TiO_2/SiO_2复合薄膜的晶型和晶粒尺寸研究

通过溶胶 -凝胶工艺在普通钠钙玻璃表面制备了均匀透明的TiO2 /SiO2 复合薄膜 .由紫外可见光谱发现 :在TiO2 薄膜中添加SiO2后 ,薄膜中TiO2 晶粒尺寸变小 ,TiO2 /SiO2 复合薄膜的吸收边缘波长发生了明显的“蓝移” .进一步用X射线衍射 (XRD)和透射电镜 (TEM )表征了TiO2 /SiO2 复合粉末和TiO2 粉末的晶型和晶粒尺寸 ,结果发现 :在TiO2 凝胶粉末中添加少量SiO2 (如摩尔分数为 5 % )后 ,TiO2 的晶粒生长受到明显抑制 ,晶粒尺寸明显变小 ,为 6～ 7nm ;当TiO2 凝胶粉末中添加的SiO2 量较高时 ,随热处理温度升高 ,TiO2 的晶型转变和晶粒生长受到更大抑制 ,晶型转变和晶粒生长更缓慢     

TiO2/SiO2复合薄膜的晶型和晶粒尺寸研究

通过溶胶－凝胶工艺在普通钠钙玻璃表面制备了均匀透明的TiO2/SiO2复合薄膜，由紫外可见光谱发现：在TiO2薄膜中添加SiO2后，薄膜中TiO2晶粒尺寸变小，TiO2/SiO2复合薄膜的吸收边缘波长发生了明显的“蓝移”。进一步用X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）表征了TiO2/SiO2复合粉末和TiO2粉末的晶型和晶粒尺寸，结果发现，在TiO2凝胶粉末中添加少量SiO2（如摩尔分数为5％）后，TiO2和晶粒生长受到明显抑制，晶粒尺寸明显变小，为6－7nm；当TiO2凝胶粉末中添加的SiO2量较高时，随热处理温度升高，TiO2的晶型转变和晶粒生长受到更大抑制，晶型转变的晶粒生长更缓慢。     

多孔TiO_2/SiO_2复合薄膜的制备及其超亲水性机理

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为前驱体,利用乙酰丙酮和二乙醇胺为络合剂,制备多孔TiO2/SiO2复合薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、接触角测试仪(WCA)等对薄膜的结构和性能进行了表征。结果表明,TiO2/SiO2复合薄膜表面相对孤立或连通的孔结构是由缩聚反应诱导的相分离以及溶胶-凝胶转化过程同步作用产生的。多孔复合薄膜具有优异的超亲水性能,自然条件下与水接触角仅为2.5°,而普通致密TiO2薄膜在相同条件下接触角为19.3°。复合薄膜的超亲水性是由多孔结构和SiO2复合的共同作用产生,受到表面微观形貌和表面化学组成(羟基含量)的共同影响。     

超亲水性介孔SiO2/Bi2O3/TiO2分层薄膜的制备及其自洁净性能研究

采用溶胶-凝胶/旋转涂覆法在玻璃基板表面制备介孔SiO2/Bi2 O3/TiO2分层薄膜.采用XRD、UV-vis及表面接触角测量仪对薄膜的结构、透光性及超亲水性进行分析.结果表明,介孔SiO2/Bi2 O3/TiO2分层薄膜仍然保持了表面SiO2的介孔结构,在无光照条件下仍具有超亲水性.涂有硬脂酸的薄膜在紫外光照射后恢复了其超亲水性,具有良好的自洁净性能.且SiO2/Bi2 O3/TiO2分层薄膜表现出比单独的SiO2/TiO2和SiO2/Bi2O3分层薄膜更高的光催化活性.     

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。     

纳米TiO2/ZrO2/Ce2O3复合薄膜的制备与光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法分别制备了TiO2/ZrO2、TiO2/ZrO2/Ce2O3纳米复合薄膜.利用紫外-可见分光光度计、扫描电镜(SEM)等手段,对薄膜的光谱特性、晶粒尺寸、表面形貌进行了表征,并用分光光度法研究了复合薄膜对甲基橙溶液的降解,以及稀土铈离子对薄膜的光催化效率和抗失活稳定性的影响.结果表明,Ce3 可使TiO2/ZrO2薄膜中的晶粒尺寸减小,且晶粒在薄膜表面分布均匀致密,薄膜的光催化活性和抗失活稳定性均有较大提高.     

