ZrO2中孔膜的制备及其耐酸碱腐蚀性能

以正丙醇锆为前驱体,通过颗粒溶胶路线制备ZrO2溶胶,并以此溶胶制备出稳定的制膜液. 采用浸浆法,经过一次涂膜,在平均孔径约为70 nm的片状a-Al2O3支撑体上制备出完整无缺陷的孔径小于10 nm的中孔ZrO2陶瓷膜,详细考察了烧成温度对ZrO2粉末和ZrO2中孔膜性能的影响. 在450℃的烧成温度下制备出孔径约为7 nm的ZrO2中孔膜,该膜对PEG的截留分子量为19500,在原料液侧压力为0.76 MPa、温度(23±1)℃条件下,纯水渗透通量为30~35 L/(m2×h). 经HNO3(pH=2)和NaOH(pH=13)溶液动态腐蚀后的ZrO2中孔膜对PEG截留分子量的变化表明,所制ZrO2膜具有较高的耐酸碱腐蚀性能.     

γ-Al2O3中孔陶瓷膜的制备及表征

以粒径为0.3～0.4 μm的α-Al2O3为原料,通过悬浮液真空抽吸法,制备出平均孔径约为70 nm的完整无缺陷的片状α-Al2O3支撑体;以仲丁醇铝为前驱体,采用颗粒溶胶路线制备出稳定的Boehmite溶胶,以此溶胶采用浸浆法,在制备的α-Al2O3支撑体上制备出完整无缺陷的γ-Al2O3中孔膜,并考察了烧成温度对γ-Al2O3中孔膜性能的影响.结果表明,本文制备出的γ-Al2O3膜的孔径约为3 nm,对PEG的截留分子量为2800～5300,纯水渗透通量为11.5～25.9 L·m-2·h-1[7.6×105 Pa,(14±1)℃].说明在孔径为70 nm左右的载体上直接制备孔径为3 nm的完整的中孔膜是可行的.     

γ-Al2O3中孔陶瓷膜的制备及表征

以粒径为0.3～0.4 μm的α-Al₂O₃为原料,通过悬浮液真空抽吸法,制备出平均孔径约为70 nm的完整无缺陷的片状α-Al₂O₃支撑体;以仲丁醇铝为前驱体,采用颗粒溶胶路线制备出稳定的Boehmite溶胶,以此溶胶采用浸浆法,在制备的α-Al₂O₃支撑体上制备出完整无缺陷的γ-Al₂O₃中孔膜,并考察了烧成温度对γ-Al₂O₃中孔膜性能的影响。结果表明,本文制备出的γ-Al₂ O₃膜的孔径约为3 nm,对PEG的截留分子量为2800～5300,纯水渗透通量为11.5～25.9 L.m^-2.h^-1［7.6×10⁵ Pa,（14±1）℃］。说明在孔径为70 nm左右的载体上直接制备孔径为3 nm的完整的中孔膜是可行的。     

掺杂铁TiO_2纳米微粒的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Fe3+掺杂改性纳米TiO2光催化剂,通过纯TiO2和掺铁TiO2分别做光催化剂时甲基橙溶液在紫外光下的光催化降解试验发现,掺杂铁离子可以有效提高TiO2的光催化活性,结果表明:选用Fe3+掺杂量为0.05%,煅烧温度在500℃下得到的Fe3+-TiO2催化剂,在甲基橙溶液pH值为3,催化剂投加量为1 g/L时,其光催化活性达到最佳效果。     

溶胶-凝胶模板法制备三维有序大孔TiO_2微球

采用无皂乳液聚合方法自制的单分散聚苯乙烯(PS)微球乳液为原料,并以PS微球自组装制备了有序胶体晶体模板("蛋白石"),采用溶胶-凝胶模板法制备了三维有序大孔TiO2微球("反蛋白石"),其孔呈六边形,孔径分布均一,约为200 nm,运用SEM,XRD对其形貌特征及晶型进行表征。结果表明,采用表面含有羧基的单分散聚苯乙烯微球及高的硅油粘度制得的模板有序度高;控制煅烧温度可以改变有序大孔TiO2微球的晶型,当煅烧温度为500℃时,其晶型为锐钛型,当煅烧温度为700℃时,其晶型则为金红石型。     

Eu~(3+)掺杂TiO_2光催化剂的制备及废水处理性能研究

以钛酸四正丁酯、氯化铕为原料,采用溶胶-凝胶法合成了Eu3+掺杂纳米TiO2光催化剂,借助X-射线粉末衍射(XRD)及UV-Vis测试手段对样品进行了表征,并以罗丹明B为模型污染物考察了Eu3+掺杂量对样品光催化活性的影响规律。XRD分析表明,所得粉体均为锐钛矿相纳米TiO2,且Eu3+掺杂后随着掺杂量的增加,纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低;UV-Vis光谱分析表明,适量铕掺杂使得催化剂在400~600 nm的可见光区对光的吸收显著增强,对光具有更高的利用率;以罗丹明B为降解物的光催化实验表明,当Eu3+掺杂量为0.5%时其光催化活性最好,并将该光催化剂用于炼油厂废水的处理,对其实际应用进行了探索。     

