米微粒原位生成法、微乳液聚合法等;较详细地介绍了聚丙烯酸酯基有机-无机杂化材料的研究,其中包括聚丙烯酸酯与二氧化硅复合,聚丙烯酸酯与二氧化钛复合,聚丙烯酸酯与层状纳米材料复合,聚丙烯酸酯与碳酸钙纳米粒子复合等方面的研究。     

透明纳米聚丙烯酸酯微胶乳的研究

为制得乳化剂含量低、固含量高的纳米级聚合物，采用自制的属于Gemini型的特殊表面活性剂KD-1进行聚丙烯酸酯微乳液的聚合研究。结果表明，只需用1．44％～2．15％（质量分数）的单一阴离子型乳化剂KD-1就可得到固含量为30％～45％（质量分数）的纳米级聚丙烯酸酯微乳液。讨论了乳化剂、固含量、反应温度等对微胶乳粒子大小的影响。提高乳化剂含量和反应温度及降低固含量有利于生成粒径小的微胶乳粒子。研究了乳液的流体力学行为以及共聚物的光学和力学性能。     

表面修饰剂存在下银纳米粒子的合成与表征

以双（2-乙基己基）琥珀酸酯磺酸钠（AOT）为表面活性剂，N，N-二甲基甲酰胺（DMF）为还原剂，硝酸银为原料，制备了银纳米粒子，研究了合成银纳米粒子较为合适的实验条件。采用紫外-可见分光光度计及透射电子显微镜对所合成的银纳米粒子的光学性质及形貌特征进行了表征。结果表明，表面活性剂AOT对银纳米微粒可以产生较好的表面修饰作用，得到银纳米粒子水溶胶的紫外-可见吸收光谱图中能够产生纳米银所具有的表面等离子态的特征吸收峰。透射电子显微镜的结果表明，球形银纳米微粒的尺寸在10-15nm范围内，且具有较好的尺寸分布。     

MS(M=Pb,Cd)/聚丙烯酸酯有机-无机纳米复合材料的制备及表征

以自制的高固含量的热固性聚丙烯酸酯为基质,以醋酸镉、醋酸铅、硫代乙酰胺等为原料,在丙酮甲醇溶液中,原位一步法合成MS(M=Pb,Cd)/聚丙烯酸酯有机-无机纳米复合材料。用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)对MS/聚丙烯酸酯纳米复合材料进行表征。研究结果表明,金属离子首先与聚合物的羧基络合,生成硫化物纳米微粒,聚合物又包覆在纳米微粒的表面形成保护层。     

可见光下亲水性TiO_2薄膜的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了具有可见光活性的掺氮TiO2薄膜,通过X射线衍射分析和原子力显微镜研究了其晶相组成、表面形貌及表面粗糙度;为确定氮的掺杂方式,用X射线光电子能谱对试样的表面态进行测试;并对掺氮TiO2薄膜亲水性的维持情况及在可见光照射下的亲水性恢复情况进行了研究。实验结果表明,掺氮TiO2薄膜的相组成为锐钛矿或锐钛矿与金红石的混合相,薄膜中大量的纳米微孔结构及尖锐的峰状突起增加了表面的粗糙度。掺入TiO2薄膜晶格中的氮原子显著地提高了薄膜在可见光照射下的亲水性。在无光照的条件下,掺氮TiO2薄膜的亲水性可维持20d以上;经可见光照射后,掺氮TiO2薄膜的亲水性能够恢复。     

可见下亲水性TiO2薄膜的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了具有可见光活性的掺氮TO2薄膜,通过X射线衍射分析和原子力显微镜研究了其晶相组成、表面形貌及表面粗糙度;为确定氮的掺杂方式,用X射线光电子能谱对试样的表面态进行测试;并对掺氮TiO2薄膜亲水性的维持情况及在可见光照射下的亲水性恢复情况进行了研究.实验结果表明,掺氮TiO2薄膜的相组成为锐钛矿或锐钛矿与金红石的混合相,薄膜中大量的纳米微孔结构及尖锐的峰状突起增加了表面的粗糙度.掺入TiO2薄膜晶格中的氮原子显著地提高了薄膜在可见光照射下的亲水性.在无光照的条件下,掺氮TiO2薄膜的亲水性可维持20 d以上;经可见光照射后,掺氮TiO2薄膜的亲水性能够恢复.     

