研究与述评

<正>201507063氟硅烷改性处理的TiO_2粒子及其在水性丙烯酸涂料中的光催化活性研究[刊,英]/Pazokifard,S.等//Progress in Organic Coatings.-2014,77(8).-1325~1335在碱性条件下,采用1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(氟硅烷)对二氧化钛纳米粒子进行改性处理,并将改性纳米粒子添加到水性丙烯酸涂料中,使其具有光催化活性。分别采用原子力显微镜和X射线能谱分析仪研究了纳米粒子的分散性以及涂层中钛的含     

Au/TiO_2纳米光催化剂的制备及光催化性能研究

采用水热法制备TiO_2纳米粒子,通过光化学还原沉积法制备了Au/TiO_2光催化剂,并利用SEM、XRD、EDS和DRS等技术对样品进行了表征,考察了不同Au含量对TiO_2纳米粒子光催化分解水制氢活性的影响。研究结果表明,通过此方法可以成功地将Au纳米粒子均匀地分散在TiO_2纳米粒子表面,用适量Au进行表面修饰不仅能提高TiO_2对可见光的吸收,还可以促进TiO_2光生电子-空穴对的分离效率,从而提高了TiO_2纳米粒子的光催化活性。其中,3%Au/TiO_2纳米粒子的光催化活性最高。     

表面修饰TiO_2催化降解LDPE薄膜的制备与性能

采用硅烷偶联剂(KH550)对纳米二氧化钛(TiO_2)进行表面改性,测试了改性前后纳米TiO_2在紫外线照射下对低密度聚乙烯(LDPE)薄膜的光催化降解效率。结果表明,硅烷偶联剂成功地改善了纳米TiO_2的表面,而没有改变其晶体结构;机械性能测试结果显示,改性后的纳米TiO_2提高了复合薄膜材料的断裂伸长率;电子扫描显微镜(SEM)观察结果表明,硅烷偶联剂改性提高了纳米TiO_2在LDPE中的分散性,提高了光催化降解效率。     

木质素磺酸钠制备二氧化钛纳米材料及其光催化性能的研究

利用木质素磺酸钠,采用直接沉淀法制备了纳米二氧化钛(TiO_2)材料。采用XRD、SEM手段对所制备的材料进行分析表征,发现所制备的二氧化钛材料(SLS-TiO_2)具有球形粒子形貌,且为锐钛矿结构。以亚甲基蓝为降解对象进行光催化性能测试,光催化研究表明我们所制备的二氧化钛具有很高的光催化活性,其中1.0 g-SLS-TiO_2样品的光催化活性最高,对亚甲基蓝的光催化降解效率可达97.6%。     

竹炭负载银改性纳米TiO2光催化氧化甲基橙（英文）

采用光催化还原沉积技术制备了不同银(1mol%,2mol%,3mol%,4mol%)沉积量的纳米二氧化钛,在此基础上以竹炭为载体通过浸渍法制备了负载型光催化复合材料;XRD表征分析结果表明银在二氧化钛表面主要以氧化物的形态存在,TEM表征结果表明银改性的纳米二氧化钛粉体成功负载于竹炭表面;但并没有发现明显的银单质团簇。可见光照射下,2mol%银改性使复合光催化材料具有最佳光催化氧化甲基橙的活性,双氧水的存在可进一步提高甲基橙的氧化效果,反应过程符合一级动力学规律,反应体系易实现固液分离。     

有机硅/纳米TiO_2改性丙烯酸酯乳胶涂料的研究

采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛(TiO_2)溶胶,并用含有可聚合基团的硅烷偶联剂(KH-570)对其进行接枝改性,制备可聚合的有机硅改性纳米TiO_2溶胶,然后通过核壳乳液聚合法,制备有机硅/纳米TiO_2改性丙烯酸酯乳液,并配制乳胶涂料。研究了改性纳米TiO_2溶胶、乳化剂和引发剂的用量对乳液及乳胶膜性能的影响。结果表明:有机硅/纳米TiO_2改性乳胶膜玻璃化转变温度和热稳定性有所提高,乳胶涂料的综合性能也有所改善。     

