改性纳米TiO2/PTFE复合氟碳防污闪涂层的制备及其性能

为防止输电线路上污闪事故的发生,以氟碳树脂(FEVE)为成膜剂,以改性纳米TiO2和聚四氟乙烯(PTFE)微粉为复合填料,制备了一种新型的有自清洁效应的纳米TiO2/PTFE复合氟碳防污闪涂料.采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征纳米TiO2改性前后的结构,通过扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、接触角测量仪对复合氟碳防污闪涂层表面的微观结构及疏水性进行了分析,对涂层表面的光催化自清洁性和疏水性保持机制进行了深入探讨.结果表明:改性纳米TiO2和PTFE通过化学键合作用在复合氟碳防污闪涂层表面构建了微纳复合粗糙结构,与水静态接触角达134°,涂层不仅具有优良的理化、电气绝缘性能,而且还具有有效的自清洁功能和疏水性保持性能.     

纳米TiO_2的表面改性及MF/纳米TiO_2复合树脂的制备

采用硅烷偶联剂KH550对纳米TiO2进行表面改性,将改性纳米TiO2与三聚氰胺甲醛树脂(MF)混合,制备MF/纳米TiO2复合树脂。红外分析表明偶联剂成功接枝于纳米TiO2表面;热失重分析得出表面改性的最佳工艺为:改性剂的添加量2%,改性温度70℃,改性时间120min;透射电镜分析表明纳米TiO2的表面改性提高了其在有机溶剂中的分散性;研究TiO2添加量对MF/纳米TiO2复合树脂的粘度、固化时间、固化温度和抗菌性的影响,结果表明TiO2的添加对树脂固化时间和固化温度影响很小,但能显著提高材料的粘度和抗菌性能。     

聚苯胺/TiO_2纳米复合膜的制备及表征

利用溶胶-凝胶法和浸渍-提拉法于载玻片表面沉积了TiO2纳米薄膜,然后通过化学氧化法得到了聚苯胺/TiO2纳米复合膜。借助XRD、AFM、UV-Vis、XPS等方法对复合膜进行了表征。结果表明,所得TiO2薄膜由规则立方体外形的纳米TiO2组成,颗粒直径为20nm。包覆后所得聚苯胺/TiO2复合膜由不规则球形颗粒组成,颗粒直径增大为35nm。薄膜的UV-Vis光谱分析表明,聚苯胺/TiO2复合膜的吸收带边约为390nm,对可见光的吸收显著增强。XPS分析结果表明,复合膜中N+/N之比高达0.63,高于块体聚苯胺的0.57和理想的本征态盐中的0.5,表明掺杂程度高。     

TiO2纳米复合氟碳涂料的性能

为了提高氟碳涂料的性能,采用硅烷偶联剂KH-550对纳米TiO2进行表面改性,再添加于氟碳涂料制成TiO2纳米复合氟碳涂料,在马口铁上涂膜.采用红外光谱、透射电镜(TEM)及沉降试验对纳米TiO2的改性效果进行评价,通过自清洁测试、接触角测量仪、色差仪和电化学测量系统分别对未添加TiO2的氟碳涂料涂膜和TiO2纳米复合氟碳涂料涂膜的自清洁性能、疏水性能、抗紫外性能及耐腐蚀性能进行了表征.结果表明:改性后的纳米TiO2分散性好,制得的TiO2纳米复合涂料涂膜具有较好的自清洁、疏水、抗紫外老化、耐腐蚀等性能,比未添加TiO2的氟碳涂料涂膜的有较大改善;且添加纳米TiO2并未影响涂膜的硬度、附着力、耐冲击、耐水、耐酸碱等性能.     

