纳米二氧化钛/丝素复合膜的制备及其光催化甲基橙的研究

制备了纳米二氧化钛/丝素复合膜,并用原子力显微镜、X射线能谱和红外光谱对复合膜进行了表征,以甲基橙为例,考察了复合膜的光催化行为。结果表明复合膜制备方法合理,当纳米二氧化钛与丝素质量比为0.1%时,其以粒径50nm左右均匀分散于复合膜中,复合膜与普通丝素膜仅存在细微的构象差异,复合膜表现出较优异的光催化性能,甲基橙降解率可达91%,符合Langmuir Himshelwood模型。     

Al2O3/TiO2复合膜的结构及光催化性能

利用电沉积方法在铝硫酸阳极氧化膜表面制备了具有光催化活性的T iO2薄膜。分析了A l2O3/T iO2复合膜的结构,观察了薄膜表面形貌及断面构造,并分析了薄膜表面的化学成分,通过紫外光照射下甲基橙溶液的光催化降解反应初步研究了该复合膜的光催化活性。结果表明,未经热处理的A l2O3/T iO2复合膜处于非晶态,550℃热处理3 h后,T iO2转变为锐钛矿结构;沉积在铝氧化膜表面的T iO2薄膜厚度约5μm,呈均匀不连续状态,表面存在大量裂纹,电沉积T iO2过程中基体氧化铝存在着部分溶解;薄膜表面主要由T i、O两种元素构成,同时存在较少量的A l、S、K等元素。该A l2O3/T iO2复合膜可光催化降解甲基橙溶液,具有光催化活性。     

纳米TiO2复合膜光催化和膜分离的耦合作用

以微孔陶瓷管为载体,采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助的溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2复合超滤膜。以1 g/L聚丙烯酰胺(PAM)为料液(目标污染物),以膜截留率及膜通量为实验参数,研究了复合膜的光催化-膜分离耦合作用,耦合时的膜通量较单一膜分离的膜通量提高了60%;以0.5 g/L牛血清白蛋白(BSA)为模拟天然大分子料液,采用无光照料液过膜-紫外光照清水过膜的交替间歇运行方法,膜通量可恢复60%以上。     

锐钛矿型纳米TiO2的制备及光催化性能研究

采用水热法将钛酸四丁酯(TNB)在碱性和酸性条件下分步进行反应，制备了锐钛矿型纳米二氧化钛(TiO2)粉体，通过差热-热重分析(DSC-TG)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等方法对粉体进行表征，以及用重铬酸根离子(Cr2O7^2-)还原探针反应对制得的粉体的光催化性能进行测试，结果表明所得粉体粒度小于20nm，并具有良好的光催化性。其中300℃处理后颗粒平均粒径为7nm，二氧化钛晶型发育完整。     

蒙脱石/TiO2复合材料制备及其光催化性能研究

以蒙脱土和钛酸丁酯为原料,采用溶胶凝胶法制备出蒙脱石/TiO2复合材料,利用XRD、SEM、光催化亚甲基蓝溶液对其物相组成、晶体结构、微观结构和光催化性能进行了研究.结果表明:TiO2以锐钛矿相分布于蒙脱石的层间域和表面,并使蒙脱石d001有不同程度的增大.蒙脱石/TiO2复合材料的加入量和Ti/蒙脱石比值、亚甲基蓝溶液的初始质量浓度对蒙脱石/TiO2复合材料的吸附和光催化效率均有影响.     

PVDF/TiO2@MoS2纤维复合膜的制备及光催化性能

含大量有机染料的废水对环境的污染日益严重,光催化分离膜的研究备受关注。本研究先通过静电纺丝法制备了PVDF/PEMA膜,后进行酸处理制备出富羧基PVDF纤维复合膜,最后通过水热反应在膜表面原位沉积TiO₂@MoS₂微纳米颗粒,制备出在太阳光下具有较高催化活性的PVDF/TiO₂@MoS₂纤维复合膜。结果表明MoS₂的加入可以有效降低纤维复合膜禁带带隙能量,从而提高纤维复合膜的光催化活性;在光照4 h后对RhB的降解率达到97.1%;连续5次吸附-降解实验,纤维复合膜对RhB的降解率仍达到95%以上,表明该纤维复合膜具有优异的可重复使用性。因此,该膜在染料降解方面具有潜在的应用前景。     

金属离子掺杂提高纳米TiO2光催化性能的进展研究

纳米TiO_2能够在大范围的表面物上产生强氧化反应(即杀伤作用),除紫外光外不需要其它的外界能量,因此,在抗肿瘤研究方面具有广阔的应用前景。影响纳米二氧化钛光催化性能的因素很多,其中金属离子掺杂在光催化改性研究中备受关注,本文主要阐述掺杂离子的种类、掺杂离子半径、价态和掺杂离子浓度等因素对提高纳米TiO_2光催化性能的影响,为实现其在医学上的应用奠定一定的理论依据。     

