纳米TiO2的分散性及其改性内墙乳胶漆降解甲醛性能研究

实验研究了不同分散剂对纳米TiO2在水溶液中分散的影响，采用沉降实验测定纳米TiO2粉体的分散性，结果表明分散剂海川5040和分散剂六偏磷酸钠对纳米TiO2的分散效果比较好。将纳米TiO2粉体的添加量、粒径、晶型等对改性乳胶漆甲醛降解率的影响做系统的研究，结果表明纳米TiO2粉体的添加量在2％时光催化效果比较好。随着粒径的减小，纳米TiO2改性乳胶漆对甲醛的光催化降解能力有了明显的提高。通过对纳米TiO2改性乳胶漆光催化降解甲醛能力的重复性检测，表明纳米TiO2改性乳胶漆的光催化能力具有一定的持久性。     

纳米TiO2表面吸附聚乙二醇及其分散稳定性的研究

通过四氯化钛水解法制备纳米TiO2，讨论聚乙二醇(PEG)在其水悬浮体系中的吸附行为．IR和吸附实验结果表明：纳米TiO2通过氢键吸附PEG，其表面吸附行为与PEG浓度、PEG分子量、pH值和晶粒尺寸等因素相关．吸附PEG以后，纳米TiO2颗粒的表面电荷和(电位发生变化．悬浮体系吸光度的变化和TEM分析表明：纳米TiO2吸附PEG后，增加了颗粒间的空间位阻作用，有效地阻止了纳米TiO2的团聚；但若PEG加入量达到过饱和，反而会破坏纳米TiO2的分散稳定性．     

PVP和SDS混合分散剂对水基TiO_2悬浮液分散稳定性的影响

运用"两步法"制备水基TiO2悬浮液,通过同时添加十二烷基硫酸钠(SDS)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)两种分散剂来提高悬浮液的分散稳定性。测量了SDS与PVP两种分散剂以不同质量比混合后溶液的表面张力;测量了水基TiO2悬浮液的吸光度和表面zeta电位,并采用静置沉淀法研究了不同质量比的混合分散剂对TiO2悬浮液稳定性的影响。实验结果表明,PVP与SDS的质量比会影响混合分散剂的稳定效果,在PVP和SDS质量比为1∶2时,混合分散剂对TiO2悬浮液稳定性的提升最明显。对实验结果的分析表明,PVP与SDS之间由于协同作用形成的静电和空间位阻的双重作用可能是提高TiO2悬浮液分散稳定性的主要原因。     

用于电泳沉积的TiO2悬浮液分散性能研究

为了制备适合电泳沉积用的稳定悬浮液,在TiO2水基悬浮液中添加了聚乙烯亚胺(PEI)作为分散剂,对TiO2水基悬浮液进行Zeta电位、黏度、粒径以及稳定性测试,研究了PEI分散剂对TiO2分散性能的影响.结果表明通过添加相对于悬浮液中TiO2粉体质量分数0.6%～3.0%的分散剂可以获得高稳定、高分散、低黏度的悬浮液.     

氧化铝-水纳米流体的制备及其分散性研究

通过在水介质中添加纳米氧化铝粒子,研制了一种新型传热冷却工质Al2O3-H2O纳米流体,给出的纳米流体沉降照片和粒径分布显示了加入分散剂的悬浮液具有较高的分散性、稳定性.同时还测定了纳米Al2O3-H2O悬浮液的zeta电位和吸光度,探讨了不同pH值和SDBS分散剂加入量对纳米氧化铝粉体在水相体系分散稳定性的影响.结果表明:zeta电位的绝对值与吸光度有良好的对应关系,zeta电位绝对值越高,吸光度越大,粉体体系的分散性能越好;pH值约在8.0时,溶液的zeta电位绝对值较高,吸光度较大,说明此时有较好的分散效果;SDBS能显著提高水溶液中Al2O3表面zeta电位绝对值,增大了颗粒问静电排斥力,改善了悬浮液稳定性.在0.1%纳米Al2O3-H2O悬浮液中,SDBS分散剂最佳加入量(质量分数)为0.10%时,能得到分散稳定的悬浮液体系.     