溶胶凝胶水热法制备Fe~(3+)掺杂纳米TiO_2的应用研究

钛酸正丁酯为前驱体、聚乙二醇(PEG-4000)为模板剂,溶胶凝胶水法制备Fe3+掺杂纳米二氧化钛,考察其对苯酚光催化降解性能。在水量2mL、乙醇量45mL、冰醋酸2.5mL、pH值1.5和Fe3+掺杂量0.07%(Fe3+/Ti4+物质的量比)条件下,可得到平均孔径为3.73nm、孔径分布范围2.8~11.4nm、孔容为0.412cm3/g和比表面积为108.794m2/g的Fe3+掺杂纳米二氧化钛粉末,对苯酚降解率达到87.6%,比未掺杂提高了18.3%。     

金属离子掺杂对TiO_2薄膜性能的影响

以钛酸丁酯为主要原料,在乙醇-水体系中采用溶胶-凝胶法,制备掺杂Li+、Mg2+、Al3+三种金属离子的溶胶前驱体,利用浸渍提拉法制备TiO2薄膜。结果表明,掺杂金属离子的薄膜的最大吸收波长均在300~310 nm处;掺杂Li+、Mg2+的薄膜的吸收光谱发生蓝移,且随掺杂量的增多蓝移现象减弱;掺杂Al3+的发生红移,且随掺杂量的增多红移现象减弱。掺杂Mg2+的吸光性能较好。扫描电镜照片表明试样的表面平整,颗粒均匀。     

锰掺杂TiO_2的制备、表征及光催化性能研究

应用溶胶凝胶法,以氯化锰和钛酸丁酯为原料制备了前躯体,前躯体在500℃、焙烧3小时条件下制备了不同浓度掺杂锰的TiO2纳米粉体。采用XRD、SEM、EDS、UV-VIS等分析手段对样品的物相、形貌、成分和吸光性能进行了表征,并且以亚甲基蓝溶液为模拟污染物在阳光下进行了光催化实验。结果表明,样品主要为锐钛矿相二氧化钛及少量的金红石型二氧化钛;样品呈颗粒状,有一定程度的团聚;锰掺杂样品的吸收光谱红移至440nm;光催化实验表明锰掺杂可以改善TiO在可见光波段的光催化性能。     

TiO_2光催化薄膜的制备法

介绍了溶胶凝胶法制备TiO2 光催化薄膜的特点、原理和方法 ,并对TiO2 在非耐热基材表面的低温涂膜技术作了简要评述。     

微孔TiO_2陶瓷膜的制备和性能的初步研究

采用溶胶—凝胶工艺制备了担载锐钛矿型ＴｉＯ２陶瓷膜,制备溶胶时所加ＣＨ３ＣＯＯＨ起控制Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）４强烈水解的作用,加入量为：ＣＨ３ＣＯＯＨ／Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）４＝８－１２,溶胶粘度４－６Ｐａ·ｓ,浸渍时间２０－２５ｓ,真空干燥,热处理温度４００℃,性能表征结果：三次涂膜孔径０．１７μｍ、孔径分布狭窄,耐酸碱性好,再生恢复率９７．１％。     

羟基磷灰石包覆TiO2的制备及其光催化性能

利用羟基磷灰石对有机质良好的吸附性，在TiO2光催化剂表面包覆少量羟基磷灰石，可改善TiO2对有机物的吸附性能。采用3种不同组成的钙磷包覆溶液，在TiO2表面包覆羟基磷灰石。用扫描电镜和X射线衍射分析羟基磷灰石包覆TiO2粉体的结构和组成；研究钙磷包覆溶液组成、TiO2包覆时间、羟基磷灰石包覆量等对TiO2光催化性能的影响。结果表明：在pH值为7．3、40℃恒温反应6h，羟基磷灰石可沉积在TiO2表面。表面包覆0．2％～0．5％(按质量计)羟基磷灰石的TiO2颗粒，光催化性能有明显提高。     

TiO2界面光催化剂的制备及其催化性能研究

采用液相沉积法在纳米TiO2表面沉积SiO2形成SiO2-TiO2纳米复合微粒,然后用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对SiO2-TiO2微粒进行表面部分修饰,制备了两亲性TiO2界面光催化剂.采用XRD 、TEM、FT-IR和TG-DTA 等技术研究了所得样品的形态结构和包覆情况.结果表明,SiO2-TiO2复合微粒中TiO2呈锐钛矿型,且其表面均匀地包覆着一层SiO2膜,对SiO2-TiO2纳米复合微粒进行部分改性后,所得样品具有界面两亲性质,紫外光照射2 h后仍能够稳定地悬浮在油-水两相界面.以亚甲基蓝的光催化降解反应为模型反应,考察了TiO2界面光催化剂的催化性能,试验结果表明,在紫外光照射下,TiO2界面光催化剂对亚甲基蓝的脱色降解效果明显优于纯TiO2,反应2h后脱色率达到75%左右;并且TiO2界面光催化剂由于可以稳定悬浮于界面上而便于回收.     

