电气石原位组装纳米TiO2降解甲基橙染料废水研究

本研究采用溶胶-凝胶法在天然铁电气石微粒表面原位组装纳米TiO2,实现天然电气石微粒对纳米TiO2固定和功能增强的双重目的.XRD结果表明,TiO2/电气石复合材料的主要物相组分是锐钛矿型TiO2,其原生颗粒尺寸为45.79nm.SEM显微形貌观察发现,纳米TiO2均匀地固定在天然铁电气石微粒表面.光催化实验表明,天然铁电气石可有效提高纳米TiO2的光催化活性,在一定条件下,甲基橙染料溶液的脱色率可达到100％.电气石含量为2％的复合材料光催化活性最高;甲基橙溶液初始浓度越小,光催化活性越高;复合光催化剂的最佳用量是3.0g·L-1.     

纳米TiO_2晶形对合成革用阴离子水性聚氨酯性能的影响

用纳米微粒直接分散法制备了纳米TiO2/水性聚氨酯复合膜,考察了纳米TiO2晶形(金红石型和锐钛矿型)对复合膜性能的影响。黏度分析表明,金红石型纳米TiO2增黏效果较好。粒径、SEM和AFM分析表明,添加纳米TiO2不影响聚氨酯乳液的稳定性,复合粒子仍然以纳米级存在,两种晶形的纳米TiO2均能均匀分散于复合膜中,并对复合膜表面的平整度无影响;接触角和卫生性能测试表明,两种晶形的复合膜都没有防水性,添加锐钛矿型纳米TiO2复合膜的卫生性能较好;机械性能和抗菌性测试表明,添加锐钛矿型纳米TiO2的复合膜具有更好的力学性能和抗菌性能。     

水热法制备电气石/TiO_2纳米管及光催化性能

采用溶胶–凝胶法和水热法相结合制备了直径为18.8nm,管径为4.7nm,管长数百纳米的锐钛矿型电气石/TiO2纳米管。研究了水热反应时间、煅烧温度和电气石的添加量对制备样品的相结构和形貌的影响,同时以甲基橙为目标降解物考察了电气石/TiO2纳米管的光催化性能。结果表明:水热处理后,经500℃煅烧可得到一维结构优良的锐钛矿型电气石/TiO2纳米管,并且电气石与TiO2以Ti―O―Si键结合,由于电气石具有永久电极性,与TiO2的协同作用可以有效提高纳米TiO2的光催化性能。当电气石含量为0.5%(质量分数),500℃下煅烧的样品,光照1h可达到最优降解率98.5%,比未经水热处理的纯纳米TiO2颗粒和经水热处理的纯纳米TiO2管分别提高了约44.9%和33.7%。     

纳米TiO2晶型对合成革用阴离子水性聚氨酯性能的影响

用纳米微粒直接分散法制备了纳米TiO2/水性聚氨酯复合膜,考察了纳米TiO2晶型（金红石型和锐钛矿型）对复合膜性能的影响。粘度分析表明：金红石型纳米TiO2增粘效果较好。粒径、SEM和AFM分析表明：添加纳米TiO2不影响聚氨酯乳液的稳定性,复合粒子仍然以纳米级存在,两种晶型的纳米TiO2均能均匀分散于复合膜中,并对复合膜表面的平整度无影响;接触角和卫生性能测试表明：两种晶型的复合膜都没有防水性,添加锐钛矿型纳米TiO2复合膜的卫生性能较好;机械性能和抗菌性测试表明：添加锐钛矿型纳米TiO2的复合膜具有更好的力学性能和抗菌性能。     

电气石/TiO2复合薄膜的显微结构及光催化活性研究

在钛溶胶制备过程中加入天然电气石微粉，制得含电气石的钛溶胶，然后在紫铜表面镀膜形成含电气石的TiO2复合薄膜。用SEM研究电气石／TiO2复合薄膜的显微结构特征；用光催化降解甲基橙实验研究电气石微粉对TiO2薄膜光催化活性的影响。结果表明：电气石微粉能均匀的分布在紫铜表面的TiO2薄膜中，且形成了以电气石为核心的TiO2微粒簇，其中TiO2微粒具有阶梯层状结构和表面纳米凸起。用紫外线照射3h后，与不含电气石的TiO2薄膜相比，含质量分数为0．54％电气石的TiO2单层和双层复合薄膜对甲基橙的光催化降解率可分别提高12．1％和28．6％。     

