新型光催化剂TiO_2/SiO_2的制备和催化性能研究

本文以SiO2 为载体 ,利用TiCl4水解的方法制备了负载型TiO2 /SiO2 光催化剂 ,并对其形貌、结构和晶型进行了表征。探讨了催化剂制备条件的变化对降解DDVP(氯代乙烯磷酸酯 )性能的影响 ,最后确定了TiO2 /SiO2 催化剂的最佳制备条件     

TiO_2/SiO_2的制备及其对DDVP光催化性能的研究

采用溶胶 -凝胶法制备了负载型光催化剂 Ti O2 Si O2 ,并用所制样品对有机磷农药 2 ,2 -二乙烯基二甲基磷酸酯 ( DDVP)进行光降解实验。用扫描电镜 ( SEM) ,红外光谱 ( IR)对所制样品进行了检测 ,讨论了制备条件 ,试剂用量等因素对 Ti O2 Si O2 制备及降解性能的影响。结果表明 :制备条件选用粒径为 180～ 2 5 0 μm的硅胶 ,浸渍时间 12 h,RH=90 %时所制样品的催化效果最好。     

改性纳米TiO_2/SiO_2作为润滑油添加剂的摩擦性能研究

钛酸酯偶联剂改性后的两种纳米颗粒按不同质量分数配比加入基础油中在销盘摩擦磨损机上进行实验。通过实验前后销的磨损量变化和盘表面粗糙度值分析复合纳米添加剂的摩擦磨损性能,并借助扫描电镜和X射线光电子能谱(XPS)检测盘试样表面形貌和元素组成。实验结果表明当基础油中添加1.5%的纳米TiO2和3%的SiO2时,销的质量磨损量为实验前质量的0.85%、表面粗糙度Ra值1.098μm、摩擦系数降低了69.8%,XPS检测到表面含有Ti、Si元素。由于纳米颗粒在摩擦过程中产生了微轴承效应的同时形成了润滑保护膜,从而大大地提高了润滑油的摩擦性能。     

高耐候TiO_2表面包覆SiO_2的研究

探讨了氯化法金红石型钛白粉表面包膜前的分散行为及包覆Si O2的致密条件。采用最佳的分散工艺,并以酸溶性为主要选择依据,采用不同包膜工艺、不同酸性调节剂进行实验,选择出最佳的无机表面处理方法。并用扫描电镜对二氧化钛样品进行表征。     

亲水性无定型TiO_2/SiO_2薄膜及其强化传热性能研究

采用溶胶-凝胶技术在传热管表面涂覆TiO2/SiO2复合溶胶涂层,并通过优化热处理温度和干湿交替处理工艺,提升涂层的亲水性能和强化传热性能。试验结果显示,在热处理温度为200℃时,凝胶涂层以无定型结构为主;热处理试样经过6次干湿交替处理后,即可使表面接触角降低到10°左右;传热管表面较好的润湿性能,可显著提升降膜式换热器的换热效率。     

锌掺杂多孔SiO_2/TiO_2薄膜制备及光催化性能研究

锌掺杂多孔SiO2/TiO2(多孔Zn-SiO2/TiO2)复合薄膜自清洁玻璃以含聚乙二醇的钛醇盐和硅醇盐的复合溶胶前驱体通过浸渍提拉法制备。结果表明,在TiO2薄膜中添加SiO2可抑制TiO2晶粒长大,并提高TiO2薄膜的亲水性;随着聚乙二醇添加量的增加,锌掺杂多孔SiO2/TiO2薄膜的孔隙增多,表面积增大;经500℃煅烧的多孔Zn-SiO2/TiO2复合薄膜中,TiO2主要为催化效率高的锐钛矿相;多孔Zn-SiO2/TiO2复合薄膜表观光催化降解速率明显高于未掺锌多孔SiO2/TiO2薄膜。     

多孔SiO_2/TiO_2复合催化剂的制备及其光催化性能的研究

利用溶胶-凝胶结合溶剂置换-逐级干燥技术制备了多孔SiO_2/TiO_2复合催化剂,以亚甲基蓝为模拟污染物考察了纳米TiO_2含量和煅烧温度对复合催化剂的光催化性能的影响。结果表明,当纳米TiO_2的添加量为正硅酸乙酯质量的40%,煅烧温度为400℃时,多孔SiO_2/TiO_2复合催化剂光催化亚甲基蓝脱色率最高可达67%,与商用纳米TiO_2催化剂P25的71%的脱色率相差无几。而且,该复合催化剂相较P25具有更好的可重复利用性能,经十次循环催化后其脱色率仍可达58%。此外,当使用中出现有机物污染复合催化剂情况时,简单煅烧即可实现复合催化剂的再生。     

