聚酰亚胺/纳米二氧化钛复合薄膜制备及表征

采用超声分散-原位聚合的方法,制备了不同纳米二氧化钛(TiO2)含量的聚酰亚胺(PI)/纳米TiO2复合薄膜,通过X射线衍射、紫外可见光谱分析、扫描电子显微镜、红外光谱对薄膜的形态结构及纳米颗粒在复合物中的分散性进行了表征分析.结果表明,纳米TiO2以球状微粒均匀分散在PI基体中,表观粒径约为300 nm(杂化包覆后的粒径),晶形仍为锐钛矿型;纳米TiO2粒子的引入,提高了PI薄膜对可见光的吸收.     

PVDF／多巴胺改性二氧化钛复合膜光阻隔性研究

制备了表面包覆聚多巴胺层的二氧化钛(TiO2@PDA)复合粒子,并采用溶液刮涂法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)／TiO2和PVDF／TiO2@PDA复合膜。利用傅立叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、透射电子显微镜表征了复合粒子的结构,利用紫外–可见光分光光度计、对比率仪表征了复合膜的紫外–可见光阻隔性。结果表明, PVDF／TiO2复合膜对紫外光具有优异的阻隔性,但对可见光的阻隔性(即不透明度)随TiO2含量增加而先增加后不变,PVDF／TiO2@PDA复合膜的不透明度则随TiO2@PDA含量的增加而单调增大。当薄膜厚度为20μm,TiO2体积分数为10％时,PVDF／TiO2复合膜对比率(CR)值为92.8％,小于完全不透明临界值98％,而PVDF／TiO2@PDA (多巴胺处理20 min)复合膜CR值为98.39％。一定TiO2浓度下,随着多巴胺处理TiO2时间的增大,复合膜达到完全不透明所需的薄膜厚度逐渐减小。     

新型上转光纳米TiO2的制备及利用可见光降解SDBS的研究

合成了一种新型含有稀土金属Er的上转光剂，它在488nm可见光的激发下，产生了5个波长均小于387nm的上转换紫外发射峰。采用超声波分散的方法制备出了上转光剂掺杂的纳米TiO2可见光光催化剂。采用X-射线衍射（XRD）及透射电镜（TEM）对TiO2催化剂进行了表征。以十二烷基苯磺酸钠（SDBS）为研究对象，研究了在（三基色灯下发出的）可见光的照射下该催化剂的催化降解性能，并与未掺杂纳米TiO2粉末的催化性能进行了对比。实验结果表明，作为掺杂成分的上转光剂可有效地将可见光转化为紫外光并被纳米TiO2粉末吸收利用，在可见光照射50h后SDBS降解率达49．33％，高于未掺杂纳米TiO2的26．93％，为大规模利用太阳光处理工业废水开辟了道路，具有很好的应用前景。     

CdS/TiO2复合纳米粒子的制备及其产氢性能研究

采用化学沉淀法制备了CdS包覆TiO2（CdS/TiO2）复合纳米粒子,利用XRD、TEM、SEM、UV-vis吸收光谱等对其进行了表征分析,并以可见光分解水制氢为探针反应考察了复合纳米粒子的活性。结果表明,CdS/TiO2 复合纳米粒子的颗粒大小约为40nm,TiO2 以锐钛矿型存在,CdS以六方相存在;复合纳米粒子的吸收光谱较TiO2 发生“红移”,大幅拓宽了对可见光区的吸收范围。光解水制氢实验表明,CdS/TiO2 复合纳米粒子具有良好的可见光释氢活性和光学稳定性。     

（Ni–Mo）/TiO2纳米薄膜光电催化降解罗丹明B的性能

采用恒电流复合电沉积制备了（Ni–Mo）/TiO2薄膜,对薄膜的表面形貌、晶相结构和光谱特性进行了表征,以罗丹明B为模拟污染物对薄膜的光电催化性能进行了测定,并分析了光电催化机理。结果表明：（Ni–Mo）/TiO2薄膜是粒径为50～100 nm的TiO2纳米粒子相和纳米晶Ni–Mo固溶体相构成的复合薄膜。薄膜具有优异的...     