PET/TiO2复合材料非等温结晶行为的研究

采用表面接枝和聚合改性的方法,分别以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷(GPS)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)对纳米二氧化钛(TiO_2)进行表面修饰,通过熔融共混制得聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/GPS- TiO_2和PET/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)-TiO_2纳米复合材料,用差示扫描量热法研究了其复合材料的非等温结晶行为,利用不同动力学模型对其结晶过程进行处理。结果表明：未处理的纳米TiO_2提高了PET的熔融温度和结晶温度;而经表面接枝的GPS-TiO_2和PMMA-TiO_2对PET的熔融温度和结晶温度的影响并不显著;不同表面特性的纳米TiO_2降低了PET的结晶度,但经表面接枝后的纳米TiO_2其影响程度减弱;用Jezi- omy法和莫志深法处理PET/TiO_2纳米复合材料的非等温结晶过程比较理想,PET,PET/PMMA-TiO_2,PET/ TiO_2,PET/GPS-TiO_2复合材料的结晶速率依次减小。     

纳米TiO_2富集-检测水体中的磺基水杨酸

TiO_2纳米粒子能够富集水体中的磺基水杨酸,同时利用二氧化钛光敏剂的性质,对磺基水杨酸进行光催化分解,从而实现对水体中磺基水杨酸的富集与光催化处理。考察了TiO_2纳米粒子对磺基水杨酸的饱和吸附量以及溶液pH对磺基水杨酸吸附效果的影响。对不同光照时间下光催化降解磺基水杨酸的效果进行了研究。结果表明,在浓度为70 mg/L磺基水杨酸溶液中,光催化剂TiO_2最佳投加量为0.5 g/L,pH=5,磁力搅拌30 min时,磺基水杨酸吸附率达到70.96%。经紫外灯照射10 min后,磺基水杨酸降解率达到92%左右。同时,TiO_2纳米粒子可用于水体中磺基水杨酸的分析检测。从而实现了对水体中磺基水杨酸的富集、检测与光催化降解。     

纳米TiO_2富集-检测水体中的磺基水杨酸

TiO_2纳米粒子能够富集水体中的磺基水杨酸,同时利用二氧化钛光敏剂的性质,对磺基水杨酸进行光催化分解,从而实现对水体中磺基水杨酸的富集与光催化处理。考察了TiO_2纳米粒子对磺基水杨酸的饱和吸附量以及溶液pH对磺基水杨酸吸附效果的影响。对不同光照时间下光催化降解磺基水杨酸的效果进行了研究。结果表明,在浓度为70 mg/L磺基水杨酸溶液中,光催化剂TiO_2最佳投加量为0.5 g/L,pH=5,磁力搅拌30 min时,磺基水杨酸吸附率达到70.96%。经紫外灯照射10 min后,磺基水杨酸降解率达到92%左右。同时,TiO_2纳米粒子可用于水体中磺基水杨酸的分析检测。从而实现了对水体中磺基水杨酸的富集、检测与光催化降解。     

改性纳米TiO_2可见光催化性能分析

在繁杂多变的催化剂之中,作为最早应用于解决能源和环境问题的半导体光催化剂,TiO_2因其高活性、性质稳定、廉价易得、安全无毒等优势如今依旧耀眼。得益于70年代开始不断进步的纳米技术,TiO_2纳米粒子、纳米棒、纳米管等具备纳米效应的光催化材料以不同方法被制备,TiO_2的光催化活性得到了很大改善。本文将基于改性纳米TiO_2的机理,结合影响改性纳米TiO_2可见光催化性能的因素分析,从离子掺杂、贵金属沉积和半导体复合三个实验途径,提升了改性纳米TiO_2可见光催化活性与性能。     