载体对TiO2/硅藻土中TiO2相变及晶粒生长的影响

以硅藻土为载体,采用水解沉淀法制备了纳米TiO2/硅藻土复合粉体,利用X射线粉末衍射和透射电镜对样品进行了表征和计算分析,并对负载在硅藻土载体上的TiO2晶型转变和晶粒生长规律进行了探讨.结果表明:硅藻土载体对TiO2/硅藻土复合粉体中的TiO2晶型转变和晶粒生长都有一定的阻碍作用,TiO2粉体的晶型转变温度为750℃左右,复合粉体中TiO2晶型转变温度为900℃左右;随温度的升高,TiO2粉体的晶粒生长速度比复合粉体中TiO2晶粒快;TiO2粉体的锐钛矿和金红石晶粒生长的表观活化能分别为18.04 kJ/mol和53.96 kJ/mol,复合粉体中TiO2的分别为20.04kJ/mol和117.89 kJ/mol.     

电气石对纳米二氧化钛结构及光催化性能的影响

以电气石粉为载体,TiCl4为前驱体,采用水解沉淀法在电气石表面负载纳米TiO2,制备纳米TiO2/电气石复合材料。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、能谱仪及光电子能谱仪对样品进行表征,以甲醛为目标降解物,考察电气石对纳米TiO2光催化性能的影响。结果表明:纳米TiO2负载在电气石表面后,其结构和性能发生了明显变化。经550℃煅烧,锐钛矿型的纳米TiO2晶粒由15.6nm降为9.3nm。TiO2/电气石复合材料中的O1s、Ti2p1/2和Ti2p3/2结合能比纯TiO2分别提高了1.35eV、1.32eV和1.27eV,而O1s和Si2p的结合能比电气石中分别降低了1.80eV和0.13eV。TiO2和TiO2/电气石复合材料在紫外灯下照射300min,甲醛去除率分别为73.3%和91.6%。     

纳米二氧化钛改性氟碳涂料

湖南大学余刚、胡波年和杨景花等人日前研究成功一种纳米二氧化钛改性氟碳涂料及其制备工艺，该涂料是将锐钛矿型纳米TiO2和金红石型纳米TiO2混合物添加到现有氟碳涂料中，添加比例为：锐钛矿型纳米TiO2和金红石型纳米TiO2混合物在氟碳涂料的重量比为1～4：100；而上述锐钛矿型纳米TiO2和金红石型纳米TiO2混合物中，锐钛矿型纳米TiO2和金红石型纳米TiO2二者重量配比为4：1。本发明还包括所述改性氟碳涂料的制备工艺及用于涂敷铝合金板材的前处理工艺。使用这种氟碳涂料涂装后的铝合金型材和板材具有良好的自清洁性能，耐沾污和耐洗刷性能，良好的耐候性、耐化学腐蚀性，防水防潮，质量轻、防震、隔声、隔热、色泽均匀、不开裂、不变形、不剥落、不褪色等特点。     

TiO2/电气石复合纤维的光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛源,纳米电气石粉体为原料,采用静电纺丝技术在500℃下获得TiO2/电气石复合纤维.利用同步热分析仪(DSC&TG)、X射线粉晶衍射仪(XRD)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱仪(EDS)、以及比表面积(BET)测试法对复合纤维的热失重、物相行为、显微形貌、成分组成和比表面积进行表征,并研究了TiO2/电气石复合纤维对亚基蓝溶液的光降解性能.结果表明:TiO2/电气石纤维直径为200 ～ 400 nm,并且含有一定量的珠粒,增加了纤维的比表面积.在室温下较纯TiO2纤维能够提高11％亚甲基蓝的降解量,是一种性能优良的光催化材料.     