TiO_2纳米颗粒/纳米棒阵列复合薄膜的制备及其光电催化性能

以金属钛箔为钛源,采用双氧水和盐酸体系,通过水热法制备合成TiO2纳米棒阵列薄膜,并通过调节双氧水和盐酸的用量,调控TiO2纳米棒阵列薄膜的微观形貌和物相构成。结合溶剂挥发自组装法将TiO2纳米颗粒引入纳米棒阵列中,得到复合型TiO2光催化剂。以亚甲基蓝为模拟污染物,考察TiO2复合薄膜的光催化活性。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)测试对TiO2复合薄膜的物相和表面形貌等进行了表征,并采用电化学交流阻抗法(EIS)分析其表面电荷转移特性。TiO2纳米颗粒/纳米棒阵列复合薄膜在光电协同条件下,展示出高的光电催化活性。     

两步水热法制备还原氧化石墨烯/纳米TiO_2复合材料及其光催化性能

为研究由还原氧化石墨烯(RGO)和具有高活性晶面的TiO_2组成的复合材料的制备方法及其光催化性能,首先采用两步水热法制备了RGO/纳米TiO_2复合材料:第1步为合成暴露高活性晶面的纳米TiO_2;第2步为将合成的纳米TiO_2与氧化石墨烯(GO)复合,形成RGO/纳米TiO_2复合材料。然后,利用XRD、SEM、X射线光电子能谱仪和紫外-可见漫反射光谱等手段对制备的暴露不同晶面的纳米TiO_2和RGO/纳米TiO_2复合材料进行了表征,评价了其光催化性能。结果表明:在水热法的第1步中,通过调节HF的浓度能可控制备出具有高活性的(001)和(101)晶面的纳米TiO_2,氟原子在纳米TiO_2中以物理吸附态和化学结合态这2种形态存在;在第2步后,GO与纳米TiO_2复合形成RGO/纳米TiO_2复合材料,同时在此过程中GO被转化成RGO。在紫外光照射下,两步水热法合成的RGO/纳米TiO_2复合材料具有很好的光催化性能,明显优于商用TiO_2(P25)和纳米TiO_2的。RGO/纳米TiO_2复合材料的光催化性能有明显的提高,RGO和TiO_2暴露的晶面对光催化活性有影响。     

纳米TiO_2的浆料的制备及其在水性防腐涂料中的应用

通过氢氧化铝Al(OH)3和十二烷基硫酸钠(SDS)对纳米TiO2的表面进行包覆和改性处理,以提高纳米TiO2水性浆料的分散性。经SDS对表面包覆Al(OH)3的纳米TiO2进行改性后,制成的浆料平均粒径为82nm、储存稳定性达50d以上。将纳米TiO2浆料加入到防腐涂料中,涂料的各种性能均有提高,且在纳米TiO2的添加量为2‰时,涂膜的综合性能最好。     

纳米SiO2/有机硅改性水性聚氨酯复合材料的制备及性能

为了改善水性聚氨酯（WPU）耐水性差和表面性能差等缺陷,将有机硅和纳米SiO₂同时引入到WPU中,首先通过自乳化法制备了WPU和有机硅改性水性聚氨酯（SWPU）。然后采用超声共混法将纳米SiO₂粒子加入到SWPU中,制备了纳米SiO₂/SWPU复合材料。最后,采用FTIR和SEM对WPU、SWPU和纳米SiO₂/SWPU的结构进行了表征,通过接触角、吸水率及抗拉力学性能测试分析了WPU、SWPU和纳米SiO₂/SWPU的疏水性能及抗拉力学性能。结果表明：纳米SiO₂已被成功引入到SWPU中;纳米SiO₂含量较小（≤3wt%）时能够较均匀地分散在纳米SiO₂/SWPU胶膜中;当纳米SiO₂含量从0增大至5wt%时,纳米SiO₂/SWPU胶膜的吸水率降低了69%,拉伸强度从16.72 MPa增大至24.22 MPa,断裂伸长率从545%增至731%,表明纳米SiO₂的引入显著提高了SWPU胶膜的耐水性能和力学性能。     

MnO_2/TiO_2复合物电极的制备及超级电容性能

采用水热法在阳极氧化的TiO_2纳米管阵列上修饰MnO_2,制备MnO_2/TiO_2复合物电极,并组装为对称超级电容器。利用FESEM、TEM、XPS和电化学工作站对样品的表面形貌、元素价态和电化学性能进行表征。结果表明:MnO_2以纳米颗粒形态均匀分布在TiO_2纳米管阵列管口和内部,充放电电流密度在1A/g下时,比电容为429.3F/g,经5 000次循环后的电容保持率为82.4%。MnO_2/TiO_2对称超级电容器在电流密度5A/g下充放电比电容为39.9F/g,经5 000次循环后的电容保持率为91.5%;功率密度400 W/kg下,能量密度为18.98 Wh/kg。阳极氧化的TiO_2纳米管阵列既可做MnO_2的载体,基底Ti又可做集流体,减轻了超级电容器的质量,为制备超级电容器提供了一种思路。     

