纳米晶TiO2的制备及其表面光电性能研究

采用均匀沉淀法制备了锐钛矿型和金红石型TiO2纳米晶.对其进行了透射电镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、场诱导表面光电压谱表征(FISPS).通过实验发现,不同晶型纳米TiO2的FISPS截然不同,这说明二者的表面性质有明显的差异.     

聚丙烯基纳米TiO2的表面改性

针对纳米二氧化钛(TiO2)颗粒粒径小、表面活性大、易团聚的问题,采用硅烷偶联剂KH-560对TiO2进行表面改性,并与聚丙烯树脂(PP)在双螺杆挤出机上熔融共混得到改性PP;通过FT-IR、TG、SEM等测试手段对改性纳米TiO2颗粒进行了表征,讨论了纳米TiO2的改性程度及其在PP中的分散性。结果表明:硅烷偶联剂已经成功的包覆在纳米TiO2的表面;同时在碱性环境下纳米TiO2表面包覆的有机物含量最多;当在碱性环境下表面改性的纳米TiO2为PP质量的3%时,在聚丙烯树脂中分散较均匀。     

表面改性纳米TiO2粒子杂化PI薄膜的制备与性能研究

采用硅烷偶联剂(γ-巯丙基三乙氧基硅烷)对纳米TiO2粒子进行表面处理,通过原位聚合和流延成膜法制备了不同TiO2含量的PI/TiO2杂化膜,研究了杂化膜的热性能、力学性能,并通过扫描电镜(SEM)和广角X衍射(WAXD)研究了杂化膜的微观形貌结构,同时也对杂化膜的接触角和介电常数(ε)进行了研究分析.结果表明,杂化膜较纯膜的热分解温度(T5％)降低,但平均热分解温度仍然高于520℃,且膜的尺寸稳定性得到了提高,即热膨胀系数( CTE)降低;表面形貌分析表明,1％～5％的表面改性纳米TiO2能较好地分散在PI膜里,杂化膜的介电常数(3.50左右)均高于纯膜的的介电常数(2.91),杂化膜的接触角随着TiO2含量的增加呈现先减少后增加的趋势.     

载银纳米TiO2表面改性对抗菌涂料性能的影响

以硅烷偶联剂(KH-570)对纳米TiO2/Ag+进行表面处理,对处理后的纳米TiO2/Ag+进行表征后证实,硅烷偶联剂以化学键的形式键合在纳米TiO2的表面。采用原位乳液聚合方法制得载银纳米TiO2/苯乙烯-丙烯酸酯复合乳液,TEM测试表明纳米TiO2被均匀地包覆在乳液中。采用该复合乳液为基料与各助剂等原料按一定比例配制成涂料,经性能测试后表明,与普通共混制得的涂料相比,该涂料的抗菌性能得到明显的提高,并且有很强的紫外光吸收性能。     

TiO2-VOx纳米复合膜制备及耐腐蚀性研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍提拉技术在316L不锈钢(316Lss)表面构筑纳米TiO2,TiO2/TiO2-VOx/TiO2复合膜,应用AFM和XRD表征膜的形貌及结构,并用光、电化学方法测试复合膜在0.5 mol/L NaCl溶液中暗态或紫外照射下的耐腐蚀性能,结果表明TiO2/TiO2-VOx/TiO2复合膜具有双重保护功能,即在紫外光照下可以起到光生阴极保护的作用,特别是当停止光照后,光生电位仍可维持在较低的电位长达6h以上;作为覆盖层纳米复合膜又可作为良好的阻挡层显著提高金属的耐腐蚀性.     

