Ni-TiO2介孔材料的低热固相合成及其光降解甲基橙的动力学

以十六烷基三甲基溴化铵为模板, 通过钛酸丁酯与六水氯化镍的固相反应直接合成了镍掺杂的二氧化钛（Ni-TiO₂）介孔材料. 用X射线衍射、高分辨透射电镜、N₂脱附-吸附、红外、紫外以及拉曼光谱仪等分析技术对材料进行了物相与表面织构表征; 通过电感耦合等离子发射光谱仪对材料的元素组成进行分析; 同时研究了材料对甲基橙的光降解性能. 结果表明, 所得的介孔材料是锐钛矿型, 金属镍已进入了二氧化钛骨架, 镍的含量为3.62wt%; 孔壁是由无定形的晶界与微晶组成, 并伴有结构缺陷和痕量的金属镍氧化物; 其BET比表面积为102.4m²/g, 孔半径分布中心为2.4nm. 在298K下, Ni-TiO₂介孔材料对甲基橙溶液的紫外光降解行为遵循准一级动力学反应规律,其反应速率常数比纯TiO₂粉体大二倍, 且存在明显的浓度效应.     

硅掺杂介孔TiO2材料的制备及可见光下降解甲基橙研究

采用溶胶-凝胶法合成了硅掺杂的介孔TiO2材料,用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、和N2吸附脱附等分析手段对产物结构和光学性能进行了表征.分别在紫外和可见光下对甲基橙进行了降解实验,结果表明:Si/TiO2介孔材料在紫外光和可见光下均有较高的催化活性,3%Si/TiO2为催化剂,初始pH=3,催化剂用量为2g/L的条件下,分别以紫外光和可见光为激发光源降解甲基橙,甲基橙在1.5h和4h内被完全降解.     

Mg2SiO4固相合成及其性能研究

以碱式碳酸镁和SiO2为原料,采用固相反应法合成MgzSiO4.结果表明,当Mg/Si比为2∶1.2,在1200℃以上空气气氛中预烧3h,能合成出单相的Mg2SiO4.在1280～1340℃保温2h烧结成瓷后,其1MH2介电常数为7.05±0.05,损耗角正切变化范围在(2～5)×10-4之间,体积密度为(3.1±0.5)g/cm3.     

铁掺杂含氮有序介孔碳的制备及对甲基橙吸附性能研究

以甲阶酚醛树脂为碳源,以F127为模板剂,硝酸铁和尿素为添加剂,正硅酸乙酯为结构增强剂,利用蒸发诱导自组装法(EISA)制备了铁掺杂含氮介孔碳,采用透射电镜(TEM)、氮气吸附和X射线(XRD)等手段对其进行了表征,结果表明:在掺入铁后,介孔碳依然保持了良好的二维六方结构(p6mm),同时浸润性明显提高。所制备样品具有较大的比表面积,可以高达1483m2/g,比表面积随着铁掺入量的增加呈现降低的趋势,有序度也会随之降低。在吸附有机染料甲基橙的实验中,铁掺杂含氮有序介孔碳对甲基橙的吸附可以达到196.76mg/g,最大吸附率可以达到98.5%。     

介孔TiO2的合成及其光催化性能研究进展

介孔TiO2材料由于其优越的孔道结构、大比表面积,良好的吸附能力及易回收等特点,在光催化降解有机污染物等方面表现出优异的性能,在能源、环保、化工等领域都具有十分重要的科学和实际意义。从合成方法、光催化性能及其影响因素、应用性等方面对近年来国内外介孔TiO2的研究状况进行了详细阐述,并在此基础上分析比较了不同合成方法的优缺点,及今后的发展方向。     

TiO2负载硅铝陶瓷介孔球对甲基橙吸附和光催化 降解的研究

：以自制硅铝陶瓷介孔球为基体,经溶胶凝胶法制备TiO2溶胶并将其负载于硅铝陶瓷介孔球表面,用于甲基橙溶液的吸附和光催化降解,再利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪和可见分光光度计对样品的表观形貌、晶体结构、吸附和光催化性能等进行表征和测定。研究结果表明：TiO2是以粗糙度较高的多层膜包覆于硅铝陶瓷介孔球表面且TiO2为锐钛矿晶型;在黑暗条件下,硅铝陶瓷介孔球和TiO2负载硅铝陶瓷介孔球对甲基橙仅起到吸附作用,且两者的吸附性能较接近;但在紫外光照条件下,TiO2负载硅铝陶瓷介孔球对甲基橙除有吸附作用外还表现出较好的光催化降解活性。     