Cu-水纳米流体的分散行为及导热性能研究

通过测定Cu-水纳米悬浮液的Zeta电位和吸光度,采用Hotdisk热物性分析仪测量了其导热系数,探讨了不同pH值和分散剂浓度对Cu-水纳米悬浮液分散稳定性和导热性能的影响.结果表明,pH值和分散剂加入量是影响Cu-水纳米悬浮液分散稳定和导热系数的重要因素.最优化的pH值和分散剂加入量能显著提高水溶液中Cu表面Zeta电位绝对值,增大了颗粒间静电排斥力,悬浮液分散稳定性较好,导热系数较高.从分散稳定和导热系数提高两个方面来考虑,pH=9.5左右被选为最优化值,在0.1%Cu-H2O纳米流体中,0.07%SDBS被选为最优化浓度.另外,Cu-水纳米流体的导热系数随纳米粒子质量分数的增大而增大,呈非线性关系,且比现有理论(Hamilton-Crosser模型)预测值大.     

氧化铝-水纳米流体的分散性研究

通过在水介质中添加纳米氧化铝粒子，研制了一种新型传热冷却工质-氧化铝-水纳米流体，给出的纳米流体沉降照片和粒径分布显示了加入分散剂的悬浮液具有较高的分散性、稳定性．同时还测定了纳米Al2O3-水悬浮液的zeta电位和吸光度，探讨了不同pH值和SDBS分散剂加入量对纳米氧化铝粉体在水相体系分散稳定性的影响。结果表明：zeta电位的绝对值与吸光度有良好的对应关系，zeta电位绝对值越高，吸光度越大，粉体体系的分散性能越好；pH值约在8.0时，溶液的zeta电位绝对值较高，吸光度较大，说明此时有较好的分散效果．SDBS能显著提高水溶液中舢203表面zeta电位绝对值，增大了颗粒间静电排斥力，改善了悬浮液稳定性。在0．1％纳米Al2O3-水悬浮液中，SDBS分散剂最佳加入量（质量分数）为0．10％时，能得到分散稳定的悬浮液体系。     

纳米TiO2的原位包覆及分散性研究

采用水热合成法制备纳米TiO2粉体,以自制的1100分散剂对粉体进行原位包覆和后包覆,考察了分散剂用量、pH值对包覆体系分散性的影响,利用XRD和TEM进行结构表征和形貌观测,并采用分光光度法对纳米TiO2粉体水分散体系稳定性进行了检测,在此基础上制备了纳米TiO2／有机复合涂膜．研究表明：原位包覆制备的纳米TiO2中,锐铁矿相的质量分数为100％,分散较均匀,纳米TiO2粉体的平均粒径约为20nm;分散剂用量为8．0％、pH值为3和10时,其水溶液分散稳定性较高;后包覆制备的纳米TiO2粉体由锐钛矿相（73％）和金红石相（27％）构成,纳米TiO2粒子处于团聚状态,无明显颗粒形态;涂膜经自然光照射24h后,对大肠杆菌的杀灭率为99．8％;良好的分散工艺和有效的分散剂可充分发挥纳米TiO2的光催化功能．     

纳米CaCO3/TiO2复合粒子的制备

首先制备出分散性能良好的Ti(OH)4胶体溶液,然后将胶体溶液加入到以十二烷基苯磺酸钠为分散剂的纳米CaCO3水性悬浮液中;通过改变体系的温度、pH值等参数破坏Ti(OH)4胶体粒子的稳定性,导致Ti(OH)4胶体粒子沉积在纳米CaCO3表面从而形成具有核-壳结构的纳米CaCO3/TiO2复合粒子,沉积过程中纳米CaCO3可起成核剂作用.所制备的纳米CaCO3/TiO2复合粒子以球形或近球形为主,粒度均一,且壳层TiO2粒子的尺寸为5～8nm.     

