SiO_2/TiO_2复合材料的制备及其光催化性能

首先以P123(EO_(20)PO_(70)EO_(20))和PEG(聚乙二醇)为复合模板,制备了短棒状介孔SiO_2,然后采用电子转移催化剂再生-原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)方法对其进行改性。以改性后的SiO_2为模板,以钛酸四丁酯(TBT)为钛源,制备了带有TiO_2壳的短棒状介孔SiO_2/TiO_2光催化剂复合材料。采用热重分析(TGA)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)、比表面和空隙分析仪对其进行了表征,通过甲基橙光降解反应研究了其光催化性能。结果表明:亲水性聚合物成功改性介孔SiO_2;锐钛矿相的TiO_2纳米粒子均匀分散在SiO_2表面;制得的SiO_2/TiO_2复合材料具有双峰孔结构;在可见光照射下,4.5 h后对甲基橙的降解率最高可达到99.5%,具有较高的光催化效率。     

介孔TiO2负载纳米铁催化剂的制备及降解特性

以聚乙二醇4000(PEG-4000)为致孔剂,采用溶胶-凝胶法制备出了光催化活性高的锐钛矿型介孔Ti O2;以制备的介孔Ti O2为载体,采用液相还原法,在介孔Ti O2孔道及表面原位生成纳米铁以制备出介孔Ti O2负载纳米铁催化剂,并用XRD、BET进行了表征.以酸性红B染料为降解对象,研究了不同煅烧温度对介孔Ti O2光催化性能的影响.通过介孔Ti O2负载纳米铁催化剂与等当量的介孔Ti O2、纳米铁以及介孔Ti O2-纳米铁机械混合的光催化降解实验的比较,结果表明:该复合催化剂的光催化降解效率远高于介孔Ti O2、纳米铁以及介孔Ti O2-纳米铁机械混合催化剂的降解效率,20,min就可以使酸性红B的降解率达到85%.     

介孔TiO_2负载纳米铁催化剂的制备及降解特性

以聚乙二醇4000(PEG-4000)为致孔剂,采用溶胶-凝胶法制备出了光催化活性高的锐钛矿型介孔Ti O2;以制备的介孔Ti O2为载体,采用液相还原法,在介孔Ti O2孔道及表面原位生成纳米铁以制备出介孔Ti O2负载纳米铁催化剂,并用XRD、BET进行了表征.以酸性红B染料为降解对象,研究了不同煅烧温度对介孔Ti O2光催化性能的影响.通过介孔Ti O2负载纳米铁催化剂与等当量的介孔Ti O2、纳米铁以及介孔Ti O2-纳米铁机械混合的光催化降解实验的比较,结果表明:该复合催化剂的光催化降解效率远高于介孔Ti O2、纳米铁以及介孔Ti O2-纳米铁机械混合催化剂的降解效率,20,min就可以使酸性红B的降解率达到85%.     

TiO_2-石墨烯电极光电催化处理罗丹明B的研究

通过溶胶凝胶法制备介孔TiO_2-石墨烯复合薄膜,对该薄膜做扫描电镜,紫外-可见漫发射透射光谱,X-射线光谱等表征.结果表明:制备的介孔TiO_2-石墨烯复合薄膜中TiO_2以锐钛矿晶型存在,石墨烯的掺杂使其对光的吸收增强.对该薄膜的光电流密度测试结果表明石墨烯掺杂后光电流密度显著提高.在光电催化降解罗丹明B的实验中,由于掺杂其中的石墨烯起到了分离光生电子和空穴的作用,与单纯的介孔TiO_2薄膜相比,反应动力学常数提高了1. 6倍.     

溶胶凝胶法制备TiO_2-Ag的介孔微球及其抗菌性能研究

以钛酸丁酯和硝酸银分别作为钛源、银源,聚乙二醇系为扩孔剂,采用溶胶凝胶法制备TiO_2-Ag介孔微球。通过调节煅烧温度优化煅烧工艺,并通过热场发射扫描电子显微镜(EDS/EBSD)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)及比表面积及孔体积测量仪(BET)等对所得产物的形貌、晶体结构、化学组成和比表面积等进行分析。采用震荡法来评定TiO_2-Ag介孔微球的抗菌性。研究表明:采用溶胶凝胶法制备的TiO_2-Ag介孔微球,其Ag粒子在TiO_2表面均匀分布;在煅烧温度为500℃下添加扩孔剂,能有效提高TiO_2-Ag介孔微球的比表面积,增大TiO_2-Ag吸附能力;TiO_2-Ag介孔微球具有良好的抗菌性能。     

ZrO2 与TiO2 介孔薄膜对碳基介孔型钙钛矿太阳能电池的 性能影响

通过旋涂ZrO_2与TiO_2混合浆料,制备钙钛矿太阳能电池介孔层。以孔径较大的ZrO_2/TiO_2混合介孔薄膜(MIX)为基底制备了晶粒较大的甲胺铅碘(MAPbI3)钙钛矿光吸收层。以致密TiO_2薄膜为电子传输层,石墨/碳黑为对电极,制备了钙钛矿太阳能电池。比较了ZrO_2单层介孔、Ti O2单层薄膜、TiO_2+ZrO_2双层介孔与ZrO_2/TiO_2单层混合介孔的钙钛矿太阳能电池的性能。结果表明,用MIX制备的钙钛矿太阳能电池表现出最高的光电转换效率(PCE)和良好的长期稳定性。     