TiO2纳米带制备、表征及光催化性能

采用简单的水热反应以及后续的热处理,制备了大量的TiO2纳米带。通过XRD、SEM、TEM以及UV-Vis对产物进行表征和分析,并以甲基橙作为目标降解物,对退火后的产物进行了光催化性能测试。结果表明,所制备的样品在600℃热处理3h后,样品为锐钛矿相与TiO2(B)相的混晶相。退火以后,带的形态保持较好,带宽约60nm。室温下,所制备的混晶TiO2对甲基橙具有良好的紫外光降解能力,60min后降解度达96%。     

纳米TiO2填充改性PP的力学性能研究

为了进一步提高通用塑料PP (聚丙烯) 的力学性能,采用共混方法制备了经钛酸酯偶联剂NDZ-201处理的纳米TiO₂/PP复合材料,并通过对DSC熔融曲线的分析以及材料冲击破坏断口的形貌观察,研究了纳米TiO₂质量分数和钛酸酯NDZ-201用量对PP的增韧、增强效果的影响。试验结果表明:纳米TiO₂/PP复合材料的抗弯强度、抗弯模量和冲击强度随着纳米TiO₂含量的升高明显提高,当含量超过5% 时,力学性能增势趋缓,并且随着纳米粒子含量的增加力学性能出现下降的趋势;纳米TiO₂的加入提高了PP的结晶度,使PP结晶为较多细小的β晶,此外弥散分布的纳米TiO₂粒子显著增加了裂纹扩展阻力;在纳米TiO₂加入量一定的情况下,PP的力学性能与钛酸酯偶联剂NDZ-201用量呈近似抛物线的关系,当NDZ-201用量为2% 时对PP的增强增韧效果最显著。      

纳米TiO2改性水泥基混凝土复合材料的制备及性能研究

以纳米TiO₂为填料,通过调整纳米TiO₂的掺杂比例(0,2%,4%和6%)(质量分数),制备出了不同掺量的纳米TiO₂改性水泥基混凝土复合材料,对混凝土复合材料的力学性能、微观形貌和耐久性能等进行了分析。结果表明,随着纳米TiO₂掺杂含量的增加,混凝土复合材料的抗压强度和抗折强度均呈现出先升高后降低的趋势,孔隙率和磨损量表现出先降低后略微升高的趋势。当纳米TiO₂的掺杂含量为4%(质量分数)时,28 d抗压强度和抗折强度均达到最大值,分别为42.57和5.62 MPa,孔隙率最低为9.57%,磨损量最少为1.81 kg/m²,磨损降低率最大为42.54%。抗盐冻性测试表明,在经过7次冻融循环后,随着纳米TiO₂掺杂含量的增加,次冻融循环后的质量损失率持续降低,抗盐冻性能得到显著改善。SEM分析可知,掺入适量纳米TiO₂后,钙矾石的形貌有从针状向扁圆形转变的趋势,促进了凝胶的形成,提升了整体结构的致密性,从而提高...     

TiO2/ZnO纳米复合材料的制备及表征

以钛酸正四丁酯及L-Cys为钛源和模板剂仿生合成纳米TiO2前体,采用水热合成法制备TiO2/ZnO纳米复合材料,并利用XRD、SEM、XPS、FT-IR以及比表面积及孔径分析等对TiO2/ZnO纳米复合材料进行表征。结果表明:合成TiO2/ZnO复合材料是由锐钛矿TiO2和纤锌矿ZnO组成,形貌是由许多几十纳米厚薄片组成的花状,直径在2～3μm之间,比表面积为219.54m2/g。     

航空复合材料结构用纳米TiO2改性涂料的制备及性能

利用KH-550硅烷对金红石型纳米TiO2的表面进行了包覆处理,研究了使用不同分散剂的条件下,未包覆和经包覆的纳米TiO2粉体在ECL-GC-7航空清漆中的分散性。将经过包覆的纳米TiO2加入到ECL-GC航空涂料中进行改性,表征了改性涂层的紫外光吸收和抗老化性能。研究发现,通过包覆处理并配合使用R912分散剂,航空清漆中纳米粉体出现可目视观察的初始沉淀时间在4h以上,粉体的稳定分散状态可以保持到200h以上。经纳米TiO2改性后,涂层的紫外光吸收能力和抗老化性能均有所提高。在纳米TiO2添加量为2.0%(质量分数)时,改性涂料的性价比较佳。     

