水热法合成二氧化钛纳米管的晶型与形貌控制的研究

晶型与形貌的控制对于二氧化钛纳米管的应用具有重要的影响。采用水热法合成了内径约为5~6nm,外径约为9~10 nm,管长为200~300 nm的纳米管。通过XRD、TEM进行表征,研究了TiO_2纳米管在不同焙烧温度的形貌和晶型组成的转化,同时探讨不同粒径和晶相的二氧化钛粉末原料对合成TiO_2纳米管的形貌和晶型的的影响。结果表明:二氧化钛在水热阶段形成无定型结构纳米管,经高温焙烧后结晶度增强,转变成金红石和锐钛矿混合型。当焙烧温度为400℃时,纳米管能维持稳定的管状结构,焙烧温度升高将会导致TiO_2纳米管转变成不同尺寸的纳米棒。不同晶型和粒径的TiO_2合成原料对纳米管形貌和晶型的影响显著,金红石晶型和粒径大的原料有利于纳米管的合成。     

复合表面活性剂微乳液法制备纳米TiO_2

以钛酸正丁酯（TNB）为原料,在较优配比5.0 g Tween-80,1.7 g司班-20,40.0 mL环己烷,8.0 mL正丁醇和2.5 mL的水的微乳体系中制备了粒径小、分散均匀的纳米TiO2微粒,用SEM、XRD对产物进行结构表征。实验结果表明：焙烧温度达到500℃时,二氧化钛出现锐钛矿晶型;随着焙烧温度的升高,晶型向金红石型转变,平均晶粒度（A101）增大,从500℃的8.86 nm增大到700℃的28.35 nm。     

纳米TiO2粉体晶型转化问题的研究

用一种纳米ＴｉＯ２低温实现由锐钛矿转化为金红石型的方法,采用加入煅烧晶种和复合促进剂,在７００℃时直接煅烧,制得粒径约３０￣６０ｎｍ的金红石型二氧化钛粉体,并利用ＴＥＭ、ＸＲＤ、ＢＥＴ对粉体粒子的形貌、大小、晶型及比表面积进行了分析。     

碱沉淀法制备纳米二氧化钛粉体

采用四氯化钛碱沉淀法制备纳米二氧化钛粉体，研究了前驱物制备、沉淀剂选择、沉淀方式等条件对二氧化钛粉体性能的影响，并利用XRD，TEM分析对制得的样品进行了表征。结果表明，600℃煅烧可得锐钛矿型二氧化钛，800℃煅烧可得金红石型二氧化钛，其粒度〈100nm，锐钛矿型与金红石型二氧化钛的比表面积分别为33．0m^2／g和9．0m^2／g。该方法工艺简单、成本低，制得的纳米二氧化钛粒径小、分散性好，便于工业化生产。     

制备条件对TiO_2晶型结构及光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化钛光催化剂,考察了煅烧温度和加水量对纳米二氧化钛晶型、粒径、结晶度及光催化活性的影响。通过XRD和SEM对纳米二氧化钛粉体的晶型结构及晶粒形貌进行了分析。结果表明:随着煅烧温度的升高,二氧化钛的晶型逐渐由锐钛矿型转变为锐钛矿和金红石混合晶型,粒径逐渐增大,晶体发育趋于完整。随着加水量的增加,在低温煅烧下,催化剂的晶型和粒径变化较小,而在高温煅烧下,催化剂的粒径、金红石相和锐钛矿相的比例呈现先增大后减小的趋势。以10 mg/L亚甲基蓝溶液为目标降解物,500 W氙灯为光源,研究了不同条件下制备的纳米二氧化钛粉体对光催化降解亚甲基蓝溶液的效果。结果表明:Ti O2-50-650具有最佳的光催化性能,在p H=6.9、Ti O2-50-650的投加量为1.0 g/L、光照60 min条件下,亚甲基蓝溶液的脱色率达98.0%。     

水热法合成纳米TiO_2表征及吸附性能

以钛酸四丁酯为钛源,低温水热法合成二氧化钛纳米晶,并经焙烧获得锐钛矿型和金红石型纳米晶。应用扫描电镜、透射电镜、红外光谱仪、拉曼光谱仪等对两种二氧化钛纳米样品进行了表征和比较,并比较不同晶型纳米TiO_2对Mn~(2+)吸附和洗脱性能。表明通过水解沉淀法制备的纳米TiO_2,表面有多种羟基基团,金红石相较锐钛矿相样品粒度更大,分散性更好。纳米TiO_2表面对金属离子有很好的吸附性能,且不同晶型TiO_2对金属离子的吸附性能不同,金红石相纳米TiO_2对Mn~(2+)有更好的吸附性能。     