介孔TiO2的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为先驱体,冰醋酸为螯合剂,利用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备出介孔纳米TiO2光催化剂。采用X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),N2吸附-解吸BET技术对其组织结构进行表征,以甲基橙为降解物测定介孔TiO2光催化剂的光催化性能,并研究了不同温度下TiO2的相变及对光催化性能的影响。结果表明:溶胶-凝胶法制备的纳米介孔TiO2经500℃热处理后完全转变为锐钛矿结构,晶粒尺寸约33 nm,比表面积达到95.339 m2/g,孔容0.095 cm3/g,孔径约11 nm。介孔TiO2光催化剂的最佳热处理温度是500℃,此时甲基橙的降解率最高,可达90%。     

介孔SnO_2纳米材料的制备及酒精气敏特性研究

为了探究新型气敏材料的制备方法,降低普通气敏材料的工作温度及生产能耗与成本,文中采用分子模板法,以非离子表面活性剂十二胺和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为模板,结合水热法合成孔径尺寸为5~6nm的介孔SnO2纳米结构材料.通过广角度和小角度X射线衍射及透射电子显微镜等方法对产物进行表征,用CGS-1TP智能分析气敏系统上进行气敏性能各项参数的测定.以所制备的纳米SnO2为气敏材料,对0.1×10-4~2×10-4的酒精进行了气敏测试.测试结果表明:介孔SnO2纳米材料在工作温度为152℃(普通温度为400℃)时,对2×10-1‰酒精的最大灵敏度为312,为普通SnO2纳米材料的5~10倍,响应时间为16s,大大降低了气敏元件的工作温度﹑响应时间和灵敏度.表明所制备的具有介孔形貌的SnO2纳米材料对酒精的气敏性能良好,相比普通的气敏材料具有大规模﹑低成本和低能耗的优势,在酒精的生产与监测方面具有良好的应用前景.     

介孔二氧化钛微球的制备

以F127(PEO_(106)PPO_(70)PEO_(106))为模板剂,甲酸,质量分数为36%的盐酸,钛酸四丁酯为前驱体,通过溶剂挥发法制备了TiO_2纳米粒子。对纳米粒子的晶型、形貌以及孔径尺寸等进行了表征。结果表明,制备的TiO_2为锐钛矿型,具有介孔的球型结构,微球直径20~40nm,分散性良好,而且随着模板剂F127的用量增加,其孔径和比表面积都有所增加;当F127、甲酸、盐酸和TBOT用量分别是2.0g、1.97、2.03和3.40mL时,制备的介孔TiO_2纳米微球的平均孔径达12.94nm,比表面积达100.03m~2/g。     

不锈钢纤维毡负载TiO_2的制备及其光催化降解染料研究

以L316不锈钢纤维毡为载体,制备负载型纳米TiO_2光催化剂。采用罗丹明B为模拟染料进行光催化降解实验,研究负载方式、负载量、固定化温度、光照强度、染料初始浓度、染液pH值和无机盐(Na2SO4)等因素对其降解性能的影响。结果表明:粉体烧结法负载TiO_2的纤维毡光催化效果优于原位生成法;随着纤维毡上TiO_2负载量的增加,光催化活性增强,但负载量最终趋于平衡,平衡值约8mg/cm2;当固定化温度为450℃时,所制备的负载型TiO_2光催化剂活性最佳;随着紫外光照强度增加,染料初始浓度降低,染液pH值减小,染液中无机盐浓度降低,负载型纳米TiO_2光催化剂对罗丹明B的降解效果增强。     

介孔氧化铟纳米粒子的制备及其气敏性质

以介孔氧化硅KIT-6为硬模板制备了介孔氧化铟纳米粒子,并对其进行了X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、氮气物理吸附分析。介孔氧化铟纳米粒子具有高的结晶度和有序介观结构,其尺寸为100 nm左右,比表面积为82 m2/g,孔径为4.5 nm左右,孔体积为0.42cm3/g。气敏性能测试结果表明介孔氧化铟纳米粒子对乙醇具有较好的敏感度,优于体相的氧化铟颗粒,在乙醇气体检测方面有潜在的应用。     

纳米TiO_2/介孔ZSM-5协同过硫酸盐光催化降解硝基苯酚废水

以具有介孔结构的ZSM-5沸石分子筛负载纳米TiO2制备出性能良好的复合型催化材料.结合扫描电镜(SEM)、N2吸附-脱附等温线(BET/BJH模型)和X射线衍射进行表征,并将其协同过硫酸盐光催化降解硝基苯酚废水.结果表明:在pH为4.5,催化剂投加量为0.8g/L,,FeSO4为0.8g/L,Na2S2O8为1.6g/L,常温下反应240min,对硝基苯酚(50mg/L)去除率达到98.4%.     