磷酸铝添加量对纳米TiO_2光催化活性的影响

以磷酸铝为粘结剂,铝板为载体,利用粘结剂法和浸渍提拉法制备负载型纳米TiO2催化剂。探讨了光照时间和AlPO4添加量对TiO2光催化活性的影响,并对催化剂进行了SEM和XRD表征。结果表明:光照时间的延长有利于光催化反应;确定了AlPO4最佳添加量为20%,对应的亚甲基蓝降解率达到47.5%。XRD结果表明,纳米TiO2晶型为锐钛矿型,AlPO4的引入对TiO2的晶型结构不产生影响。     

微乳液-溶胶凝胶法制备TiO2纳米光催化剂及结构表征

在TX-100／正己烷／正己醇／水（pH-9）微乳液环境中进行溶胶凝胶过程制备纳米TiO2粉体。研究在微乳液环境中发生稳定的溶胶凝胶过程的操作条件,并采用XRD、TG—DSC、FTIR、SEM、BET等手段对煅烧前后的TiO2粉体材料进行了结掏表征;研究结果表明在合适的操作条件下,该方法可以制备出12-26nm范围内粒径分布窄,平均孔径为47．6nm,BET比表面积为70．51m2／g,单一的锐钛矿型TiO2纳米微粒。     

水热系统快速膨胀法制备纳米TiO2粉体

以硫酸钛水溶液为前驱物，尿素为沉淀剂，本文采用了一种新的方法一水热系统快速膨胀法制备了纳米TiO2粉体，利用XRD、TEM等测试手段研究了硫酸钛浓度、尿素浓度、膨胀前温度对粉体粒径的影响。结果表明：所制得粉体为锐钛矿型TiO2晶体，粒径为10纳米左右，并且分散良好。     

聚酰亚胺/纳米二氧化钛复合薄膜制备及表征

采用超声分散-原位聚合的方法,制备了不同纳米二氧化钛(TiO2)含量的聚酰亚胺(PI)/纳米TiO2复合薄膜,通过X射线衍射、紫外可见光谱分析、扫描电子显微镜、红外光谱对薄膜的形态结构及纳米颗粒在复合物中的分散性进行了表征分析.结果表明,纳米TiO2以球状微粒均匀分散在PI基体中,表观粒径约为300 nm(杂化包覆后的粒径),晶形仍为锐钛矿型;纳米TiO2粒子的引入,提高了PI薄膜对可见光的吸收.     

酯交换法制备二氧化钛及其表征

以钛酸四丁酯为原料,采用酯交换法制备纳米TiO2粉体。借助于X射线衍射,TG-DTG和场发射电子扫描显微镜等测试手段对制备的TiO2粉体的晶体类型及晶型转变进行表征。结果表明:焙烧温度对粉体晶体结构有显著影响,在500℃反应条件下制备的纳米TiO2为锐钛矿型,结晶完好,平均粒径为200nm,而530℃以后所得TiO2粉体含不同比例的金红石相。     

激光加热法制备TiO2和Pt/TiO2纳米颗粒

氧化钛(TiO2)纳米颗粒和金属／氧化钛(M／TiO2)复合纳米颗粒具有优异的物理和化学性质。实验用CO2连续激光直接加热法制备TiO2纳米颗粒和铂/氧化钛(Pt／TiO2)复台纳米颗粒．并用TEM．XRD．和HRTEM等技术对所制备的纳米颗粒进行了表征。用平均粒径为1．0μm的金红石相TiO2粉体压制成的细圆棒料为前驱物．制备的纳米TiO2颗粒呈球形，平均粒径约为30nm．96．2％为锐钛矿相。用TiO2/PtCl2混合物制成的细圆棒料为前驱物，制备的Pt／TiO2纳米复台颗粒平均粒径约为40nm，Pt颗粒被TiO2包裹，并和TiO2分离形成粒径为2～3nm的颗粒．复合粉体内的TiO2有95％以上属锐钛矿相。     

TiO2粉体的光谱特性与光催化性能的研究

通过X射线衍射、透射电镜、BET氮吸附比表面、漫反射光谱、荧光光谱等测试手段表征TiO2细粉和纳米TiO2粉的特性; 并通过降解甲基橙的光催化实验, 研究了TiO2粉体不同粒径、晶相与光催化效果的关系.锐钛矿相及锐钛矿和金红石的复合相粉体的半导体特性明显, 颗粒越小光催化的效果越好, 粒度＜15 nm的粉体光催化效率最高.     

