氧化钛纳米管阵列制备及应用

氧化钛纳米管阵列因其独特的高度有序的阵列结构而具有良好的力学、化学稳定性以及抗腐蚀性能,在光解水制氢、太阳能电池、光催化、环境净化、气敏传感器等领域具有潜在的应用价值,引起了人们的广泛关注。对近年来TiO2纳米管在制备技术、形成机理、离子掺杂及其应用研究方面取得的成果做了综合评述,在此基础上探讨了TiO2纳米管制备及改性方面存在的问题,并对今后的发展方向予以展望。     

硬脂酸镧热稳定剂的制备、表征及在PVC中的应用

采用皂化法制备硬脂酸镧稳定剂,通过FTlR和DSC对其结构和性能进行表征.硬脂酸镧稳定剂与传统稳定剂相比具有更好的稳定性和耐候性,可代替传统热稳定剂用于制备PVC.实验结果表明:加入硬脂酸镧稳定剂可显著提高PVC树脂的热稳定性、加工性能和机械性能.     

高岭土纳米管的制备及其脱硫性能的研究

高岭土纳米管是一种非常有前景的新型纳米管材料。以高岭土为原料采用插层法制备了高岭土纳米管,并对其脱硫性能进行了首次研究。利用静态实验研究了高岭土、高岭土-DMSO、高岭土纳米管及MCM-41对噻吩的吸附脱除性能。实验发现,高岭土纳米管对有机硫的脱除是有效的,并且其脱除噻吩的容硫量高达10.08 mg/g。通过分析,高岭土纳米管的比表面及孔径大小是影响脱硫率的关键。     

等离子体喷涂生物陶瓷涂层

综合介绍了文献及中国科学院上海硅酸盐研究所在等离子体喷涂生物涂层方面的近期研究进展。羟基磷灰石涂层已在临床上获得应用,但使用效果仍然受其较低的结合强度和结晶度所制约。通过优化喷涂工艺和制备羟基磷灰石基复合涂层,可有效提高羟基磷灰石涂层的结合强度和结晶度。此外,为了获得综合性能优良的植入体材料,制备了多种新型的生物活性陶瓷涂层。纳米氧化钛涂层经合适工艺的后处理可具有良好的生物活性,由于其与钛合金基体有较高的结合强度,在体液环境下具有高稳定性和生物相容性,使纳米氧化钛涂层成为一种具有发展前景的植入体涂层候选材料。新型生物活性硅酸钙涂层具有良好的生物活性,与骨组织能形成有效结合。此外,对这些新型涂层的生物活性机制也做了必要的描述。     

纳米管阵列光催化剂研究进展

TiO₂纳米管阵列以其优异的性能成为很有发展前景的新型纳米结构材料。综述了目前制备TiO₂纳米管阵列的3种方法,即模板合成法、水热合成法和阳极氧化法。阐述了提高TiO₂纳米管阵列的光催化活性常采用的改性方法,包括贵金属沉积、金属离子掺杂、非金属掺杂和半导体复合以及TiO₂纳米管阵列在染料敏化太阳能电池、光解水制氢、光催化降解有机污染物和气敏传感材料等领域的应用研究进展,提出通过改进制备工艺和改性方法制备高性能的TiO₂纳米管阵列光催化剂是未来主要的研究方向。     

温度对TiO_2纳米管光催化性能的影响

采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列,对其结构进行了XRD、TEM表征,并研究了温度对TiO2纳米管光催化性能的影响及作用机理。结果表明,在40~240℃,TiO2纳米管光催化降解苯的性能随温度的升高先提高后降低,在200℃时达到最高。升高温度导致TiO2纳米管表面水分子脱附,为苯的催化降解提供了更多的反应位,这是升温提高TiO2纳米管光催化性能的主要作用机制。     

水热法制备TiO2纳米管及其影响因素的研究

分别以金属钛(Ti)和氧化钛(TiO2)为原料,通过水热法制备TiO2纳米管,研究水热温度、pH、不同钛源和n(TiO2)/n(NaOH)的比值对TiO2纳米管形貌的影响。结果表明,在最佳实验条件(t=150℃,pH=10~12,n(TiO2)/n(NaOH)=6.25×10-4)下,以TiO2作钛源时制备出管壁厚度和外径分别为2 nm和8~10 nm的TiO2纳米管;以金属钛粉作钛源所制备的TiO2纳米管,其壁厚、外径分别约为1~1.5 nm和3~5 nm,明显小于前者。在温度为130℃~170℃、pH=8~12范围内,温度、pH对TiO2纳米管的壁厚和管径基本无影响。     