水基纳米碳化钛流体稳定性分析

通过两步法制备出分散稳定性能好的水基碳化钛流体,采用分散稳定性分析、纳米颗粒表征来分析其状态。分散稳定性分析探讨了分散剂质量分数及pH值对水基流体稳定性的影响,纳米颗粒表征探讨了制备后流体中碳化钛晶相成分变化、颗粒表面分散剂吸附情况及颗粒存在形式。     

纳米ZrO_2、Al_2O_3单相及混合粉体的分散稳定性研究

以蒸馏水和无水乙醇作为分散介质,研究了六偏磷酸钠(NaPO3)6、聚乙二醇和聚丙烯酸对纳米Al2O3、纳米ZrO2单相及其混合粉体悬浮液分散稳定性的影响。结果表明:纳米Al2O3、ZrO2单相粉体在乙醇中的分散性较好,两者的混合粉体在水或乙醇中的分散性差别不大,主要取决于分散剂的种类,当pH=6～8时悬浮液最稳定,其中以聚丙烯酸为分散剂时分散效果最佳,六偏磷酸钠次之,聚乙二醇最差。     

纳米TiO_2在Al_2O_3涂层中的特征及作用机理

通过扫描电镜、能谱仪、X 射线衍射仪分析纳米TiO_2在陶瓷材料与NiCoCrAl黏结层激光重熔等离子喷涂结合界面的扩散现象,并对纳米TiO_2在陶瓷涂层中的作用机理进行探讨.结果表明:激光重熔过程中,纳米TiO_2充当了陶瓷材料增韧介质与导热介质的角色,在起到微裂纹增韧陶瓷材料作用的同时,将激光高能束产生的热量均匀传递给周围Al_2O_3,并由于自身的熔化而起到黏结相的作用,使陶瓷涂层更加均匀致密;陶瓷材料中的纳米TiO_2明显向界面结合侧扩散偏聚并发生化学反应,实现陶瓷涂层与黏结层材料的化学结合.     

Effect of surface fluorination of TiO2 particles on photocatalitytic activity of a hybrid multilayer coating obtained by sol-gel method

A multilayer photoactive coating containing surface fluorinated TiO(2) nanoparticles and hybrid matrices by sol gel approach based on renewable chitosan was applied on poly(lactic acid) (PLA) film by a step wise spin-coating method. The upper photoactive layer contains nano-sized functionalized TiO(2) particles dispersed in a siloxane based matrix. For the purpose of improving TiO(2) dispersion at the air interface coating surface, TiO(2) nanoparticles were modified by silane coupling agent 1H,1H,2H,2H-perfluorooctyltriethoxysilane (FTS) with fluoro-organic side chains. An additional hybrid material consisting of chitosan (CS) cross-linked with 3-glycidyloxypropyl trimethoxy silane (GOTMS) was applied as interlayer between the PLA substrate and the upper photoactive coating to increase the adhesion and reciprocal affinity. The multilayer TiO(2)/CS-GOTMS coatings on PLA films showed a thickness of ~4-6 μm and resulted highly transparent. Their structure was exhaustively characterized by SEM, optical microscope, UV-vis spectroscopy and contact angle measurements. The photocatalytic activity of the multilayer coatings were investigated using methyl orange (MeO) as a target pollutant; the results showed that PLA films coated with surface fluorinated particles exhibit higher activity than films with neat particles, because of a better dispersion of TiO(2) particles. The mechanical properties of PLA and films coated with fluorinated particles, irradiated by UV light were also investigated; the results showed that the degradation of PLA substrate was markedly suppressed because of the UV adsorptive action of the multilayer coating.     