超细二氧化钛的开发与应用进展

纳米TiO_2拥有纳米粒子特有的小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应,纳米二氧化钛既有强光氧化能力,又具有化学稳定性和无毒等优良特性。 一、生产工艺 1.纳米TiO_2 目前,纳米TiO_2粉体的制备方法可归纳为气相法和液相法两大类。尽管气相法制备的纳米TiO_2粉体纯度高、粒度小、单分散性好,但其制备设备复杂、     

高钛渣提钛制备纳米二氧化钛及其光催化性能的研究

以高钛渣为原料,采用浓硫酸焙烧法得到硫酸氧钛溶液,水热法制备偏钛酸进行高温煅烧,制备不同晶型组成的纳米二氧化钛产品,以亚甲基蓝为降解对象,检测不同煅烧温度下纳米二氧化钛产品的光催化性能。在254 nm波长的光照下,对亚甲基蓝溶液的光催化降解实验结果表明:纳米TiO_2对亚甲基蓝有一定的降解活性,650℃煅烧得到的二氧化钛产品对亚甲基蓝的光催化降解活性最高。     

Sm~(3+)掺杂方式对TiO_2晶相及光催化性能影响的研究

采用共沉淀法和浸渍法分别制备了Sm~(3+)掺杂(Sm-TiO_2)和负载(Sm/TiO_2)的TiO_2光催化剂。通过XRD、TEM等对经过800℃高温焙烧的Sm-TiO_2和Sm/TiO_2样品的晶相、形貌和粒子大小进行了考察。结果表明,与共沉淀法相比,采用浸渍法时,Sm~(3+)的负载可以更有效地抑制TiO_2从锐钛矿到金红石的相变及TiO_2粒子的长大。这可能主要是因为采用浸渍法时Sm~(3+)更容易分散在TiO_2的表面上,阻挡了锐钛矿粒子之间的接触以及金红石在锐钛矿界面上的生成,从而抑制了TiO_2的相变及粒子长大。以光催化降解罗丹明B为模型反应,考察了Sm~(3+)掺杂和负载的TiO_2光催化材料的性能。结果表明,经过高温焙烧之后,Sm-TiO_2和Sm/TiO_2样品的光催化活性均远远高于TiO_2的光催化活性。而且Sm/TiO_2具有更高的光催化性能。     

过渡族金属离子掺杂改性纳米二氧化钛光催化性能研究进展

随着环境污染的日益加剧,光催化技术可利用自然光降解大气或水体中的污染物,是解决环境污染问题最有效的手段之一。二氧化钛(TiO_2)因具有光催化活性高、稳定性好及无毒等优点,应用前景较好;但TiO_2的带隙过宽且光生电子与空穴易复合,在光催化领域的应用受到限制。对TiO_2进行掺杂改性并开发具有特殊结构的材料是目前光催化研究的热点。综述了近年来国内外在过渡族金属离子掺杂改性纳米二氧化钛光催化性能方面的研究进展,分析和比较了不同类型过渡族金属离子掺杂对TiO_2晶体结构及光催化性能的影响,并对其作用机理进行了讨论,评价了影响掺杂纳米TiO_2光催化性能的关键因素,同时针对过渡族金属离子掺杂改性存在的问题提出了建议,为纳米TiO_2光催化技术的发展提供参考。     

纳米SiO_2/TiO_2掺杂的有机硅防污涂料的研究

本文首先通过自由基聚合反应合成了有机硅改性丙烯酸树脂,采用红外光谱对其结构进行了表征。进一步并将纳米SiO_2和纳米TiO_2添加到有机硅改性丙烯酸树脂中,喷涂到Q325碳钢表面,主要考察纳米SiO_2和纳米TiO_2添加量的比例对静态水接触角和力学性能的影响。实验结果表明纳米SiO_2和纳米TiO_2添加量的比例为8%∶8%时,复合涂层接触角可达149°,附着力为1. 35 MPa;硬度为6H,且未出现粉化,综合性能最佳,且此时制备的涂层在盐雾试验时表面平整光滑。     