纳米TiO2的制备及其光催化性能的研究

采用改进的溶胶-凝胶(sol-gel)方法,以钛酸四丁酯(TB)和苯甲酸为主要原料,通过溶剂热处理得到纳米级TiO2.以XRD、Raman、TEM和BET对样品的晶型和形貌进行了表征.结果表明,改进的sol-gel法制备得到的TiO2是结晶性很好的锐钛矿晶型TiO2,具有较大的比表面积.以偶氮染料甲基橙(MO)水溶液为目标降解物,考察了TiO2催化剂在紫外光照射下的光催化性能.实验结果显示,TiO2催化剂60 min就可以将MO彻底降解.     

掺杂铁TiO2纳米微粒的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Fe^3＋掺杂改性纳米TiO2光催化剂,通过纯TiO2和掺铁TiO2分别做光催化荆时甲基橙溶液在紫外光下的光催化降解试验发现,掺杂铁离子可以有效提高TiO2的光催化活性,结果表明：选用Fe^3＋掺杂量为0．05％,煅烧温度在500℃下得到的Fe^3＋．TiO2催化剂,在甲基橙溶液pH值为3,催化剂投加量为1g／L时,其光催化活性达到最佳效果。     

纤维素/丝素复合膜的制备与性能

通过共混法制备了纤维素/丝素复合膜,复合膜的最佳配比为纤维素占共混膜的90%,丝素占10%。在此条件下形成的复合膜的力学性能、水溶液稳定性、水蒸汽透过系数较单一成分的膜有明显改善,纤维素与丝素之间存在着氢键等强烈的相互作用和良好的相容性。X射线衍射分析进一步验证了复合膜的结晶性能。     

再生丝素蛋白/羟基磷灰石多孔复合材料的制备

再生丝素蛋白具有良好的生物相容性,羟基磷灰石同时还具有成骨诱导性。通过将再生丝素蛋白制备形成丝素蛋白多孔材料,并在37℃下将其浸渍于模拟体液中可以制备再生丝素蛋白/羟基磷灰石多孔复合材料。扫描电镜研究发现在再生丝素蛋白多孔材料的孔隙中羟基磷灰石由针状晶体聚集而成,红外光谱和XRD等表征表明复合材料中羟基磷灰石以羰基取代的羟基磷灰石存在。制备的再生丝素蛋白/羟基磷灰石多孔材料有望作为骨组织修复材料使用。     

Ag／TiO2聚丙烯负载膜的制备及其光催化与抗菌特性研究

以聚丙烯负载二氧化钛膜为载体，在一定浓度的AgNO3水溶液中，利用光还原在氧化钛膜表面还原Ag，制备载银二氧化钛负载膜，在室光和太阳光下，分别选择Ag／]riO2聚丙烯膜、TiO2聚丙烯膜和活性炭聚丙烯膜，研究膜的抗菌特性和光催化特性．结果表明：Ag／TiO2负载膜由于同时具有Ag和TiOe的双重效用，显示了良好的杀菌特性，无论是在室内还是太阳光下，都没有检测到活的微生物；在水溶液中检测Ag／TiO2负载膜和TiO2负载膜的光催化特性，发现由于银离子的催化活性中心的作用，光催化降解甲基橙的能力与TiO2负载膜相比，能够提高10％左右，显示了良好的光化学特性。     

丝素/羧甲基壳聚糖共混膜的结构与性能

利用丝素(SF)与羧甲基壳聚糖(CMCS)共混制取不同比例的SF/CMCS共混膜。研究了CMCS诱导的丝素构象转变行为,测试了共混膜的吸湿性、透湿性和保水性。当CMCS的质量分数为5%时,共混膜中丝素的构象以β-折叠为主;当CMCS的质量分数为10%时,共混膜中丝素的构象由β-折叠向α-螺旋发生转变;当CMCS的质量分数达到15%时,共混膜中丝素的构象向无规卷曲发生转变。当CMCS质量分数小于15%时,共混膜中SF与CMCS具有良好的相容性,溶胀度较小,吸湿性随CMCS含量的增加而迅速降低。     

PVA/SA/TiO_2复合膜的制备及其对甲基橙的降解性能

采用溶胶-凝胶法制备TiO2粉末,通过溶液共混法制备PVA/SA/TiO2复合膜,并研究了其对甲基橙的脱出效果。实验证明,由经500℃绝氧煅烧TiO2掺杂制备而成的复合膜对甲基橙具有良好的降解效果;降解效果随着复合膜用量的增加而增加,随光照时间增加而有所提高,随着甲基橙初始浓度的增加而下降。     

TiO2-SiO2复合材料的制备和表征

采用水解法在SiO2表面包覆纳米TiO2,制备出TiO2-SiO2复合材料,并用IR、SEM、XRD及化学分析手段进行表征.结果表明:复合材料由纳米锐钛矿型TiO2和SiO2组成,它们之间有Ti-O-Si键形成,且该键对锐钛矿型TiO2起了稳定作用.试验研究并讨论了制备条件对包覆效果的影响.     

