纳米复合材料CdS/TiO2NTs的制备及光催化产氢活性

通过离子交换和沉淀反应制备纳米复合材料CdS/TiO2NTs.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、漫反射紫外-可见吸收光谱(DRUVAS)、荧光光谱(FES)、X射线荧光分析(XRF)等手段对该复合材料的结构进行表征.SEM结果表明:钛酸盐纳米管的形成经由TiO2颗粒-片状的钛酸盐-卷曲的钛酸盐纳米管的自组装过程.XRD、DRUVAS、FES和FES结果表明:平均粒度大约 8 nm 的六方相CdS均匀的负载于锐钛矿型TiO2纳米管表面,其吸收边扩展到可见区.与TiO2纳米管及TiO2粉末相比,CdS/TiO2NTs 纳米复合材料展示了较高的可见光催化分解水产氢活性.     

P25@SiO2核壳材料的制备及其选择性光催化性能的研究

目的构筑具有尺寸选择性光催化功能的复合纳米结构,在维持二氧化钛材料光催化性能的同时,减少其对有机大分子材料及有机基底材料的腐蚀行为,拓宽光催化材料的使用范围。方法采用一锅法,通过TEOS围绕P25为核进行水解,制备了多孔SiO_2包覆TiO_2(P25)复合核壳结构(P25@SiO_2)纳米颗粒。结果 TEM、XRD、BET表征显示,这种复合核壳纳米结构具有较好的分散性和很高的比表面积(约528 m2/g)。光催化性能实验证实,这种复合核壳结构具有尺寸选择性光催化效应,即小分子氮氧化物气体(NOx)能通过壳层SiO_2孔道进入核层并降解90%以上,被氧化成硝酸盐固定下来;小分子有机物亚甲基蓝能穿过壳层孔道进入复合结构的核层部分,被氧化分解;大分子有机物胭脂红被壳层有效隔离而不被分解。老化试验显示,涂覆有这种核壳结构材料的有机基材(PET膜)被氧化老化的现象受到抑制。相反,与裸露的有机基材(PET膜)相比,由于壳层的保护作用,涂覆有核壳纳米结构的有机基材具有更好的抗紫外线性能。结论开发的这种具有尺寸选择性光催化的复合核壳结构材料,可以涂覆在各种有机基材的表面,赋予其一定的光催化功能,同时由于壳层的隔离保护作用,对基材的腐蚀作用受到抑制。这种复合核壳纳米结构也可以作为功能添加材料添加到各种涂料材料中,并赋予涂料一定的光催化性能,同时对涂料中的有机物不会产生强烈的分解作用,因此具有很好的应用前景。     

纳米TiO2包覆SiO2粒子的制备与表征

以微乳法制备的SiO2凝胶粒子(100℃干燥)为核,通过溶胶-凝胶工艺包覆纳米TiO2层,并对纳米TiO2包覆SiO2粒子进行相组成和结构表征.实验结果表明纳米TiO2包覆SiO2所形成的复合粒子的粒径为250 nm左右,其中纳米TiO2包覆壳层较均匀,厚度约为20 nm～40 nm.随煅烧温度的提高(550℃→850℃),包覆纳米TiO2壳层的晶粒尺寸可控制在20 nm以下,且为锐钛矿晶型结构.XPS和FT-IR证实所制备的纳米TiO2壳层与所包覆的SiO2粒子之间形成了Ti-O-Si化学键合.     

CdS/TiO2复合空心微球的制备与表征

以自制的苯乙烯-丙烯酸共聚物(PSA)乳胶粒为模板,先在其表面上沉积一层CdS,再沉积一层Ti(OH)4,制得PSA/CdS/Ti(OH)4核壳复合结构的微球,核壳结构的微球经焙烧后得到CdS/TiO2复合空心微球.用XRD、TEM和SEM对样品的结构和形貌进行了表征.     

CdS修饰TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能研究

首先通过恒压阳极氧化法在纯钛箔表面制备TiO2纳米管阵列,其次运用电化学沉积法在TiO2纳米管阵列表面修饰CdS颗粒,最后表征其对甲基橙的光催化降解性能.研究表明,通过电化学沉积可以在管阵列表面获得均匀分布的CdS纳米颗粒.TiO2纳米管阵列在经过CdS修饰后,对可见光的吸收范围明显增大;光照2 h后,对甲基橙的降解效率由修饰前的57.1%提高到修饰后的76.4%,COD的去除率也从49%提高到70.6%.     

溶胶-乳化-凝胶法制备超分散性TiO2纳米颗粒

采用溶胶-乳化-凝胶法制备分散好的TiO2纳米颗粒,以pH和十六烷基三甲基溴化胺与蒸馏水的摩尔比(W)为实验参数,考察它们对TiO2纳米颗粒尺寸、分散性和光催化活性的影响,并通过使用TG-DTA、SEM、XRD及BET对其化学结构及晶化过程进行分析.同时利用甲基橙的光催化降解评价制备的TiO2纳米颗粒的光催化活性.结果表明pH为8.5、十六烷基三甲基溴化胺与蒸馏水的摩尔比为1.08时,所得的TiO2纳米颗粒的比表面积为273m2/g,颗粒粒径为7nm,光催化活性最好.     