环氧树脂/纳米介孔分子筛复合材料的制备及性能研究

通过溶液共混法制备出环氧树脂（EP）／纳米介孔分子筛MCM-41（with template）（以下简称MCM-41）复合材料。研究了不同的MCM-41粒子含量对其在EP中的分散性和EP／MCM-41复合材料拉伸性能的影响。结果表明,这种具有独特的有机-无机复合结构的MCM-41直接用作填料时,能与EP形成新型网络复合结构,当MCM-41粒子的用量为1．5～2．5份时,它能均匀地分散在EP基体中,有效地提高EP／MCM-41复合材料的拉伸性能。     

二氧化钛/聚酰胺正渗透复合膜的制备与表征

以钛酸四丁酯为原料,在水/丁醇界面区进行水解,制备了锐钛矿型二氧化钛。将TiO2分别分散在水相(MPD溶液)和油相(TMC溶液)中,以界面聚合方法制备了TiO2/聚酰胺正渗透复合膜,初步研究了TiO2分散在油相和水相中制备的二氧化钛/聚酰胺复合膜的结构及其在正渗透过程中分离性能。SEM图谱结果表明,TiO2添加到水相中时,其主要存在于聚砜基膜的指状孔道中;当TiO2添加到油相中时,其主要分布在复合膜表面。膜分离性能的研究结果表明,TiO2添加在水相和油相中都能显著提高膜的水通量和截盐率;TiO2添加在油相中对膜的分离性能改进更大,膜的水通量为未添加TiO2聚酰胺复合膜的两倍,截盐率可达99.9%。     

壳聚糖-聚乙烯醇吸附膜的制备及对Cd2+吸附性能的研究

采用浸渍沉淀相分离法制备了壳聚糖-聚乙烯醇(CS-PVA)吸附膜。通过扫描电子显微镜表征证实,此法制得的膜表面粗糙多孔,是一种疏松结构,对Cd2+的吸附效果大大高于流延法制得的光滑致密膜。对浸渍沉淀相分离法制得的膜进行了吸附时间、吸附pH以及吸附剂量等影响因素的考察,结果表明,这些因素对Cd2+的去除率影响显著,在pH=6、吸附膜质量与初始质量浓度100 mg/L的Cd2+溶液体积比为50 mg/mL、吸附时间240 min时,Cd2+的去除率最大。对吸附前后膜结构的变化进行了红外光谱仪、X射线衍射仪的分析,并对膜的"吸附-脱附"循环使用次数进行了研究,确定此法制得吸附膜性能稳定,可以有效去除Cd2+。     

氮镱共掺杂TiO2介孔材料的制备及光催化降解生活污水

以尿素和硝酸镱分别作为氮源和镱源,用溶胶-凝胶法制备氮、镱共掺杂TiO2光催化剂.通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、能量分散X射线能谱(EDX)等分析手段表征产品结构和光学性能.考察了光照时间、pH、催化剂中含氮摩尔百分量等因素对光催化降解生活污水的影响.结果表明,经紫外光照射4 h,体系的pH=4、氮与钛的摩尔百分比为3时,对生活污水的光降解效果最好,COD去除率可达79.6%,色度去除率达到100%.     

O-羧甲基壳聚糖的制备及其对Ni^2＋吸附性能研究

通过羧烷基化对壳聚糖进行改性,发现当壳聚糖与氯乙酸、壳聚糖与氢氧化钾的质量比分别为1:4.26及2:2.3时,45℃下反应4.5h,可得到O-羧甲基壳聚糖,产率为97.1%,对产品进行红外光谱表征.在此基础上研究了制备的O-羧甲基壳聚糖对Ni2+的吸附性,探讨溶液pH、Ni2+初始浓度和取代度等因素对其吸附性的影响.结果表明,最佳吸附条件是溶液pH为8.0、Ni2+初始浓度为33.2778 mg·mL-1、O-羧甲基壳聚糖取代度为0.712、平衡吸附时间为6 h.对O-羧甲基壳聚糖进行脱附研究,结果显示H2SO4是一种很好的脱附剂,能在0.5h内将吸附在O-羧甲基壳聚糖上的Ni2+脱去90%以上,重现性好.     

二氧化钛介孔膜制备、表征及其光催化性能研究

采用提拉-浸渍法在铟化锡导电玻璃( ITO)表面制备TiO2介孔薄膜,通过X射线衍射分析、透射电镜及N2吸附-脱附等测试对材料进行了表征.结果表明,薄膜材料为高催化活性的锐钛矿型,具有高比表面积(166m2·g-1)和较窄孔径分布(2～10nm).以TiO2/ITO为工作电极,建立三电极光催化体系.结果表明,降解初始质量浓度20mg·L-1的甲基橙光电催化反应中,当pH=2、外加阳极偏电压为0.6V、电解液Na2SO4的浓度为10 mmol·L-1时降解效果好,降解率可达97％.     

纳米二氧化钛系材料的合成及表征技术

综合叙述了有关纳米级二氧化钛的制备方法，特别是溶胶-凝胶法在制备TiO2薄膜方面的应用，并对材料的表征技术进行了介绍。