石墨烯-二氧化钛纳米管催化剂的光解水制氢性能研究

为改善能源短缺,对新型光催化水解制氢材料进行了研究。通过改进Hummer法制备氧化石墨,溶胶-凝胶法制备锐钛矿型二氧化钛,采用浓碱法制得石墨烯-二氧化钛纳米管催化剂,考察了不同石墨烯的掺杂量对催化活性的影响。经过光解水制氢实验发现,掺杂不同质量分数石墨烯的催化剂催化活性得到了进一步提高,其中掺杂量为1%的产氢活性最好,产氢速率是纯二氧化钛纳米管的2. 5倍。通过BET、XRD、UV以及FT-IR等方法对催化剂进行了表征。结果表明,石墨烯与二氧化钛纳米管成功复合,并且石墨烯的掺杂在一定程度上提高了催化剂的BET比表面积;催化剂对可见光的响应范围得到进一步扩大,这为催化剂光解水制氢性能的提高提供了有力的条件。     

蓖麻油酸镧的制备及和其他PVC热稳定剂协同效应的研究

前期采用了改进的复分解法合成了一种新型稀土热稳定剂蓖麻油酸镧,探讨NaOH浓度、反应温度和反应时间等因素对合成工艺的影响,以确定制备蓖麻油酸镧的最佳工艺条件,当反应在70℃,氢氧化钠浓度为8 g/L,氢氧化钠滴加时间为1 h时,合成的蓖麻油酸镧最好。通过热重分析和刚果红法,得知其对PVC显示出较好的热稳定性。通过其和其它PVC热稳定剂间协同作用的研究,结果显示蓖麻油酸镧和季戊四醇存在明显的协同作用,和β-二酮也可显示一定的协同作用。凝胶渗透色谱实验表明蓖麻油酸镧的加入,能减少PVC的断链和交联。     

镍纳米管的制备及电化学储氢性能

本文以多孔氧化铝(AAO)为模板,采用电化学沉积法制备了镍纳米管,通过透射电镜(TEM),能谱仪(EDX),选区电子衍射图(SAED)对镍纳米管的形貌、微观结构及组成进行了表征。并将所制备的镍纳米管制成微电极,用循环伏安法测试了其电化学储氢性能。结果表明,所制备的镍纳米管管径约20nm,管长可达微米级,且相比于镍粉,镍纳米管的电化学储氢性能更好。     

镧和铈在Y型分子筛方钠石笼中的定位差异以及对FCC催化剂反应性能的影响

用新型制备工艺分别制备镧和铈改性的Y型分子筛，并通过X衍射法、分光光度法和ACE反应评价等手段考察两种稀土元素在Y型分子筛中的定位状况、制备过程中的利用率、水热稳定性以及反应性能的差异。研究发现，镧在较低能耗条件下容易实现在Y型分子筛方钠石笼中的定位。同时，镧改性的Y型分子筛还具有稀土利用率高、热和水热稳定性好等特点。ACE评价结果表明，镧改性Y型分子筛制备的催化剂在反应性能上有明显优势。     

改性镧系钙钛矿催化剂强化挥发性有机物催化氧化的研究进展

钙钛矿因其结构稳定并具有优异的物化性质,近年来在催化剂方面的应用受到了广泛关注。本文综述了采用不同方法对镧系钙钛矿进行改性来增强催化剂的活性、抗毒性、稳定性和选择性的研究进展;分析了镧系钙钛矿的结构、表面参数、活性氧和低温还原性对于挥发性有机物转化效率的影响,重点阐述了通过优选钙钛矿的制备方法、制备负载型钙钛矿和掺杂型钙钛矿等改性方法来提高镧系钙钛矿催化剂的性能,由此展望了未来改性镧系钙钛矿催化剂的研究方向：采用非金属元素掺杂或多种强化方法结合制备高效催化剂、利用催化燃烧协同光催化氧化转化挥发性有机物、进一步通过实验和仿真模拟制备理想钙钛矿催化剂催化氧化多种挥发性有机物混合物以满足工业化需求。     

硫镧掺杂纳米TiO2的合成及其抗菌性能研究

以钛酸四丁酯为钛源,聚乙二醇200为分散剂,采用溶胶-凝胶法制备一种新型的硫镧掺杂纳米TiO2抗菌材料.通过透射电镜和X射线衍射对纳米材料的微观结构进行表征分析,并检测硫、镧掺杂对纳米TiO2抗菌性能的影响.结果表明,所制备的硫镧掺杂TiO2为锐钛矿型纳米晶,硫、镧的掺杂导致TiO2的粒径变小.抑菌试验结果显示,在日光灯和紫外灯照射下,所制备的硫镧掺杂TiO2纳米材料具有良好的抗菌性能,在日光灯照射下抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度MIC值均≤250 mg/mL.通过与纯的TiO2对比,掺杂硫镧TiO2的抑菌效果更明显,且其抗菌性能与掺杂硫镧的含量成正相关.     