爆轰法合成纳米TiO_2及其光催化性能

采用黑索金为可爆药剂,用爆轰法制备出了类球形混晶纳米TiO2粉体,并对合成的纳米TiO2粉末进行了表征。以甲基橙为研究对象,紫外灯为光源,研究了甲基橙初始浓度、纳米TiO2用量、甲基橙溶液初始pH值、超声分散和光照时间对甲基橙降解率的影响。研究表明,所制备的纳米TiO2为锐钛矿、板钛矿和金红石组成的混晶体,平均粒度约为18nm。在氧化钛浓度固定的条件下,甲基橙溶液初始浓度越高降解率越低。随着氧化钛加入量的增加,甲基橙溶液的降解率先增大后减小,而氧化钛的加入量超过40.0mg/L后,甲基橙溶液的降解率又呈升高的趋势。超声波分散的纳米氧化钛的表观反应速率明显高于未经超声波分散的氧化钛的表观反应速率。随着光催化时间的延长,光转化率逐渐升高。     

气相燃烧合成二氧化钛纳米颗粒

建立了CO气相燃烧合成纳米颗粒材料技术 ,利用TiCl4 气相氧化合成粒度小于 10 0nm纯金红石或锐钛和金红石混合相的TiO2 颗粒。混合温度升高、TiCl4 进料量减小、停留时间缩短时 ,二氧化钛颗粒粒度减小。随混合温度升高、TiCl4 进料增大以及停留时间延长 ,TiO2 颗粒中金红石含量增大。在反应物中加入AlCl3 作为晶型调节剂时 ,金红石含量增大。     

微乳液化学剪裁制备纳米钛酸钡和二氧化钛

以钛酸丁酯、氢氧化钡和正己醇制备凝胶,用吐温-80/正已醇／环己烷／水制成w／O型微乳液在25℃下进行化学剪裁,将前驱物在550℃下煅烧,分别制备出了纳米钛酸钡和纳米二氧化钛．对产物进行X-射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、红外（IR）和差热（DTA）分析,研究了煅烧温度对BaTi03和Ti02纳米质点粒径和组成的影响．结果表明,最好的煅烧温度是550℃．所得纳米钛酸钡为具有较好晶型的六方晶体,粒径在30～42nm之间,钡钛摩尔比为1：1;纳米二氧化钛为单一的锐钛矿型八面体结构,平均粒径小于50nm．实验表明,通过凝胶．微乳液法合成的纳米物质可以有效地减少团聚,控制微粒的组成和粒径,且操作简单,成本低．     

TiO2-H2O纳米流体流变特性的实验研究

测量了不同体积浓度的TiO2-H2O纳米流体在不同温度下的粘度,结果表明,TiO2-H2O纳米流体的粘度显著大于未添加纳米粒子的纯水的粘度值,并且粘度随体积浓度的增大急剧增大,随温度的升高而急剧减小.流变特性表明,在所配制的体积浓度内,TiO2-H2O纳米流体是一种典型的牛顿型流体.     

Composite of Carboxyl-Modified Multi-walled Carbon Nanotubes and TiO2 Nanoparticles: Preparation and Photocatalytic Activity

The composite of carboxyl-modified multi-walled carbon nanotubes (MWNT-COOHs) and TiO₂ nanoparticles was prepared by improved solvothermal process. X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscope (TEM) and UV-Vis spectra were used to characterize the products. The results show that MWNT-COOHs were “welded” by the TiO₂ nanoparticles attached to the open ends of MWNT-COOHs. Compared with pure TiO₂ nanoparticles, the composite displays higher photocatalytic activity with 99.9% of degradation ratio of copper sulfophthalocyanine after 3 h irradiation.     