纳米TiO2/C复合材料制备及其催化活性机理

用X射线衍射、透射电镜、紫外-可见光漫反射光谱等表征手段研究了纳米TiO2/C光催化剂的晶体结构和性能.结果表明:碳黑改性促使TiO2在较低温度(＜500 ℃)发生由锐钛矿相向金红石相转变,并有效抑制了纳米TiO2晶粒长大,经400 ℃热处理后,TiO2晶粒尺寸为7.3 nm.由于纳米碳黑弥散分布于纳米TiO2颗粒中,提高了该催化剂对亚甲基蓝分子的吸附性能.通过碳黑粒子的光敏化作用提高纳米TiO2的可见光光催化性能,加入5%(质量分数)纳米碳黑的TiO2/C光催化剂在400 ℃热处理后对亚甲基蓝降解率可达到93%.过多的碳黑会因其阻碍纳米TiO2与有机物接触而降低其降解效果,而过少的碳黑则会降低纳米碳黑对催化剂的敏化作用而降低其催化活性.     

壳聚糖改性纳米TiO2的制备及可见光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了壳聚糖(CS)改性纳米TiO2复合粒子。以甲基橙为目标污染物,通过碘钨灯照射进行可见光催化反应研究。考察了合成条件对TiO2/CS纳米复合粒子光催化性能的影响,得出了制备可见光高催化活性TiO2/CS纳米复合粒子的最佳条件:壳聚糖含量1wt%,焙烧温度280℃,焙烧时间2h,pH值为5,凝胶温度25℃。最佳条件下制备的TiO2/CS纳米复合粒子在太阳光下能快速催化降解甲基橙溶液,60min后甲基橙降解率达到99%,表明TiO2/CS纳米复合粒子是一种利用太阳光处理废水的新材料。     

可见光下发绿光的聚苯乙烯/CdTe复合材料的制备及光学性能研究

首先合成了带正电荷的十二烷基二甲基乙烯基卞基氯化铵,通过静电作用将其与用巯基丙酸修饰的带负电荷的CdTe纳米量子点结合,得到包覆有CdTe量子点的可聚合性的单体,将其与苯乙烯本体共聚后得到可见光下可发绿光的聚苯乙烯（PS）/CdTe复合材料。采用红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜表征其结构,并用紫外-可见光吸收光谱、荧光光谱测试其光学性能。结果表明,在紫外到可见光区域（380~480 nm）激发下,该复合材料均可发出绿光,当包覆有CdTe纳米量子点的可聚合性的单体的含量为1.2 %（质量分数,下同）时,材料的荧光量子效率可达到9.6 %。     

钇掺杂有序多孔TiO2薄膜的制备与可见光催化性能

采用胶体晶体薄膜为模板,利用溶胶–凝胶法制备了钇掺杂有序多孔TiO2薄膜,通过Fourier变换红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、紫外–可见光谱表征样品的结构和形貌,并以甲基橙为模型化合物研究了钇掺杂有序多孔TiO2薄膜材料可见光催化性能。结果表明：钇掺杂有序多孔TiO2薄膜规整致密,晶型为锐钛矿型,样品中钇元素含量约为1.2%。钇掺杂使得TiO2吸收光红移至可见光区,钇掺杂有序多孔TiO2薄膜可见光催化性能好于未掺杂有序多孔TiO2薄膜。     

低温制备纳米晶TiO2薄膜及其光催化性能

以无机盐TiOSO4、氨水、H2O2为原料,通过沉淀、胶溶、络合、回流等步骤制备了含有锐钛矿晶粒的回流溶胶(refluxed sol,RS).以RS为前驱体在玻璃基片上用红外灯100 ℃干燥,在低温下制备了纳米TiO2薄膜,采用X射线衍射、热重、扫描电镜、紫外可见光吸收光谱等测试手段对TiO2薄膜进行了表征.结果表明:低温制备的TiO2薄膜呈透明状,在可见光下透光率超过80 %,附着力良好,薄膜表面均匀分布着球形锐钛矿晶粒,晶粒粒径随回流时间延长而增加.以10 mg/L甲基橙为降解对象,考察了TiO2薄膜的光催化性能,由100 ℃回流6 h的RS-6溶胶制备的TiO2薄膜光催化性能最好,120 min内甲基橙脱色率达到99%以上,说明采用RS前驱体制备的TiO2薄膜光催化性能良好.     