硬脂酸法制备纳米TiO_2及微结构控制

采用硬脂酸法制备了不同掺杂量的ＴｉＯ２纳米晶．通过ＦＴＩＲ、ＸＲＤ和ＴＥＭ等实验手段对所得纳米ＴｉＯ２进行分析和表征,并对反应历程进行了初步探讨．实验结果表明,利用硬脂酸法,金红石型ＴｉＯ２能在５００℃获得,掺杂Ｎａ＋和Ｋ＋后则得到锐钛矿型ＴｉＯ２,且随着掺杂量的增加,ＴｉＯ２的粒径减小．     

纳米Ni粒子/PTFE复合磁性膜的制备及表征

采用双向膜相扩散控制原位化学沉积方法,在聚四氟乙烯(PTFE)膜孔道中及膜面上原位化学沉积、生长磁性纳米Ni粒子,制得纳米Ni粒子/聚合物磁性复合膜.探讨了制备条件对复合膜磁性能的影响,并用XRD和SEM等手段对磁性复合膜的结构、组成进行了表征.结果表明,复合膜膜孔中及膜表面上均有纳米级Ni粒子生成,且膜孔中的Ni粒子对复合膜磁性能具有显著影响.     

纳米TiO2制备技术及其在光催化领域中的应用

纳米TiO2是一种高效节能的光催化功能材料,其制备与应用在当代越来越受到重视.分析了目前纳米TiO2的生产特点及不足,着重介绍了液相法生产纳米TiO2的制备工艺及特点,阐述了纳米TiO2光催化技术在环保领域中的广泛应用,提出了今后纳米TiO2的研究方向,并指出了纳米TiO2光催化技术在实际应用中存在的问题和研究焦点,展望了纳米TiO2光催化技术今后的发展方向.     

PEEK与纳米TiO_2填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

采用高速机械搅拌的方式充分混合原料,然后用模具将混合好的材料冷压成型,再通过一定的烧结程序制备不同体积含量的聚醚醚酮(PEEK)和纳米TiO2协同填充改性的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料试样。利用MRH-3摩擦磨损实验机在不同实验条件下对试样进行摩擦学性能的测试。磨损后用QuantaFEG450扫描电镜对钢环表面的摩擦形貌进行观察与分析。实验结果表明,填充PEEK可大幅降低PTFE复合材料的体积磨损率,但复合材料的摩擦系数却随PEEK含量的增加而表现出逐渐上升的趋势。用不同含量的纳米TiO2填充10%PEEK/PTFE,摩擦系数和体积磨损率都表现出随纳米TiO2含量的增加而逐步上升的趋势,其中2%Nana-TiO2/10%PEEK/PTFE复合材料的摩擦系数和体积磨损率最小。当滑动速度和载荷分别超过2m/s和200N后对复合材料的磨损率有显著地影响,而环境温度在25~120℃范围内变化对磨损率和摩擦系数的影响均不明显。     

纳米TiO2的修饰改性

详细介绍了用贵金属沉积、有机染料敏化、过渡离子掺杂、半导体耦合等方法对纳米TiO2进行修饰改性的研究现状，展望了纳米TiO2的光催化应用前景，指出了存在的问题和今后的研制方向。     

环氧树脂／纳米TiO2复合材料的制备与性能研究

以纳米TiO2和聚苯胺包覆纳米TiO2后的颗粒作为增强组分，通过溶液共混法制备环氧树脂基纳米复合材料。IR结果表明，纳米TiO2颗粒表面舜口聚苯胺之间存在强烈的相互作用：这种包覆后的纳米粒子作为填料，能提高其与基体环氧树脂的界面相容性，使其能均匀地分散在环氧树脂基体中，在添加量为3％（质量分数，下同）时，拉伸强度比纯的环氧树脂提高了39．3％。     