聚砜/纳米TiO2有机-无机复合超滤膜的制备与表征

用阴离子表面活性剂改性的纳米TiO2,加入到聚砜铸膜液中,采用相转化法制备了分散均匀的聚砜/ TiO2复合超滤膜.通过测定纯水通量、对牛血清蛋白的截留率、水接触角、粘度、抗污染性、机械强度等实验,研究了不同TiO2加入量对膜的超滤性能和力学性能的影响.并在扫描电镜下观察了膜的表面与断面形态,测定了膜的孔密度、孔隙率、孔径及其分布,从而考察了添加纳米TiO2对膜微观结构的影响.结果表明,当纳米TiO2的加入量为2%(wt)时,膜的孔隙率增大,平均孔径减小;同时膜的性能得到了明显的改善,纯水通量提高了69%,同时膜的抗压强度和断裂强度也分别提高了50%和26.7%,并且膜的亲水性也明显增强,水接触角由72.1度降低到41.4度,从而使膜的抗污染性明显改善.但进一步增加TiO2的浓度(3%(wt)以上),膜的机械强度、亲水性和超滤性能反而下降.因此在聚砜膜中适量地添加纳米TiO2粒子,可明显改善膜的亲水性和力学性能,提高膜的通量,增强膜的抗污染能力,从而拓宽了膜的应用领域.     

棉织物丝素/TiO_2生态功能整理

用丝素蛋白整理棉织物,研究丝素蛋白降解时间及浓度对整理后棉织物性能的影响,确定最佳的丝素降解时间和浓度。在此基础上与TiO2复配,研究整理剂中TiO2含量对棉织物性能和结构的影响。结果表明:最佳丝素蛋白降解时间为120min,丝素浓度(质量分数)为1.63%;此时将丝素与TiO2复配,当TiO2质量分数为0.35%时,可使织物折皱回复角比纯丝素整理提高8.68%,紫外防护系数达到42.9,抗紫外性能达到二级。X射线衍射分析表明,丝素蛋白整理可降低棉纤维的结晶度,并使棉纤维由纤维素Ⅰ向纤维素Ⅱ转变,而TiO2整理可提高棉纤维的结晶度。     

Fe~(3+)-CdS/TiO_2复合半导体光催化剂的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了系列不同配比的Fe3+-CdS/TiO2光催化材料,用TEM、EDS、XRD、UV-vis等技术对其形貌、结构和光吸收特性进行了表征。以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了光源、煅烧温度、煅烧时间、掺杂Fe3+和CdS对催化剂催化性能的影响。结果表明,Fe3+掺杂和CdS半导体复合相结合的技术,可以使TiO2对光的响应拓展到整个紫外-可见光区;当n(Fe3+)∶n(CdS)∶n(TiO2)=0.005∶1∶1、煅烧温度为300℃、煅烧时间为1 h、光源为太阳光时,Fe3+-CdS/TiO2的光催化活性最高,在1 h内可以使亚甲基蓝(MB)溶液的降解率达98.62%。     

纳米TiO2原位聚合硅丙复合乳液的制备

采用硅烷偶联剂对纳米二氧化钛进行表面处理,以改性纳米二氧化钛和有机硅中间体为种子乳液,以过硫酸钾为引发剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸丁酯(MBA)为主要共聚单体,通过原位聚合反应,合成纳米TiO2-硅丙复合乳液。采用红外光谱、透射电镜(TEM)、激光粒度分布等手段,对所制备的纳米TiO2-硅丙复合乳液进行了表征,证明所得产品是硅氧烷和丙烯酸酯的共聚物,具有核/壳结构,且乳液粒径分布较窄,平均粒径在63 nm左右。     

氧化锌氧化钛复合光催化剂的制备及活性研究

二氧化钛光催化氧化技术是目前比较有效的环境治理新技术,而开发高效二氧化钛光催化材料是该技术得以推广应用的前提。采用一种简单的浸渍法成功制备出氧化锌/氧化钛复合纳米光催化剂,并进行了XRD、XPS和SEM等测试表征。从测试结果发现,pH值对样品的光催化活性有重要影响。经对比样品对亚甲基蓝的降解率随着pH值的上升而增加,当pH值为12时,样品的光催化活性达到最高。根据我们对机理的深入分析,发现氧化锌和二氧化钛之间的协同作用是导致该复合催化剂具有如此高的催化活性的根本原因。