Hydrogen-bonding assembly of heteropolyacid and poly(vinyl alcohol) for strong,flexible, and transparent UV-protective films

Although many preparation approaches have been developed, it remains a huge challenge to achieve ultraviolet (UV)-protection films that combine high transparency, excellent UV-shielding, and mechanical properties. Herein, we demonstrate a facile and eco-friendly process for fabricating strong, flexible, and transparent UV-protective poly(vinyl alcohol) (PVA) films by exploiting silicomolybdic acid (SiMoA) as UV absorber and reinforcing phase. Fourier-transform infrared analysis confirms the formation of strong hydrogen-bonding interactions between PVA and SiMoA. The glass-transition temperature, mechanical properties, and UV-shielding stability of the UV-protective PVA composite films obviously increase with increasing the content of SiMoA. By incorporation of only 2 wt % SiMoA, the UV-protective PVA composite film can block more than 90% of UV light in the entire UV regions and retain high visible light transparency (up to 95%). Simultaneously, the UV-protective PVA composite film presents excellent mechanical properties with a tensile strength of 65.2 MPa and an elongation at break of 172.6%, which are 72.0 and 69.5% higher than that of pristine PVA films. This work provides a simple but effective approach for creating strong, flexible, and transparent UV-blocking polymeric materials via hydrogen-bonding assembly, which are expected to have wide application prospects in UV-protection field. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 48813.     

复合溶胶处理棉织物的防紫外性能研究

采用溶胶-凝胶法制备不同配比和浓度的SiO2/TiO2和ZnO/TiO2复合溶胶,并对纯棉织物进行防紫外线整理。以织物的紫外线透过率为依据,研究了复合溶胶对棉织物防紫外性能的影响,并对整理前后织物的断裂强力和断裂伸长率进行测试。结果表明,增大复合溶胶中TiO2的比例或复合溶胶的浓度会提高整理织物的防紫外性能,但织物的强力损伤也会随之增大,损伤最大时织物经纬向强力降低分别下降了689 N和669 N,经纬向断裂伸长率分别下降了14.4%和7.5%。综合考虑复合溶胶的防紫外性能和织物的强力损伤,认为SiO2/TiO2复合溶胶中n(SiO)∶n(TiO)=4∶1,ZnO/TiO溶胶中n(ZnO)∶n(TiO)>1∶1,整理浓度为0.15~0.30 mol/L较为适宜。     

矿化剂对铝厂污泥和硅微粉合成莫来石的影响

利用铝型材厂工业污泥和铁合金厂硅微粉为主要原料,以氟化钡(BaF2)和二氧化钛(TiO2)分别作为矿化剂合成莫来石.探讨矿化剂的作用机理及对莫来石微观结构的影响.采用X射线衍射和扫描电子显微镜表征合成样品的晶相与显微结构.用Rietveld Ouantification 半定量分析软件计算各晶相的含量.结果表明:合成样品中莫来石以固溶体形式存在.当BaF2添加量为2.5%(质量分数,下同)时,莫来石固溶体的含量达95%,其晶相呈粒状和柱状.TiO2最佳添加量为1.0%,莫来石固溶体最高含量可达96%,其晶相呈细小的针状.     

氧化钛对铝厂污泥合成的镁铝尖晶石晶相结构的影响

用铝型材厂污泥和碱式碳酸镁[(MgCO3)4·Mg(OH)2·5H2O]为主要原料合成镁铝尖晶石(MgAl2O4),探讨氧化钛(TiO2)矿化剂对合成的MgAl2O4晶相结构、晶胞参数及微观形貌的影响.用X射线衍射,扫描电镜及相关分析软件,如:Philips plus,Rietveld quantification等表征得到的MgAl2O4.结果表明:当TiO2添加的质量分数(下同)低于2%时,MgAl2O4的相对含量及晶格参数随TiO2的增加而增加,TiO2的最佳添加量确定为2%,此时,生成的MgAl2O4相对含量达到92%,TiO2可与MgAl2O4形成固溶体,固溶量约为2%.TiO2添加超过2%则会形成含钛化合物.     

三维网状结构TiO_2纳米管的制备及光电性能研究

采用阳极氧化法在钛网基底上制备出三维网络结构的TiO_2纳米管。研究了电解液浓度、电解时间、电压及含水量等参数对TiO_2纳米管形貌的影响。利用扫描电子显微镜、能量色散X-射线光谱仪、X-射线衍射仪及紫外-可见漫反射光谱对其形貌和结构进行表征和分析,并通过光电流信号对TiO_2纳米管的光电性能进行研究。结果表明,当乙二醇溶液中氟化铵质量分数为0.5%,水为10%,U为40 V,t为2 h时制备的TiO_2纳米管的形貌最完整,结构最有序,并且具有良好的紫外-可见光响应性。     