稀土掺杂Al_2TiO_5–TiO_2–SiO_2多相泡沫陶瓷的制备与性能

用有机先驱体浸渍法制备了CeO2和Er2O3等稀土掺杂的Al2TiO5–TiO2–SiO2多相泡沫陶瓷。研究了CeO2和Er2O3等稀土掺杂对Al2TiO5–TiO2–SiO2多相泡沫陶瓷力学性能的影响。结果表明:CeO2和Er2O3掺杂可以显著增强Al2TiO5–TiO2–SiO2多相泡沫陶瓷的抗弯强度,在1250℃,以质量分数为0.5?O2 0.5%Er2O3掺杂,陶瓷样品的抗弯强度最佳,达到177.4MPa;在50～1000℃,热膨胀系数为5.2×10–6/℃,显气孔率超过76%。     

SiO_2/SiO_2陶瓷复合材料弯曲性能的研究

以2.5D石英纤维编织体、硅溶胶等为原料,采用溶胶-凝胶的方法制备了SiO2/SiO2复合材料。研究了热处理温度、钝化工艺对SiO2/SiO2复合材料的弯曲性能的影响,并研究了材料在RT~1000℃的弯曲性能及其影响因素。试验证明,当热处理温度为650℃时,材料力学性能最佳;试样经钝化工艺处理后,材料弯曲强度提高17%;SiO2/SiO2复合材料的高温弯曲性能在600~800℃出现拐点,拐点与熔融态的二氧化硅自愈合有关,800℃以后,材料的弯曲性能下降。     

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％。     

UV固化SiO_2包覆TiO_2改性WPU膜的制备及性能研究

以季戊四醇三烯丙基醚(PEAE)为封端单体,合成一系列光固化水性聚氨酯(WPU)。讨论不同NCO/OH摩尔比(R值)及改性TiO_2填料对WPU光固化成膜及性能的影响,利用FT-IR、DSC、TGA、SEM及力学强度等测试手段对TiO_2改性WPU膜进行表征。结果显示,粒径在100～200nm之间的改性填料较均匀地分布在改性WPU膜中,填料的加入提高了WPU膜的柔韧性、力学强度和热稳定性,并且随着R值的增大,膜的力学强度和热稳定性也不断得到提高,在R值1. 2至1. 6的范围内,R值为1. 6时,TiO_2改性WPU膜具有最佳性能。     

SiO_2对低温液相法制备锐钛型TiO_2/SiO_2纳米复合膜性能的影响

采用浸渍提拉法在玻璃表面制得SiO2/TiO2纳米复合膜,筛选出SiO2∶TiO2优化摩尔比为0.1∶1。结果表明,加入SiO2可有效提高TiO2膜层均匀性,降低晶粒直径,纳米复合膜对甲基橙溶液光催化降解率为38.58%,光照30min后膜接触角为5(°),纳米膜与玻璃之间附着力达到1级,且对各类介质均具有良好的耐蚀性。     

疏水型SiO_2/TiO_2复合气凝胶的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为前驱体,甲醇(Me OH)为溶剂,将SiO_2湿凝胶与纳米TiO_2复合,通过常压干燥法制备疏水型SiO_2/TiO_2复合气凝胶。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG)、比表面积及孔径分析仪(BET)等对所制备的复合气凝胶结构和形貌进行测试,同时研究其光催化性能与疏水性。结果表明,复合气凝胶具有三维空间网络多孔结构,孔洞尺寸大都为微纳米级,TiO_2均匀分散在气凝胶中,XRD与FT-IR证实了SiO_2/TiO_2复合气凝胶的成功制备,SiO_2/TiO_2复合气凝胶具有较好的热稳定性。所制备的SiO_2/TiO_2复合气凝胶的比表面积为479. 79 m2/g,表现出较好的疏水性,接触角可达153. 5°,并具有优异的光催化性能,光照3 h后对亚甲基蓝光催化降解率达98. 13%。     

玻璃负载纳米TiO_2/SiO_2膜的制备和光催化性能

制备了玻璃负载纳米Ti O_2/Si O_2光催化膜,以甲基橙溶液作为模拟废水研究了其光催化性能,分别考察了光催化膜中m(Ti O_2)∶m(Si O_2)、膜厚度、使用次数和中试扩大以及再生方式对甲基橙模拟废水降解率的影响。试验结果表明,在太阳光下照射4 h,厚度为200~400 nm的光催化膜对10 mg/L的甲基橙模拟废水降解率为84%,失活的光催化膜可用模拟风、光、酸雨和人工清洗方式再生。纳米Ti O_2/Si O_2光催化膜可应用于光催化水处理设备、建筑易清洁玻璃和太阳电池玻璃。     