水热条件对金红石型纳米二氧化钛微结构的影响

对金红石型纳米二氧化钛进行水热处理,利用X射线衍射和透射电镜对水热处理前后的纳米二氧化钛进行了表征。研究了pH值、水热反应温度和水热反应时间对金红石型纳米二氧化钛形貌和晶粒尺寸的影响。结果表明:随着pH值的增加,纳米二氧化钛粒子的生长速度减慢。随着水热反应温度的升高和水热反应时间的延长,纳米的晶粒尺寸和原始粒径逐渐变大。水热条件对纳米二氧化钛形貌的影响不大。     

专利技术

二氧化钛粒子的制备方法提供了一种金红石相二氧化钛纳米晶的制备方法,具体步骤为:1)将含水二氧化钛与分离过滤剂混合物沉淀;2)过滤沉淀物,得到滤饼;3)温度在300℃以上焙烧滤饼;4)去除分离过滤剂,得到二氧化钛粒子,其中90%为金红石相,粒径为10~100 nm,比表面积为10~90 m2/g。US,7858066     

纳米TiO_2的制备及其在处理含DNBA废水中的应用研究

在室温条件下,以钛酸四丁酯水解制备了无定形Ti(OH)4胶体,然后在酸性条件下,加入分散剂,搅拌、老化16h,加入甲苯,用油水分离器除去水和大部分甲苯,60℃真空干燥,得到纳米TiO2粉末。在400℃煅烧3h即得到锐钛矿晶型TiO2;500℃煅烧3h即有部分锐钛矿晶型TiO2转化为金红石晶型TiO2;700℃煅烧3h主要以金红石晶型存在;在800℃煅烧3h完全转化为金红石晶型,粒径20～50nm。室温条件下,金红石晶型的纳米TiO2粒子,能够使3,5 二硝基苯甲酸(DNBA)发生光催化降解反应,DNBA经光催化反应160min后,其浓度由原来的2×10-4mol/L降为9 7×10-6mol/L。表明金红石晶型的纳米TiO2粒子对DNBA具有很高的光催化活性。H2O2能显著提高DNBA的光催化降解速率。     

二氧化钛微晶物相及粒度分析

以钛酸丁酯为原料,无水乙醇为溶剂,在酸性条件下,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2微晶。通过X-射线衍射仪(XRD)、激光粒度仪对样品的物相组成和颗粒粒径进行表征。研究了不同的反应条件对粉末颗粒粒径大小的影响。结果表明:钛酸丁酯∶冰醋酸为10∶3.5时,在600℃煅烧下制备的粉体颗粒粒径最佳;在400℃下煅烧样品呈现锐钛矿相,晶粒大小为13.4nm;样品在500℃、600℃煅烧后得到锐钛矿和金红石相的混合相;在700℃下煅烧样品完全转变为金红石相,晶粒大小为91.9nm。     

纳米TiO2粉体的制备及其光催化性能研究

以四氯化钛为原料,采用水解法制备了纳米TiO2粉体。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对制备的粉体进行了表征,并研究了其对甲基橙的光催化降解性能。结果表明:产物为纯锐钛矿相纳米TiO2,一次粒度在100 nm以内;对甲基橙具有一定的催化降解作用,热处理温度为500℃时,产物的光催化活性较高。     

纳米TiO_2晶形对合成革用阴离子水性聚氨酯性能的影响

用纳米微粒直接分散法制备了纳米TiO2/水性聚氨酯复合膜,考察了纳米TiO2晶形(金红石型和锐钛矿型)对复合膜性能的影响。黏度分析表明,金红石型纳米TiO2增黏效果较好。粒径、SEM和AFM分析表明,添加纳米TiO2不影响聚氨酯乳液的稳定性,复合粒子仍然以纳米级存在,两种晶形的纳米TiO2均能均匀分散于复合膜中,并对复合膜表面的平整度无影响;接触角和卫生性能测试表明,两种晶形的复合膜都没有防水性,添加锐钛矿型纳米TiO2复合膜的卫生性能较好;机械性能和抗菌性测试表明,添加锐钛矿型纳米TiO2的复合膜具有更好的力学性能和抗菌性能。     

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.     