基于光催化技术的VOCs空气净化器的设计及研究

以石墨为原料制备了氧化石墨烯(GO),采用水热法制备了二氧化钛-石墨烯(TiO_2-r GO)纳米复合材料。利用红外光谱、X射线衍射、透射电镜、拉曼光谱、电化学阻抗谱对合成产物进行了表征。以TiO_2-r GO为光催化剂设计组装了光催化空气净化器,考察了净化器对苯、甲苯和二甲苯的光催化降解性能。结果表明,石墨烯的添加使得净化器具有较高的光催化活性,100 min后,对苯、甲苯和二甲苯的降解率高达90%。     

聚苯胺改性负载型纳米二氧化钛的研究

采用悬浮聚合法制备聚苯乙烯微珠载体,通过矿化接枝技术将溶胶-凝胶法制备的纳米二氧化钛负载在微珠载体上,制成负载型纳米二氧化钛光催化剂。利用导电聚苯胺对负载型纳米二氧化钛光催化剂进行可见光改性研究,通过XRD,SEM等方法对负载型纳米二氧化钛光催化剂进行表征;通过光催化降解甲基橙实验评价了导电聚苯胺改性负载型纳米二氧化钛光催化剂在可见光条件下的光催化活性。实验结果表明：导电聚苯胺对负载型纳米二氧化钛光催化剂的改性,可有效改善负载型纳米二氧化钛光催化剂在可见光条件下的光催化性能,降解率提高了24.5%。     

二氧化钛纳米结构形貌可控合成及光催化性能

以不同方法制备棒状、球状和花状3种形貌的TiO_2纳米粒子,采用X粉末衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱和紫外-可见漫反射等对TiO_2纳米粒子进行结构及形貌分析。以亚甲基蓝为降解模型,分别在紫外光与可见光条件下对TiO_2纳米粒子进行光催化性能研究,分析TiO_2的形貌结构影响光催化性能的机理。结果表明,花状TiO_2纳米粒子光催化性能最好,其中高能晶面与微观形貌尺寸对TiO_2光催化性能具有重要影响。     

氟化SiO2纳米颗粒双疏涂层的制备及性能研究

采用氟化硅烷偶联剂对合成的单分散SiO2纳米颗粒进行表面接枝改性,并通过旋涂法将制备的氟化SiO2颗粒沉积在硅晶基板上.采用粒径分析仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)和接触角测量仪对氟化SiO2纳米颗粒涂层的表面形貌、化学组成、接枝密度和润湿性能进行分析表征.结果表明:氟化硅烷偶联剂在SiO2纳米颗粒表面的接枝密度为5.94 nm-2;制备的氟化SiO2纳米颗粒薄膜具备微纳米双重复合网络结构,增加了涂层表面的粗糙程度;氟化SiO2纳米颗粒涂层展现出超疏水和强疏油性能,水和柴油在氟化SiO2纳米颗粒薄膜上的接触角分别为158.4°和125.7°.     

二氧化钛-碳纳米管复合材料的制备和光催化性能

利用水热法制备了分别掺杂负离子粉和二氧化硅的二氧化钛溶胶,并分别以活性炭、碳纳米管作为载体进行负载,制备得到二氧化钛-碳纳米管(TiO_2-CNTs)复合材料;通过XRD及SEM对样品进行了表征;并以甲基橙为目标降解物评价了复合材料的光催化性能。XRD结果表明虽然负载体二氧化钛的峰的一致的;SEM的结果表明CNTs负载的TiO_2复合催化剂其晶粒尺寸变小,其中掺杂改性的TiO_2催化剂粒径更小。光催化降解实验结果表明碳纳米管作为载体所制复合材料光催化性能优于活性炭负载的。掺杂改性的TiO_2催化剂对甲基橙的光催化降解性能优于纯TiO_2催化剂,而掺杂二氧化硅的二氧化钛光催化性能优于掺杂负离子粉的。