吸附剂对TiO_2光催化活性的影响

为了提高Ti O2的光催化活性,将不同种类的吸附剂与Ti O2混合使用,光催化分解水制氢。考察了各种吸附剂的添加量、牺牲剂的种类和浓度对光催化活性的影响。结果表明:牺牲剂醇溶液的浓度为30%时,产氢效果最佳。吸附剂的添加可有效提高光催化活性,在甲醇溶液中,活性炭、沸石和石墨硅的最佳添加量分别为50%、10%和50%时,光催化活性各增加2倍、8倍、25倍。     

纳米TiO_2/SiO_2复合食品抗菌材料

以水玻璃和Ti(SO4) 2 为原料 ,制备出了多孔的纳米TiO2 /SiO2 复合粒子 ,在后处理过程中 ,利用无机包覆剂溶解度随温度的变化 ,在复合粒子表面包覆了一层无机结晶膜 ,经热处理除去包覆剂后 ,得到了以单分散纳米复合粒子组成的复合微粉。对复合微粉进行比表面和孔容测试 ,并运用XRD和TEM进行了表征 ,发现TiO2 以 12 .6nm的纳米晶粒的形式被多孔的SiO2 包覆 ,所形成的复合粒子则约为 2 0nm。为了了解复合微粒的灭菌效果 ,运用纳米TiO2 和复合粉末对 4种保健食品进行对照灭菌实验 ,两个月以后 ,测得含复合微粒的样品中的菌落总数为 5 0～12 0个 /g ,是相应保健食品企业标准许可菌落数的 0 .2 5 %～ 0 .7% ,为相应空白样和纳米TiO2 粉样品菌落数的 0 .5 2 %～ 0 .97%和 3 3 .3 %～ 83 .3 %。     

介孔TiO_2对不同蛋白的选择性固定化性能

通过500℃下焙烧H2Ti2O5制备介孔TiO2-500作为高效液相色谱的固定相填料,测试牛血清蛋白(BSA)、肌红蛋白(myoglobin)、溶菌酶(lysozyme)在不同pH环境下的停留时间分布,结果表明,在pH=4.7,三种蛋白质几乎都固定化,在pH=7.4和11条件下,三种蛋白通过色谱柱的停留时间为溶菌酶肌红蛋白牛血清蛋白。三种蛋白在介孔TiO2-500表面的宏观常压吸附量的结果与色谱结果相一致,介孔TiO2-500对于三种蛋白的固定化能力为溶菌酶肌红蛋白牛血清蛋白。因此,该介孔TiO2对不同蛋白的显著的固定化性能的差异使其在蛋白质的吸附和分离、固定化酶等领域有着潜在的应用。     

溶胶-凝胶法合成锂吸附剂H_2TiO_3及其性能研究

高镁锂比卤水提锂一直是国内外攻克的技术难题。针对目前锂吸附剂吸附容量低、溶损率大、吸附时间长等问题,采用溶胶-凝胶法合成锂吸附剂前驱体Li_2TiO_3,进而制备出高交换容量、低溶损率、短吸附时间的H_2TiO_3锂吸附剂。采用热重、XRD、SEM等手段,深入探讨了煅烧温度、n(Li)∶n(Ti)、煅烧时间等因素对合成前驱体性能的影响。结果表明,当n(Li)∶n(Ti)=2.2,干凝胶在750℃下煅烧18h可以得到纯相Li_2TiO_3,该吸附剂对锂的吸附容量为39.1mg/g,Li~+洗脱率可达98.92%,吸附平衡时间为120min,单次循环过程中Ti~(4+)溶损率低于0.020%,极适合于盐湖卤水提锂。     

SiO_2/CS交联复合吸附剂的制备

研究了对二氧化硅加入壳聚糖(CS)、硅烷,进行改性、冷冻干燥制备气凝胶复合吸附剂,探索对Fe⁽²⁺⁾的吸附特性。吸附等温线符合Langmiur吸附模型,其最大吸附量333.3 mg/g,吸附常数0.75 L/mg。吸附动力学符合二级动力学方程,吸附速率常数1.056 10 g/(mg·min),吸附容量125 mg/g。交联剂和冷冻干燥处理,提高了SiO_2/CS吸附剂的吸附性能。