纳米TiO2/玻璃微珠复合颗粒的制备和光催化性能

用钛酸丁酯为原料,通过胶溶-沉淀的方法在低温下制备了纳米TiO2/玻璃微珠复合颗粒,利用SEM、DRS、XRD等表征了复合颗粒的结构和形貌。结果表明,玻璃微珠表面被20nm左右的TiO2包覆形成核-壳型结构,XRD结果显示表面的TiO2为锐钛矿型,复合颗在紫外光区有强烈吸收,呈现出纳米TiO2半导体光吸收特征。以含甲基橙废水为降解对象研究了所制备复合颗粒的光催化活性。     

溶胶-凝胶法制备TiO2纳米颗粒及其光催化性能

考察了通过溶胶-凝胶法进行过渡金属(Fe3 、Zn2 、Co2 、Ni2 、Cr3 和Sn4 )和稀土元素(La3 、Pr3 、Nd3 、Ce4 、Sm3 、Tb3 、Eu.3 、Gd3 、Y3 和Dy3 )掺杂的TiO2纳米颗粒的光催化活性,以及通过超声波处理反应过程中的溶胶所制备得到的TiO2纳米颗粒的光催化活性.结果表明:0.5%Sn4 、0.5%La3 、0.5%Y3 和0.5%Eu3 (质量分数)掺杂的TiO2纳米颗粒在降解甲基橙溶液的反应中,其光催化活性提高2%～7%;其它的掺杂则使TiO2纳米颗粒的光催化活性降低0.5%～25%;在TiO2纳米颗粒的制备过程中,对溶胶进行超声辐照可使其光催化活性提高15%以上,这是提高TiO2纳米颗粒光催化活性的一条新途径.     

热处理温度对TiO2/凹凸棒石粘土复合催化剂性能的影响

以凹凸棒石粘土(ATP)为载体,通过酸性溶胶法制备了纳米TiO2/ATP复合催化剂.利用x射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、分光光度计等手段研究了复合催化剂的形貌、粒径、结构及光催化特性等.结果表明,ATP的加入提高了纳米TiO2晶型转变温度,并有效地抑制了TiO2晶粒的长大,复合体中TiO2晶粒尺寸比采用相同工艺获得的纯TiO2晶粒小,锐钛矿相和金红石相的相变温度分别提高了300℃和350℃.光催化甲醛试验结果证实,复合催化剂的光催化效果明显优于纯TiO2,复合体经850℃煅烧后的光催化效果最佳,甲醛实际降解率达到98%以上,ATP的吸附作用促进了光催化反应的深入进行.     

电场对TiO2光催化降解亚甲蓝的影响研究

主要研究了电场对纳米TiO2光催化降解亚甲蓝的影响,在透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)等方法测定纳米TiO2结构的基础上,结合不同结构纳米TiO2在不同电场强度下催化降解亚甲蓝的性能测试,探讨了电场影响纳米TiO2催化降解亚甲蓝反应机理。结果表明:N及F掺杂溶剂热合成法制备的纳米TiO2颗粒尺寸小且粒径均匀,电场的引入降低了纳米TiO2的光催化性能,而且下降程度与电场强度的变化成反比,反应动力学拟合表明,电场下不同结构的纳米TiO2催化降解亚甲蓝反应均为一级反应。     

TiO2／活性炭的制备与光催化性能

以活性炭(AC)为载体，采用Sol-Gel法制备纳米TiO2／AC复合催化剂，利用SEM，TG-DTA，XRD等对其组成、结构、尺寸等进行分析和表征；并用紫外灯为光源，通过可溶性罗丹明B的光催化降解反映对其光催化活性进行研究。结果表明，TiO2纳米粒子的尺寸范围在30nm～60nm之间，其中TiO2的晶型主要为锐钛矿；活性炭载体与TiO2结合牢固，TiO2纳米颗粒不发生二维粘结；TiO2／AC复合体的比表面积比活性炭载体的大，对罗丹明B在200min内达到完全降解，而P25需要5h，TiO2／AC复合体具有很强的光催化活性，并且制备的TiO2／AC复合体催化剂容易从溶液中分离。     

Fe—B／Fe3O4纳米复合粒子的吸波性能研究

采用NaBH4溶液还原FeCl3的方法制备Fe-B颗粒,并在Ar／O2气氛下干燥,使其表面不完全氧化,得到了Fe—B／Fe3O4纳米复合粒子。该粒子具有清晰的核壳结构,内核Fe-B尺寸约为20－50nm,外壳Fe3O4厚度约为3nm。将样品与石蜡按质量比1：1制成同轴样品,测试其2～18GHz下的电磁参数并进行分析计算,研究发现,由于偶极子极化、自然共振和涡流损耗,该纳米复合粒子粉末具有优良的吸波性能,其反射损耗RL在频率为12．0GHz的时候达到最小值－31dB,RL值低于－20dB（即吸收率高于99％）的频率范围为10．1～14．2GHz。     