纳米TiO2晶型对合成革用阴离子水性聚氨酯性能的影响

用纳米微粒直接分散法制备了纳米TiO2/水性聚氨酯复合膜,考察了纳米TiO2晶型（金红石型和锐钛矿型）对复合膜性能的影响。粘度分析表明：金红石型纳米TiO2增粘效果较好。粒径、SEM和AFM分析表明：添加纳米TiO2不影响聚氨酯乳液的稳定性,复合粒子仍然以纳米级存在,两种晶型的纳米TiO2均能均匀分散于复合膜中,并对复合膜表面的平整度无影响;接触角和卫生性能测试表明：两种晶型的复合膜都没有防水性,添加锐钛矿型纳米TiO2复合膜的卫生性能较好;机械性能和抗菌性测试表明：添加锐钛矿型纳米TiO2的复合膜具有更好的力学性能和抗菌性能。     

纳米TiO2/凹凸棒石光催化复合材料的制备及其动力学

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/凹凸棒石光催化复合材料,并对其进行了表征. XRD结果表明,复合材料为锐钛矿相和金红石相的混晶结构,HRTEM和SEM图像显示,在凹凸棒石表面均匀负载了一层纳米TiO2颗粒. 实验考察了煅烧温度、催化剂用量及材料吸附性能对其光催化性能的影响,结果表明,600℃下煅烧制备的复合材料中TiO2晶粒尺寸为16 nm,锐钛矿相含量87%. 复合材料对甲基橙有较强的吸附性,吸附平衡常数Ka=0.00896 L/mg,催化剂添加量为3 g/L时光照2 h对甲基橙的降解率达92%. 光催化动力学方程符合Langmnir-Hinshelwood模型,二级动力学方程可很好地描述其降解规律：lnCt+0.00896Ct=0.418-0.0197t.     

磷酸盐调控纳米TiO2微结构及其表面羟基密度

以冰乙酸作诱导剂,研究磷酸盐在溶胶-凝胶法合成纳米二氧化钛过程中对其微结构及其表面羟基密度的影响,并利用XRD、BET、EDS、SEM、FT-IR和TGA等方法对二氧化钛相变过程和表面结构变化进行表征.结果表明:合成过程中添加磷酸根可增加纳米二氧化钛的表面羟基密度,500℃、700℃煅烧6h,其表面羟基密度分别为10.74nm^-2、4.03nm^-2,而对照样在500℃煅烧条件下其表面羟基密度为4.95nm^-2;同时磷酸根的添加,有利于锐钛型晶相结构的热稳定性,锐钛型向金红石转变的相变温度达800℃.这可能是由于PO₄^3-与TiO₂晶相生长基元[TiO₆]八面体易发生多齿螯合,不利于金红石相形成.     

Influence of precursor characteristics on properties of porous calcium phosphate-titanium dioxide composite bioceramics

Highly porous (macroporosity 76–90%) bioceramics containing interconnected pores (>100 μm) with compressive strength between 0.54 and 0.32 MPa were prepared by polyurethane foam replica method. Effect of following variables, i.e., calcium phosphate/anatase ratio (30/70, 50/50, 70/30 wt%) in the ceramic slurry, anatase particle size (15 nm, 180 nm), Ca/P molar ratio of calcium phosphate (1.67 and 1.50 for hydroxyapatite and apatitic-tricalcium phosphate (ap-TCP), respectively), on the bioceramics properties was investigated. Bioceramics prepared using anatase and hydroxyapatite consisted of three high-temperature crystalline phases - β-tricalcium phosphate (β-TCP), rutile and CaTiO₃. In case of anatase and ap-TCP, two phases (β-TCP and rutile) were obtained. Interaction of anatase and hydroxyapatite during sintering caused formation of CaTiO₃ at β-TCP and rutile grain boundaries thus contributing to a denser grain packing. Combination of ap-TCP and nanosized anatase facilitated decrease of grain sizes. Correlation was found between compressive strength and calcium phosphate precursor in the ceramic slurry.     

载银纳米二氧化钛抗菌粉体的制备工艺研究

以工业偏钛酸、工业浓硫酸为原料,采用稀释热水解法连续酸溶水解,并将银以磷酸难溶盐的形式载入,制备出载银纳米二氧化钛,优惠工艺条件:酸溶物料比H2TiO3/H2SO4=3(m/m),酸溶时间150～180 min,水解时间100～120 min,获得细小载银纳米前驱体。经喷雾干燥和450、500、550℃热处理后,XRD检测发现TiO2均为锐钛型,银未以银单质或银盐晶相出现在纳米粉体中。最终产品载银纳米二氧化钛粒径为20～80 nm,最小抑菌浓度达1.0×10-4 mg/kg,杀菌率为99.99%。     

纳米TiO_2的低温制备及晶相控制研究

以钛酸丁酯为前躯体,在低温(40℃)下制备TiO2薄膜,并评价其光催化活性。结果表明,制备的TiO2薄膜不需经过高温处理,就有较好的光催化活性;XRD分析表明,未经过热处理的样品,随着反应温度的提高,得到的TiO2粒径变大,经450℃处理2 h的样品,金红石含量随反应温度提高而减少。醋酸的加入不仅能抑制板钛矿相的生成,而且提高了锐钛矿相向金红石相转变的温度。