介孔材料SBA-15/环氧树脂复合材料的制备和固化动力学

通过溶胶-凝胶方法合成并接枝修饰介孔材料SBA-15,再通过热分析方法研究了介孔材料SBA-15和环氧树脂复合材料的固化动力学。主要对环氧树脂体系的固化过程和介孔材料(SBA-15)表面羟基和甲基对该固化过程的影响进行研究。结果表明,SBA-15对环氧树脂固化的催化作用主要表现在两个方面:一方面是表面羟基基团催化作用,另一方面是其空间限制的较微弱催化作用。从固化动力学角度来说,低分子量液体双酚A型环氧树脂(DGEBA)和二乙基甲苯二胺(DETDA 80)体系和SBA15-CH3的体系都能很好地符合Kamal自催化动力学模型,在加入SBA15-OH体系使固化初始阶段醚化反应强烈,不能符合Kamal模型。     

Pt/介孔TiO2-SiO2的制备、表征及光催化性能研究

以正硅酸乙酯、钛酸异丙酯为前驱体，尿素为沉淀剂，改进的均匀沉淀法制备了TiO2-SiO2介孔复合材料，用XRD、FTIR、氮气吸附-脱附、XPS等对材料进行了表征．结果表明：Ti／Si摩尔比为0．5的介孔复合材料平均孔径为3．2nm，比表面积达到609m^2／g．用光还原法在材料表面沉积适量的贵金属Pt，大大提高了材料的光催化活性．     

室温下以Gemini表面活性剂为模板剂合成介孔TiO2

采用双子型季铵盐类阳离子表面活性剂溴代Gemini1231做模板剂,用溶胶-凝胶（sol-gel）法在室温合成了介孔TiO₂材料,用TG-DTA、XRD、N₂吸附-脱附、TEM等进行表征.结果表明,用该模板剂合成的介孔TiO₂材料,合适的煅烧温度为480℃,其比表面积可达383.8m²/g,最可几孔径为5.8nm,广角XRD测试发现较强的锐钛矿型特征峰,而未发现金红石相特征衍射峰,说明本实验制备的介孔TiO₂为稳定锐钛矿型.通过小角X射线衍射分析发现,产物具有规整有序的介孔结构.     

SiO2/TiO2催化剂的制备及其光催化性能

利用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙酸和水为原料, 通过溶剂热方法制备得到SiO₂/TiO₂催化剂. 产物经XRD、Raman、TEM、BET、FT-IR和XPS表征, 结果表明: 所制备的SiO₂/TiO₂催化剂为比表面积大、结晶度高的锐钛矿TiO₂, SiO₂与TiO₂之间通过Si-O-Ti键结合. 另外, 以亚甲基蓝降解为探针反应, 考察了SiO₂/TiO₂催化剂在紫外光照射下的光催化性能. 结果表明: SiO₂/TiO₂催化剂具有比纯TiO₂更优越的光催化性能, 65min可以将亚甲基蓝(MB)彻底降解.     

氮硫掺杂介孔TiO2薄膜结构及其光催化性能

分别以Ti(OBuⁿ)₄和Pluronic F127为无机前驱体和模板剂, 以硫脲为添加剂, 采用sol-gel法结合蒸发致自组装法（EISA）制备了锐钛矿结构的介孔TiO₂薄膜材料.采用SEM、 XPS、N₂ 吸附-脱吸、XRD和 UV-Vis光谱对其进行了表征. 研究发现, 向前驱体溶液添加硫脲一方面改变了TiO₂的介孔结构, 另一方面对介孔TiO₂进行了N、S共掺杂. 当溶液中硫脲与Ti(OBuⁿ)₄的摩尔比为2.5%时, 介孔TiO₂的孔径由未掺杂的7.0nm增至12.4nm, 光催化降解甲基橙实验表明其在紫外光区具有最优的光催化活性; 当溶液中硫脲与Ti(OBuⁿ)₄的摩尔比为5%时, 其吸收边由380nm扩展至520nm, 光催化降解罗丹明B实验表明其在可见光下显示出最优的光催化活性.     