光催化还原法制备载Ag光催化剂

采用光催化还原法在大颗粒负载型TiO2表面上制备了负载型Ag/TiO2光催化剂。以对甲基橙溶液的降解活性为研究对象，考察了光催化剂制备过程中AgNO3溶液浓度，还原反应气氛，还原反应时间，反应液pH值，EDTA的加入等反应条件的影响。研究了光催化还原法制备载Ag催化剂的可行性，得出光催化还原法的优化制备条件。     

恒流阳极氧化法制备TiO2光催化剂及其光电化学性能

以纯钛片为基体,在质量分数为1％的氢氟酸溶液中,采用恒电流阳极氧化法制备了TiO2光催化材料,利用FE—SEM、XRD、UV-Vis等方法对其微结构和光致特性等进行了表征,通过测定光电流-时间和光电压-电流等曲对TiO2的光电化学性能进行了研究,发现在氧化电流为0．15A条件下制得的TiO2结构均匀,光响应最灵敏,光电催化活性最佳。     

Novel method to prepare charged mosaic membrane by using dipole‐like microspheres. I. Preparation and characterization of poly(4‐vinylpyridine/n‐butyl acrylate) seed latex with high solid content by soap‐free emulsion polymerization

The stable latex of poly(4‐vinylpyridine‐co‐n‐butyl acrylate) (P4VP/nBA) with a solid content as high as 10 wt % was prepared by a modified soap‐free emulsion polymerization. A mixture of water and organic solvents was employed as the continuous phase for increasing the solid content of the latex. Several organic solvents were investigated and, among them, ethyl acetate (EA) and diethyl ether (DE) were effective. The stable latex with 10 wt % solid content was prepared by charging 10 wt % EA or a EA/DE mixture (5 wt % each); however, more than 10 wt % solid content of the stable latex could not be obtained even by charging more than 10 wt % EA or a EA/DE mixture. The stable latex with 10 wt % solid content, which was crosslinked with less than 0.5 wt % (based on monomer) of ethylene glycol dimethacrylate, was prepared by charging 10 wt % of EA. In this case, however, the pH of the continuous phase had to be adjusted to lower than 4. The effects of EA on the characteristics of the resulting uncrosslinked latex were investigated by employing ζ‐potential measurements and scanning electron microscopy. It was found that the mass of coagulum decreased as the EA increased. At 8 wt % of EA, a stable latex of 10 wt % solid content without any coagulum was obtained. The ζ potential of particles increased from −100 up to 45.7 mV as the EA increased from 0 to 10 wt %. The effects of batch and semicontinuous copolymerization on the morphology of the microspheres were investigated by using DSC and ultrathin cross‐sectional transmission electron miscroscopy photos. A core–shell structure was not found, despite the batch copolymerization of 4VP(1)/nBA(2) (r₁ = 4.3, r₂ = 0.23), even with disparate reactivity ratios. © 2000 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 76: 1731–1740, 2000     

介孔氧化钛晶须气相光催化降解三氯乙烯

以水合氧化钛和K2CO3为原料合成了介孔TiO2晶须,表征结果显示,其为锐钛矿型,具有微米级形貌和较高的比表面积和均匀的孔径. 在波长为365 nm的紫外光下光催化降解三氯乙烯(TCE),介孔TiO2晶须对TCE的降解率达到95%,高于Degussa P-25 TiO2粉末对TCE的降解率(87%),具有更高的光催化氧化活性,降解速率随TCE初始浓度升高而加快,当空气流速为1.64 cm/s时转化速率最高,其中氧气加快了光催化反应,光催化反应符合Langmuir-Hinshelwood动力学方程.     

金属热还原法制备低氧高钛铁的基础研究

以金红石、钛精矿、Al(或铝镁合金)为原料采用热还原法制备出高钛铁合金. 计算了不同反应体系的绝热温度以及与TiO2-Al,TiO2-Mg体系相关反应的吉布斯自由能变,采用DTA研究了不同体系的反应动力学,采用XRD等对高钛铁合金进行了表征. 结果表明,所有反应体系的绝热温度均大于1800 K,反应能自发进行;采用Al-Mg合金复合还原剂能保证TiO2的有效还原,降低合金中的氧含量以及夹杂物含量;Al还原TiO2反应的表观活化能为164.497 kJ/mol,反应级数为0.414,Mg还原TiO2的表观活化能为383.235 kJ/mol,反应级数为0.591;高钛铁由Al2O3、TiO2、Ti2O、Fe2TiO4 、Ti9Fe3(Ti0.7Fe0.3)O3等复杂相组成,合金中氧含量高达12.20%.