Optical and electrical properties of TiO2/Au/TiO2 multilayer coatings in large area deposition at room temperature

TiO2/Au/TiO2 multilayer thin films were deposited at polymer substrate at room temperature using dc (direct current) magnetron sputtering method.By varying the thickness of each layer,the optical and electrical properties of the TiO2/Au/TiO2 multilayer films can be tailored to suit different applications.The thickness and optical properties of the Au layer and the quality of the Au-dielectric interfaces are critical for the electrical and optical performance of the Au-dielectric multilayer thin films.At the thickness of 8 nm,the Au layer forms a continuous structure having the lowest resistivity and it must be thin for high transmittance.The multilayer stack can be optimized to have a sheet resistance of 6 Ω/sq.at a transmittance over 80% at 680 nm in wavelength.The peak transmittance shifts towards the long wavelength region when the thickness of the two TiO2 (upper and lower) layers increases.When the film thickness of the two TiO2 film is 45 nm,a high transmittance value is obtained for the entire visible light wavelength region.     

Synthesis,characterization and spectroscopic studies of CdS/polyaniline core/shell nanocomposite

In this work, CdS/polyaniline (PANI) nanocomposite was synthesized by a novel method. Transmission electron microscope (TEM) images showed that the CdS/PANI nanocomposite had a core/shell structure. The crystal structure was studied using X-ray diffraction (XRD) and the obtained results showed that CdS had cubic structure. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopic measurements confirmed the formation of PANI at the surface of CdS nanoparticle. The prepared samples were further characterized using UV–visible (UV–vis) and fluorescence spectroscopy.     

Single step coating of Al2O3 nanofilms on W nanoparticles by a freeze-drying technique

A novel freeze-drying technique with the potential for application in the synthesis of core/shell structure nanocomposites was investigated, which combined the synthesis of the matrix and shell particles and the coating process into one step. Alumina nano thin films were successfully coated on tungsten nanoparticles using this method, shedding light on the feasibility of this novel technique. The precursor and final products were characterized by X-ray diffraction, infra-red spectroscopy and transmission electron microscopy and the coating mechanism of the method was proposed on the basis of the characterization results. The experimental results indicated that W nanoparticles of 10-20 nm in size were coated with a 2 nm thick layer of continuous Al₂O₃ nano films.     

CTAB/正己醇/水反胶束体系中合成PPy/TiO2纳米复合粒子

通过溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米粒子,并用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正己醇/水反胶束体系作为微反应器合成了聚吡咯(PPy)/TiO2纳米复合粒子.利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)对纳米复合粒子进行了表征.实验结果表明,PPy/TiO2球形粒子的平均粒径为150～200 nm,在复合粒子中球形粒子占据优势,并有团聚的趋势.FTIR和XRD结果显示纳米复合材料由PPy和TiO2组成,无机复合粒子只有部分形成晶体.从该研究结果中可以看出,反胶束法可以有效地应用于有机-无机纳米复合材料的制备.     

WO3-TiO2复合空心球的制备及其光催化性能

以钛酸四正丁酯和偏钨酸铵为原料,采用水热-模板法制备复合WO3-TiO2光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(BET)和紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)等手段对催化剂的结构和光学性能进行表征。结果表明:WO3-TiO2复合半导体中的TiO2为锐钛矿晶型,焙烧后的WO3-TiO2呈中空球形结构,粒径在320 nm左右,且粒径分布均匀,其比表面积和平均孔径分别为40.95 m2/g和16.91 nm,WO3-TiO2复合半导体的紫外-可见吸收边带较TiO2的红移约50 nm,并在400~500 nm处有吸收。光降解甲基橙(MO)实验显示:经过80 min光照后,WO3-TiO2复合半导体在紫外和可见光下对甲基橙的降解率分别为99.2%和81%,而TiO2的仅为64%和25%,且在紫外和可见光下WO3-TiO2复合半导体的表观速率常数分别是TiO2的3.2和4.9倍左右。     

Uniform TiO2–PANI composite capsules and hollow spheres

Here we demonstrated a simple and reliable method to prepare single or multiple core/shell structured capsules and then demonstrate how to produce single or multiple-layer hollow spheres. Those capsules or hollow spheres could be made of organic and/or inorganic functional materials depending on the experimental design. Core–shell composite capsules consisting of TiO₂–polyaniline (PANI) shell and polystyrene (PS) core were prepared by using core–shell structured sulfonated-PS spheres as templates. Aniline was polymerized in the shell of sulfonated-PS spheres. Since the PANI was in situ doped by sulfonic acid, the as-synthesized composite capsules had good conductivity. After PS cores were dissolved in solvent, hollow TiO₂–PANI spheres formed, which could be further calcined to produce mesoporous hollow TiO₂ spheres. The cavity size of the hollow spheres was uniform, at approximately 170 nm in diameter and with a shell thickness of 30 nm. The cavity size and the shell thickness can be synchronously controlled by adjusting the sulfonation reaction time of PS spheres. Scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy and X-ray powder scattering were employed to characterize these as-prepared spheres.