锐钛矿型TiO2纳米粉的低温热容研究

采用溶胶－凝胶法制备了１６、２６nm锐钛矿型ＴiO2纳米晶超微粉末,测定了其纳米尺寸和记,在７８－３７０Ｋ温区测定了热容、拟合出热容随温度变经的多项式方程,并与锐态矿型粗晶ＴiO2热容文献值进行分析,从能量不同的角度分析了各曲线不同的原因。     

三嵌段共聚物合成SiO2中孔材料的制备化学

采用溶胶－凝胶法,以正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）为前驱体,添加聚氧乙烯醚（ＰＥＯ）－聚氧丙烯醚（ＰＰＯ）－聚氧乙烯醚（ＰＥＯ）共聚物为模板剂制备结构可控的ＳｉＯ２中孔材料,通过ＢＥＴ、ＴＧ／ＤＴＡ、ＦＴ－ＩＲ、＾２９ＳｉＮＭＲ等分析手段,     

热处理温度对TiO2-WO3复合光催化材料储能特性的影响

以离子交换法获得的可溶性钨酸溶液与TiO₂为原料,制备了TiO₂-WO₃复合光催化材料. 用电化学恒电流放电法表征了材料的储能特性,并结合XRD、TEM、BET、UV-Vis等手段,研究了材料中WO₃的晶型和结晶度随热处理温度的变化及其对材料光催化储能效应产生的影响. 在电化学测试中,TiO₂-WO₃复合材料显示了一定的光催化储能特性. 且WO₃的结晶度对材料储能性有一定的影响：WO₃为水合态或结晶度很低时,材料几乎没有光催化储能性;随着结晶度的增强,储能性提高;TiO₂-WO₃的储能性能最高达到0.83×10^-3C·mg^-1; 结晶度过高,储能性反之降低. 利用材料的光催化储能特性,在黑暗条件下对罗丹明B的降解率为11％,显示了一定的储能降解活性.     

超亲水TiO2/SiO2复合薄膜的制备与表征

通过sol-gel工艺在普通钠钙玻璃表面制备了均匀透明的TiO2/SiO2复合薄膜,实验结果表明：在TiO2薄膜中添加SiO2,可以抑制薄膜中TiO2晶粒的长大,同时薄膜表面的羟基含量增加,水在复合薄膜表面的润湿角下降,亲水能力增强,当SiO2含量为10－20mol%时获得了润湿角为0度的超亲水性薄膜。     

Fe2O3/TiO2和ZnO/TiO3纳米颗粒薄膜的亲水性能和光催化性能的研究

采用溶胶—凝胶法在玻璃上制备了锐钛矿型TiO2和过渡金属铁、锌离子掺杂的TiO2薄膜，并通过XRD、XPS、AFM表征了合成的薄膜．结果表明铁和锌离子掺入后，TiO2薄膜变的更加致密．铁离子和锌离子分别以Fe2O3和ZnO的形式存在．在紫外光照射下，TiO2薄膜表现明显的亲水性．金属离子掺杂的TiO2薄膜，亲水性能明显增强．铁离子掺入对光催化降解甲基橙有一定的抑制作用；少量的锌离子掺入对光催化降解甲基橙有促进作用，锌离子掺入量增大后，效果并不明显．     

常压干燥法制备TiO2气凝胶

以钛酸丁酯为原料, 以甲酰胺为干燥控制化学添加剂控制凝胶网络结构, 采用溶胶－凝胶法制得TiO₂醇凝胶; 结合正硅酸乙酯母液浸泡和低表面张力溶剂替换及常压干燥等后处理步骤, 实现了TiO₂气凝胶的常压干燥法制备. 采用XRD、BET、TEM、SEM、EDS及FT-IR等测试手段对样品进行表征. 结果表明：所制备的TiO₂气凝胶为无定形结构, 表观密度为0.375g/cm³, 比表面积达523m²/g, 平均孔径约9.9nm; 经850℃空气气氛下煅烧4h后, TiO₂气凝胶转变为锐钛矿型结构, 平均孔径增大到16.3nm, 比表面积仍达208m²/g. 本研究提出的制备方法简单, 所制备的气凝胶比表面积高、热稳定好.