球形二氧化钛的制备

采用均一沉淀法 ,以尿素为沉淀剂制备粒径为 2 0nm、40nm、80nm、2 μm、3 μm的球形二氧化钛粒子 ,产物的晶体粒径为纳米级。讨论反应物用量及表面活性剂DBS对晶体粒径、粒子粒径的影响。研究表明 ,通过改变表面活性剂DBS的加入量可以在纳米级范围内控制球形粒子的粒径 ,改变反应物离子浓度可以控制微米级球形粒子粒径。     

Humidity Effect on Transport Properties of Titanium Dioxide Nanoparticles

Rutile TiO2 nanoparticles were synthesized using co-precipitation method with an average diameter of 30 nm TiO2 nanoparticle device was then fabricated on glass substrate.Aluminum electrodes were defined using photolithography and vacuum evaporation.A suspension of TiO2 nanoparticles was prepared in isopropanol using ultrasonic agitation.The nanoparticles were deposited between the electrodes.The device was tested by AC electrical measurements at 40%-90%relative humidity（RH）.The impedance of the TiO2nanoparticles decreases by about 80 times with the increase in RH from 40%to 90%at 100 Hz.The response time and the recovery time were 4 s and 5 s,respectively between 40%and 90%RH.At 100 Hz,the sensitivity of the aluminum electrode TiO2 nanoparticle device in the range of 40%—90%RH was17 MΩ/%RH.Complex modulus analysis also confirms the increase in DC conductivity of TiO2 nanoparticles as RH increases.     

N掺杂介孔TiO2纳米粉体的制备

以聚乙二醇400为表面活性剂、二乙醇胺为抑制剂,采用蒸发诱导自组装法(EISA)制备了介孔TiO2纳米粉体,并利用尿素为掺杂剂通过固相反应制备出高活性N掺杂介孔TiO2纳米粉体.利用XRD、FE-SEM、TG-DSC等方法对粉体的物相和形貌进行分析表征.结果表明,合成的粉体尺寸分布均匀、纯度高、具有均匀分布的介孔网状结构;N掺杂使介孔TiO2纳米粉体的UV-Vis光吸收曲线产生红移.     

MS(M=Cd或Zn)纳米粒子负载TiO_2纳米线的制备及可见光催化性能

以具有层状结构的钛酸盐纳米线、CdCl2或ZnSO4及硫代乙酰胺为原料,采用两步水热合成法制备了高温稳定的六方相CdS或低温稳定的立方相ZnS纳米粒子负载的TiO2纳米线复合材料。首先,CdCl2或ZnSO4与钛酸盐纳米线在水热条件下进行离子交换制得含Cd2+或Zn2+的钛酸盐纳米线;然后,在硫代乙酰胺溶液中于160℃下直接处理含Cd2+或Zn2+的钛酸盐纳米线就可获得负载有硫化物纳米粒子的TiO2复合纳米线。它们在酸浸后,TiO2纳米线的表面仍存在少量硫化物纳米粒子。通过测试酸浸后样品、纯TiO2纳米线和商用P25对亚甲基蓝水溶液的可见光催化降解实验结果证实,含CdS纳米粒子样品的光催化活性最高。     

蝴蝶结状TiO2纳米粒子的制备及其光催化性能研究

以四甲基氢氧化铵（TMAOH）为结构导向剂,钛酸四丁酯（Ti（OBu）4）为钛源,低温水浴处理,再经180℃下水热晶化制备纳米TiO2,采用FT-IR、XRD、TEM、UV—Vis等测试手段对其结构和形貌进行表征,并通过苯酚的光催化降解实验测试其光催化性能,结果表明,TiO2为锐钛矿相,结晶度高,所得TiO2粒子为纳米棒,界面清晰,规整度高,经紫外光照6h后,对苯酚的降解率可达62．3％,具有较高的光催化活性。