硫化铜纳米粒子在层状液晶中的润滑性能

在层状液晶中原位合成出了10nm的硫化铜纳米粒子,用高速环／块磨损试验机考察了硫化铜纳米粒子在层状液晶中的润滑性能,并用X射线光电子能谱研究了其摩擦机理,结果表明,硫化铜纳米粒子能提高Triton X-100／C10H2OH／H2O体系层状液晶的润滑性能,在摩擦表面生成了化学反应膜。     

埃洛石纳米管负载氮掺杂二氧化钛的制备及其太阳光光催化性能

The N-doped TiO2-loaded halloysite nanotubes(N-Ti O2/HNTs) nanocomposites were prepared by using chemical vapor deposition method which was realized in autoclave. The photocatalytic activity of nanocomposites was evaluated by virtue of the decomposition of formaldehyde gas under solar-light irradiation. The XRD patterns verified that the anatase structured TiO2 was deposited on HNTs. The TEM images showed that the surface of HNTs was covered with nanosized TiO2 with a particle size of ca. 20 nm. The UV-vis spectra indicated that the N-Ti O2/HNTs presented a significant absorption band in the visible region between 400 nm and 600 nm. Under solar-light irradiation, the highest degradation rate of formaldehyde gas attained 90% after 100 min of solar-light irradiation. The combination of the photocatalytic property of TiO2 and the unique structure of halloysite would assert a promising perspective in degradation of organic pollutants.     

光敏化Ag/TiO_2催化剂的制备及其催化性能

采用溶胶-凝胶法和水热法制备了Ag/TiO2催化剂,并对该催化剂试样进行了XRD和TEM表征。表征结果显示,纳米Ag/TiO2催化剂颗粒的直径在5～20 nm之间,催化剂中Ag纳米颗粒包裹在TiO2颗粒内部。将Ag/TiO2催化剂在叶绿素提取液中浸泡24 h,制成光敏化Ag/TiO2催化剂。以Cr6+溶液为研究对象,分别在紫外光和可见光下考察了纳米TiO2、纳米Ag/TiO2、光敏化TiO2和光敏化Ag/TiO2催化剂的光催化性能。实验结果表明,与其他3种催化剂相比,光敏化Ag/TiO2催化剂光催化还原Cr6+的性能最好,特别是在可见光下,光敏化Ag/TiO2催化剂光催化还原Cr6+150 min后,Cr6+脱除率达到100.0%。     

Fe~(3+)掺杂纳米TiO_2催化剂光催化还原CO_2的性能

采用改良的溶胶-凝胶法制备了Fe3+掺杂纳米TiO2(简写为Fe-TiO2)催化剂,并用X射线衍射、高分辨透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、热重-差热分析等方法对其进行了表征。表征结果显示,Fe-TiO2催化剂的分散性好,平均粒径为9.37nm,比表面积为85.46m2/g;掺杂Fe3+不仅使TiO2的平均粒径减小,且有效抑制了TiO2的晶相转变,该催化剂保持单一的锐钛矿相结构。考察了Fe-TiO2催化剂光催化还原CO2的性能,实验结果表明,当Fe3+掺杂量为4.0%(相对于TiO2的质量分数)的Fe-TiO2催化剂用量1.0g/L、反应时间8h、CO2流量200mL/min、反应温度90℃、反应液中NaOH和Na2SO3的浓度均为0.10mol/L时,甲醇的产率高达308.76μmol/g(以每克催化剂上生成甲醇的物质的量计)。此外,对Fe-TiO2催化剂光催化还原CO2的机理进行了探讨。     

一种新型润滑油抗磨添加剂的研究Ⅱ. TiO2纳米粒子的表面修饰及摩擦磨损性能评定

用硬脂酸和己二酸对溶胶－凝胶－超临界干燥法制备的TiO2纳米粒子进行表面改性，不仅解决了TiO2纳米粒子在有机介质中的分散性问题，而且由于表面修饰层的存在，控制了纳米粒子的进一步长大和团聚，在四球摩擦试验机上考察了表面改性纳米粒子的摩擦学性质，结果表明，脂肪酸修饰的TiO2纳米粒子具有突出的减小磨损的性能，承载能力明显优于T202。     