Ce/ TiO2纳米复合粉体的制备及其性能评价

以锐钛矿型纳米TiO2和硫酸铈为主要原料，采用浸渍法制备了Ce／TiO2纳米复合材料。采用滴定法研究TiO2对Ce^4＋的吸附，结果表明，在pH值为2-7的范围内TiO2对铈离子的吸附量接近100％。采用X射线衍射（XRD）进行物相结构分析，发现在700℃下焙烧仍保持锐钛型结构，而在800℃下焙烧出现了金红石型TiO2和CeO2，说明铈离子的存在减缓了TiO2的晶型转变。最后以甲基橙为目标降解物评价了Ce^4＋／TiO2复合粉体的光催化反应活性。     

锌沸石-Ce/TiO2抗菌材料的制备及其性能研究

以纳米锐钛矿型TiO2粉体作为主要原料,锌沸石作为载体,铈离子为掺杂离子,采用浸渍法制备锌沸石-Ce/TiO2抗菌材料,运用抑菌圈法对其抗菌性能进行评价,用紫外光谱对比纯纳米TiO2抗菌材料和锌沸石-Ce/TiO2抗菌材料的光催化效果。结果表明,纳米TiO2与硝酸铈的物质的量比为40∶1、反应时间为0.5h、焙烧温度为300℃、pH=3条件下抗菌性能最佳,抑菌圈直径达到34.63mm。锌沸石-Ce/TiO2抗菌材料样品对于大肠杆菌具有明显的抑杀效果。     

大尺寸仿生微结构表面防污涂层制备及性能研究

鲨鱼、海豚等海洋生物的表皮结构具有防污功能,猪笼草的口缘区具有液膜单向传递特征,这些表面结构形貌可为船舶涂层的防污和减阻设计提供重要依据。根据鲨鱼皮表面肋条状结构、猪笼草口缘区单向沟槽和弧形结构,设计简化单向V型沟槽微结构形貌,并结合CFD模拟计算分析V型沟槽减阻性能,确定了仿生微结构的形貌及尺寸。利用皮秒激光刻蚀技术,在铝合金基材表面刻蚀微结构形貌模板,然后在未完全固化的防污涂层表面压印,通过对软/硬模板、固化时间、压印压强等工艺条件参数的考察及优化,制备出较大尺寸的仿生微结构表面涂层。使用三维形貌测试仪、接触角测试仪等表征仿生微结构涂层表面,并进行多海域实海浸泡性能实验。结果显示,该仿生涂层表面微沟槽间距为90.8 μm,深度为60.3 μm,其表面接触角为121.7°,微结构形貌均匀,具有良好的实海防污性能。     

TiO_2-GO的制备及TiO_2-GO/环氧树脂涂层的抗腐蚀性能

为了提高环氧树脂涂层的抗腐蚀性能,首先,利用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO)。然后,将3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性纳米TiO2负载在GO表面,制备了改性纳米TiO2与GO的复合颗粒(TiO2-GO),通过FTIR、XRD和SEM对TiO2-GO进行了表征。最后,将TiO2-GO分散于环氧树脂中,分别制备出TiO2-GO含量为1wt%、2wt%和3wt%的TiO2-GO/环氧树脂涂层及纯环氧树脂涂层,通过SEM观察了涂层断面形貌,利用电化学工作站和高温高压抗腐蚀测试表征了涂层的防腐蚀性能。结果表明:纳米TiO2通过化学键与GO结合在一起,将TiO2-GO分散于环氧树脂涂层中可以显著提高环氧树脂涂层的抗腐蚀性能。研究为通过添加GO的方法改善环氧树脂涂层的防腐性能提供了参考。     

纳米TiO2与炭纤维协同填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能

考察了不同含量的纳米二氧化钛对炭纤维/聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜、光学显微镜分析了磨损面、磨屑及对偶面转移膜形貌,并探讨了其磨损机理。结果表明,纳米TiO2与炭纤维能够很好地协同增强聚四氟乙烯,改变磨屑形成机理,有利于形成均匀致密的转移膜,明显提高CF/PTFE复合材料的耐磨性。当纳米TiO2含量为5%时,10?/PTFE复合材料表现出最佳的耐磨性,耐磨性又提高了2.77倍,而磨屑尺寸只有未加时的1/20。