TiO2界面光催化剂的制备及其催化性能研究

采用液相沉积法在纳米TiO2表面沉积SiO2形成SiO2-TiO2纳米复合微粒,然后用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对SiO2-TiO2微粒进行表面部分修饰,制备了两亲性TiO2界面光催化剂.采用XRD 、TEM、FT-IR和TG-DTA 等技术研究了所得样品的形态结构和包覆情况.结果表明,SiO2-TiO2复合微粒中TiO2呈锐钛矿型,且其表面均匀地包覆着一层SiO2膜,对SiO2-TiO2纳米复合微粒进行部分改性后,所得样品具有界面两亲性质,紫外光照射2 h后仍能够稳定地悬浮在油-水两相界面.以亚甲基蓝的光催化降解反应为模型反应,考察了TiO2界面光催化剂的催化性能,试验结果表明,在紫外光照射下,TiO2界面光催化剂对亚甲基蓝的脱色降解效果明显优于纯TiO2,反应2h后脱色率达到75%左右;并且TiO2界面光催化剂由于可以稳定悬浮于界面上而便于回收.     

Ti/Si复合纳米微粒光催化降解NO-2

采用溶胶-凝胶法制备出不同质量比的Ti/Si复合纳米粉末,并利用XRD、BET、XPS、UVvis等技术研究了Ti/Si复合微粒的表面结构形态变化,以及对污染物NO-2光催化降解的影响.研究表明,Ti/Si复合微粒的光催化活性明显高于TiO2微粒,并且m(Ti)m(Si)=21时催化降解NO-2最佳.TiO2微粒以锐钛矿相高度分散在SiO2网络中,粒径约为10nm,并与SiO2形成Si-O-Ti桥氧结构,提高了TiO2微晶的热稳定性,比表面积和表面缺陷.UV-Vis吸收光谱显示复合微粒的光谱吸收发生蓝移,有利于吸附降解污染物NO-2,所合成的Ti/Si复合纳米微粒是一种具有实用价值的新型光催化剂.     

UV-Vis光谱研究Al3+,Zn2+,Cu2+掺杂对TiO2薄膜光学禁带宽度的影响

通过采用溶胶一凝胶法制备了稳定的TiO2溶胶，在此基础上制备了Al^3＋，Zn^2＋，Cu^2＋等金属离子氧化物掺杂的复合TiO2薄膜。采用X射线衍射、紫外一可见分光光度计以及NKD-7000W薄膜分析系统对所得薄膜晶相组成、光学性质以及禁带宽度等进行了表征。结果表明，这些金属氧化物与TiO2的复合薄膜体系中，形成了单一的锐钛矿相TiO2，与纯TiO2薄膜相比，复合薄膜中TiO2纳米粒子平均尺寸在一定程度上减小了。同时，复合TiO2薄膜的光学透过率以及光学禁带宽度均随着添加量的增加而规律性变化。     

纳米锐钛矿型TiO_2的溶胶-凝胶法制备及其表征

以钛白粉厂价格低廉的偏钛酸为原料,采用溶胶 凝胶法,结合微乳化技术和共沸蒸馏的工艺路线,制备了纳米锐钛矿型TiO2粉体。用电镜(TEM)及X射线衍射(XRD)技术进行了表征。结果表明:TiO2结晶良好,分布均匀,无团聚现象。粒径为30～50nm。TiO2粉体为锐钛矿结构,质量分数达99%。