超声法制备介孔TiO2及组合技术脱硫

 以钛酸丁酯为钛源、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂,在超声波强化作用下制备介孔TiO₂,并采用XRD、FT-IR、TG-DTA、UV-Vis、TEM和EDX分析手段对所得样品进行表征,以苯并噻吩为模型化合物,考察其光催化氧化脱硫性能。结果表明,在450℃下焙烧2 h、n(TiO₂)/n(CTAB)=1/0.04的条件下,可得到球形粒子状、颗粒分布均匀、紫外光吸收边为387 nm、禁带宽度为3.32 eV、晶粒粒径6.93 nm、平均孔径3.21 nm、比表面积147.134 m²/g、孔容0.259 cm³/g的锐钛矿型介孔TiO₂。在催化剂用量15 mg、H₂O₂作为氧化剂、n_S/n_O=1/200、萃取剂甲醇5 mL、吸附时间40 min、20℃反应3 h的条件下,对5 mL苯并噻吩石油醚溶液的脱硫率为98.62%。     

超声光催化降解含活性艳红X-3B废水的研究

采用超声辅助光催化氧化法（US／UV／Ti02）对活性艳红X-3B模拟废水进行降解处理。考察了降解条件对活性艳红X-3B废水处理效果的影响,确定了处理50mg/L活性艳红X-3B染料废水的最佳条件：催化剂TiO2用量0．5g／L、H2O2投加量1．98mL／L、废水pH值为9、曝气量0．8L／min,在此条件下,光照60min,活性艳红X-3B降解率可达98．3％。与单一光催化氧化法（UV／TiO2）相比,US／UV／TiO2降解效果具有明显优势,说明超声和光催化具有很强的协同效应。     

表面修饰的TiO2纳米颗粒——一种高效的润滑脂抗磨减摩添加剂

利用12-羟基硬脂酸对TiO2表面进行化学修饰制备了表面修饰的TiO2纳米颗粒,其平均粒径为30nm。钛酸四丁酯与12-羟基硬脂酸的最佳比例为1/0.5。利用FTIR、DSC、TGA和XRD测试验证了12-羟基硬脂酸和TiO2核心之间的结合。加入表面修饰TiO2纳米颗粒的润滑脂具有优异的抗磨减摩性能,与未加入TiO2纳米颗粒的润滑脂相比,其PB值增加了52%,摩擦系数降低了33%,同时磨斑直径减少了25%。     

小粒径锐钛矿/金红石混相TiO2的可控合成及光催化性能研究

本文利用水热法成功合成了小粒径（~ 5 nm）锐钛矿/金红石混相TiO2,通过XRD,TEM表征研究了水热反应前的熟化温度和熟化时间对TiO2的晶相、相组成和颗粒尺寸的影响。我们发现通过简单地改变熟化温度及时间能够可控调节样品中锐钛矿与金红石的含量。更重要的是,合成的混相TiO2样品中,锐钛矿与金红石的粒径都很小。以对罗丹明B的光催化降解为目标反应,评价混相TiO2粉体的光催化活性。通过表面光电压谱的分析可以发现,TiO2样品中锐钛矿与金红石异相结的形成增强了光生电子与空穴的分离效率,从而使混相样品的光催化活性明显优于纯相锐钛矿。此外,我们发现,锐钛矿含量为83%、金红石含量17%的TiO2样品展现了最高的光催化活性。     

有机硅-丙烯酸酯-环氧树脂杂化材料的合成及性能

采用自由基溶液共聚和溶胶-凝胶法制备了有机硅-丙烯酸酯-环氧树脂杂化材料(简称杂化材料),探讨了杂化材料的室温固化机理,对杂化材料的结构、光学性能和热稳定性进行了研究。将该杂化材料用于成都金沙土遗址土样的加固实验,实验结果表明,当正硅酸乙酯(TEOS)的质量分数为15%和25%时,杂化材料中无机相SiO2的平均粒径分别为36nm和45nm,且分散均匀。傅里叶变换红外光谱表征结果显示,杂化材料中的有机相和无机相之间以化学键相连接;随TEOS含量的增加,杂化材料在可见光区的透光率有所降低,但起始分解温度和最大失重速率温度、耐光老化性相应提高。扫描电子显微镜表征结果显示,该杂化材料有效地填补了土中的孔洞,降低了孔隙率,起到了支撑的作用。