Ag掺杂APS改性的TiO2颗粒的制备及其光催化降解作用

为提高Ag/TiO2纳米颗粒的光催化降解作用,采用聚合凝胶工艺路线,以钛酸四丁酯为前驱体,硝酸银为银源,通过向反应体系引入鳌合剂醋酸、表面改性剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)以及还原剂甲醛等添加剂,制备出TiO2粉体及Ag/TiO2纳米复合粉体。利用FT-IR、XRD、TG-DTA、TEM和UV-Vis-NIR等手段对样品进行表征。结果表明,经γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的TiO2颗粒掺Ag后分散性得到改善,粒径约1 nm的Ag颗粒较均匀地分布在10～15 nm TiO2颗粒上;可见光的利用和锐钛矿热稳定性都得到提高;Ag/TiO2纳米颗粒在光照下对甲基橙具有良好的光催化降解效果。     

在氯仿中合成纳米羟基灰石的研究

采用卵磷脂作为乳化剂,在氯仿-水所形成的乳液中制备纳米羟基磷灰石(HA)晶粒,并研究了卵磷脂对HA在氯仿中分散性的影响。FTIR及TEM分析结果表明,卵磷脂能吸附在HA晶粒表面,起着表面改性作用。通过分液除去水分后,HA仍能均匀地分散于氯仿中,没有产生团聚。因而,通过该法能制备出颗粒度在100nm左右、分散性好、能稳定存在的HA的氯仿悬浮液。在该悬浮液中加入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)能形成HA/PMMA复合材料,并且HA晶粒在基体中分散均匀。因此,本文的制备方法对于制备具有良好两相分布形貌和具有高强力学性能的有机无机复合材料有着重要意义。     

以PSA-A乳胶粒为模板批量制备TiO2空心球

以表面富载马来酸羧基的聚（苯乙烯-丙烯酸酯）阴离子（PSA-A）乳胶粒为模板,硫酸钛为原料,水为分散介质,制备了PSA-A/钛水解产物核壳微球,然后在空气中适当温度下煅烧得到粒径约为450nm的TiO2空心球壳,用TG、SEM、TEM、IR和XRD对样品进行了分析表征,并研究了核壳结构形成的过程和各实验条件对陈化过程中体系pH值变化速率的影响.得出影响核壳结构的关键因素为体系的pH值变化速率,以此依据设计出钛盐浓度为1mol/L,乳胶粒浓度为230g/L的高浓度条件下批量制备TiO2空心球壳的新实验方案,最终产物保持良好的空心球结构.     

用于合成纳米苯丙乳液的纳米TiO2表面改性及表征

研究了利用硅烷偶联剂改性纳米TiO2的方法,并通过FTIR、TEM等手段表征化学改性产物的结构和改性后纳米二氧化钛的分散性,结果表明偶联剂与二氧化钛表面发生化学偶联反应,使二氧化钛表面被偶联剂包覆,从而使二氧化钛改性产物在有机物中具有良好的分散性能.通过TEM分析用改性后的纳米TiO2原位合成的纳米TiO2/苯丙乳液复合体系具有以纳米TiO2粒子为核,以聚合物为壳的核壳结构,该乳液涂膜的耐水性达120h不泛白,硬度为H级,明显优于非纳米苯丙乳液,且具有很好的抑菌作用,可用于制备纳米水性涂料.     

Synergy between surface adsorption and photocatalysis during degradation of humic acid on TiO2/activated carbon composites

A photocatalyst comprising nano-sized TiO(2) particles on granular activated carbon (GAC) was prepared by a sol-dipping-gel process. The TiO(2)/GAC composite was characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffractiometry (XRD) and nitrogen sorptometry, and its photocatalytic activity was studied through the degradation of humic acid (HA) in a quartz glass reactor. The factors influencing photocatalysis were investigated and the GAC was found to be an ideal substrate for nano-sized TiO(2) immobilization. A 99.5% removal efficiency for HA from solution was achieved at an initial concentration of 15 mg/L in a period of 3h. It was found that degradation of HA on the TiO(2)/GAC composite was facilitated by the synergistic relationship between surface adsorption characteristics and photocatalytic potential. The fitting of experimental results with the Langmuir-Hinshelwood (L-H) model showed that the reaction rate constant and the adsorption constant values were 0.1124 mg/(L min) and 0.3402 L/mg. The latter is 1.7 times of the calculated value by fitting the adsorption equilibrium data into the Langmuir equation.