杂化介孔二氧化硅溶胶的制备及表征

在室温、不同pH值条件下合成出纳米球形介孔二氧化硅溶胶。通过研究得出当pH=4时为最佳生产工艺,在pH=4条件下以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,利用正硅酸乙酯和硅烷偶联剂共水解制备了杂化介孔二氧化硅溶胶。运用激光纳米粒度仪、透射电镜、X射线衍射等测试方法对材料进行表征。结果表明:通过共水解溶胶-凝胶法成功合成了改性介孔二氧化硅溶胶,其粒径约为25 nm,具有规则的介孔结构和良好的分散性。     

纳米二氧化钛的制备及其电流变性能

利用水热法和水解法制备TiO_2纳米颗粒,通过改变表面活性剂的复配,研究了不同表面活性剂组合条件对纳米TiO_2形貌、结构和电流变性能的影响,将得到的二氧化钛纳米颗粒分别分散在硅油中得到了一系列的电流变液。采用X射线衍射仪,扫描电镜对纳米颗粒的表面形貌和结构进行了分析表征,采用流变仪对电流变液的电流变性能进行了测试。X射线图谱分析得知不同的制备方法得到的TiO_2纳米颗粒的晶型不同,在水热法和水解法两种制备方法中分别得到锐钛矿型结构和无定型结构的TiO_2纳米颗粒,并且,由水热法制备的纳米TiO_2电流变性能相比水解法总体上要好一些。     

介孔碳负载纳米晶二氧化锡复合超电容材料的电化学性能

利用介孔氧化硅分子筛SBA-15作为硬模板、蔗糖作为碳源制备介孔碳CMK-3,并用浸渍法负载纳米晶二氧化锡得到复合超电容材料CMK-3-SnO2.通过循环伏安、计时电位及循环充放电技术研究了复合材料的超电容性能,结果表明复合超电容材料显示出优异的电化学稳定性和理想的电容性质.     

负载纳米TiO2催化光降解有机农药对氧磷

研究了废弃的ITO玻璃上负载纳米TiO_2催化光降解水溶液中的对氧成(paraoxon)的效率及其主要影响因素。实验结果表明,用5.0ml异丙酸氢钛制作的负载纳米TiO_2的ITO玻璃,在循环流动体系中,在溶液pH值为10时,用25—瓦的中压汞灯照射0.001M对氧磷溶液15分钟,对氧磷的降解率可达87.5％。     

纳米复合水性涂层的防腐蚀性能研究

以孔内、外均带有表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的纳米介孔二氧化钛(Ti O2)为基础填料,制备纳米复合水性涂层.通过电化学阻抗谱(EIS)、模拟盐雾实验、附着力测试等进行研究.测试结果表明:加入不同添加量的带有模板剂的纳米介孔二氧化钛的水性涂层,其防腐蚀性能不同,其中带有表面活性剂的纳米介孔二氧化钛质量分数为0.5%时,水性涂层的防腐蚀性能表现最佳.     

C-TiO2复合催化剂的制备及其表征

以大孔-介孔炭材料为催化剂载体,用溶胶-凝胶法合成制备复合光催化剂C-TiO2,并分别用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、UV-Vis漫反射光谱(DRS)对其物性进行表征;采用该复合催化剂降解甲基橙溶液评价其光催化效果.结果表明:C-TiO2复合材料不是简单的物理负载,而是在合成制备及高温煅烧后,在载体与催化剂的界面处发生了化学键合;与P25-TiO2相比,该复合催化剂催化效果显著提高.     

SiO_2含量对TiO_2/SiO_2吸附性能与光催化活性影响研究

采用溶胶凝胶法制备不同SiO_2摩尔含量的TiO_2/SiO_2复合光催化剂,以亚甲基蓝(MB)的物理吸附降解与光催化降解为探针反应,分别评价了TiO_2/SiO_2复合光催化剂的物理吸附性能和光催化性能,并采用XRD、BET对样品结果进行了表征。结果表明,适量的SiO_2引入可改善光催化剂的孔结构,一定程度上提高材料物理吸附能力,有效提高光催化性能,对亚甲基蓝的光降解率可达76%;而过高的SiO_2引入可显著提高材料的比表面积,平均孔径相对较小,但抑制TiO_2的结晶,晶型表现为无定型结构,对亚甲基蓝的降解主要表现为物理吸附降解而无光催化作用。     

TiO_2/ZnO复合纳米粒子的制备及其紫外屏蔽性能

为了探究纳米粒子的紫外屏蔽性能,以TiOSO_4、ZnCl_2为原料,以NH_3·H_2O为调节剂,以PEG 400为分散剂,采用超声沉淀法,在不同煅烧温度、煅烧时间条件下制备了纳米TiO_2、ZnO以及TiO_2/ZnO材料;采用FT-IR、XRD、XPS、UV等方法对纳米粒子进行了表征,考察纳米粒子的紫外屏蔽性能.表征结果显示:当纳米TiO_2粒子在800℃下煅烧4 h、纳米ZnO粒子在500℃下煅烧4 h时,其紫外屏蔽性能最佳;TiO_2/ZnO复合粉体相对于单一纳米TiO_2、ZnO粒子屏蔽紫外线的能力更强.