钛酸纳米管光催化剂的改性研究进展

钛酸纳米管具有高比表面积和光化学稳定性等特点,在光催化领域得到广泛的研究。为了拓宽可见光吸收范围和提高量子产率,需要对其进行改性。本文介绍了金属离子掺杂、贵金属沉积及复合半导体对钛酸纳米管光催化剂的改性研究最新进展,分别从实验制备及掺杂后的光催化特性入手,分析了各种改性方法的作用机理。最后指出了钛酸纳米管改性的进一步研究方向。     

不同原料制备钛酸铝陶瓷性能比较

采用2种原料分别为高铝矾土和氧化钛、工业氧化铝和氧化钛。粉料经过预烧之后经成形、烧结制备陶瓷。为了比较2种制品。分别对其进行了抗压强度、抗折强度、热膨胀系数、热震稳定性测试及微观形貌观察。结果表明．采用前者为原料制备的陶瓷性能可以与后者相媲美。同时由于高铝矾土价格便宜．因此更适用于工业生产的需要。     

电化学制备TiO_2多孔纳米薄膜的影响因素研究

以硫酸溶液为电解液,用阳极氧化方法制备出具有纳米孔结构氧化钛薄膜,光催化性能远远大于普通尺度的氧化钛,通过在氧化钛表面附载卟啉类光敏剂,进一步提高氧化钛薄膜的光催化性能,使得光谱响应区红移,在可见光区能够吸收,可将太阳能转化成电能。     

纳米二氧化钛管阵列的制备及其光催化氧化降解甲基橙性能的研究

本文采用电化学阳极氧化法制备了管径为90—150nm的纳米管阵列。采用SEM和XRD对制备的二氧化钛纳米管阵列进行了表征。考察了焙烧温度对阳极氧化法制备纳米二氧化钛管阵列晶形结构的影响。将所制备的纳米管用于光催化降解甲基橙反应,考察了其在通气和不通气条件下光催化降解甲基橙的性能。结果显示：在550℃下焙烧的纳米管阵列具有良好的催化活性;反应器中通氧气可以提高纳米二氧化钛对甲基橙的光催化活性。     

研究与述评

<正>201512088 TiO_2纳米管增强改性的复合乳胶粒子及其新型水性涂料的性能研究[刊,英]/Montesinos,Rosa等//Polymer-Plastics Technology and Engineering.-2015,54(7).-730~740采用无机纳米管增强改性的具有纳米结构的乳胶粒子制备了新型环境友好的水性涂料。上述乳胶粒子具有核-壳结构,其壳由不用用量的丙烯酸进行功能化改性处理。聚合物外层经TiO_2纳米管以100 mg/kg、     

LaF_3∶Eu纳米管阵列可控制备及荧光性能

在多孔氧化铝模板中,采用负压抽滤法制备了LaF3∶Eu纳米管阵列。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、选区电子衍射和能量色散谱对LaF3∶Eu纳米管的晶相结构、形貌、元素组成进行了表征。研究了Eu3+掺杂量对LaF3∶Eu纳米管荧光性能的影响。结果表明:制备LaF3∶Eu纳米管为非晶态结构,其形貌可控,且纳米管直径均一,直径约为100nm。LaF3∶Eu纳米管中La、F和Eu元素的摩尔比为23.42∶72.94∶3.64。荧光光谱表明,当Eu3+掺杂量为6%(摩尔分数)时,LaF3∶Eu纳米管阵列荧光强度最强。     

稀土La掺杂二氧化钛纳米管的微波法制备

微波法制备纳米管是利用微波对水的介电作用进行的,它是一种合成纳米管的新型工艺方法。本研究以溶胶-凝胶法制备的掺杂TiO2纳米粉体为前体,利用微波法制备TiO2纳米管,用透射电子显微镜和扫描电子显微镜对其进行表征。结果表明:以TiO2纳米粉体为前体,利用微波法可以制得形貌比较完整的TiO2纳米管,其外径为8～15nm,内径为5～10nm,长50～100nm。未经HCl酸洗的TiO2纳米管在电镜下结构非常完整,而经过HCl酸洗的TiO2纳米管在电镜下观察则发现其局部遭到破坏。