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。     

具有光催化活性的透明亲水性自清洁涂料的制备

以钛酸丁酯前躯体在低温条件下,采用溶胶-凝胶法低温制备透明纳米TiO2/SiO2复合薄膜,红外光谱、XRD、SEM、接触角测定仪分析表明:TiO2/SiO2溶胶中TiO2和SiO2既独立成相,也存在TiO2和SiO2的复合物;生成的TiO2的晶型为锐钛型;TiO2的平均粒径为18 nm;TiO2/SiO2复合薄膜与水的接触角为4.2°;通过光催化和户外试验,表明自制的自清洁涂料具有良好的耐沾污性能。     

烧结温度对SiO_2-TiO_2薄膜亲水性的影响

为了确定SiO2-TiO2薄膜制备过程的最佳烧结温度,将不同SiO2与TiO2掺杂比的样品分别在400℃和500℃下煅烧,进行与水的静态接触角测试。结果表明,在一定掺杂比范围内,SiO2的掺杂能明显提高TiO2表面亲水性,并且500℃煅烧的产品亲水性要好于400℃煅烧的产品。SEM和XRD表明,500℃煅烧的产品表面颗粒粒径要大于400℃煅烧的产品的表面颗粒粒径,并且已有了比较明显的锐钛矿晶型特征峰,而400℃煅烧的产品还是无定形态,这说明SiO2的掺杂抑制了TiO2晶粒的生长和晶型的转变。而锐钛矿晶型的TiO2亲水性要远好于无定形的TiO2,致使500℃煅烧的产品的亲水性要好于400℃煅烧的产品的亲水性,因此500℃才是SiO2-TiO2薄膜的最佳烧结温度。     

烧结温度对SiO2-TiO2薄膜亲水性的影响

为了确定SiO2-TiO2薄膜制备过程的最佳烧结温度,将不同SiO2与TiO2掺杂比的样品分别在400℃和500℃下煅烧,进行与水的静态接触角测试。结果表明,在一定掺杂比范围内,SiO2的掺杂能明显提高TiO2表面亲水性,并且500℃煅烧的产品亲水性要好于400℃煅烧的产品。SEM和XRD表明,500℃煅烧的产品表面颗粒粒径要大于400℃煅烧的产品的表面颗粒粒径,并且已有了比较明显的锐钛矿晶型特征峰,而400℃煅烧的产品还是无定形态,这说明SiO2的掺杂抑制了TiO2晶粒的生长和晶型的转变。而锐钛矿晶型的TiO2亲水性要远好于无定形的TiO2,致使500℃煅烧的产品的亲水性要好于400℃煅烧的产品的亲水性,因此500℃才是SiO2-TiO2薄膜的最佳烧结温度。     

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。     

PVDF／多巴胺改性二氧化钛复合膜光阻隔性研究

制备了表面包覆聚多巴胺层的二氧化钛(TiO2@PDA)复合粒子,并采用溶液刮涂法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)／TiO2和PVDF／TiO2@PDA复合膜。利用傅立叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、透射电子显微镜表征了复合粒子的结构,利用紫外–可见光分光光度计、对比率仪表征了复合膜的紫外–可见光阻隔性。结果表明, PVDF／TiO2复合膜对紫外光具有优异的阻隔性,但对可见光的阻隔性(即不透明度)随TiO2含量增加而先增加后不变,PVDF／TiO2@PDA复合膜的不透明度则随TiO2@PDA含量的增加而单调增大。当薄膜厚度为20μm,TiO2体积分数为10％时,PVDF／TiO2复合膜对比率(CR)值为92.8％,小于完全不透明临界值98％,而PVDF／TiO2@PDA (多巴胺处理20 min)复合膜CR值为98.39％。一定TiO2浓度下,随着多巴胺处理TiO2时间的增大,复合膜达到完全不透明所需的薄膜厚度逐渐减小。     

Preparation of Various Composite TiO 2 /SiO 2 Ultrafine Particles by Vapor-Phase Hydrolysis

Ultrafine TiO 2 /SiO 2 composite particles were prepared by vapor-phase simultaneous hydrolysis of titanium tetraisopropoxide (TTIP) and tetraethoxyorthosilicate (TEOS). The various modes of TiO 2 /SiO 2 composite particles, including both core-shell and mixed-type structures, were prepared according to the methods of reactant mixing. They differed considerably in morphology, size, chemical composition, and crystal structure evolution by heat treatment. In a mixed-type composite of TiO 2 and SiO 2 , SiO 2 inhibited both the growth of the particles and the anatase-to-rutile transformation of TiO 2 .     

磁载纳米二氧化钛光催化剂的制备及光催化性能

以共沉淀法制备纳米级Fe3O4磁载体,以SiO2为过渡层,通过溶胶-凝胶法制得包覆型光催化剂TiO2/SiO2/Fe3O4复合粒子。通过TEM、XRD、IR等测试手段对样品进行表征。以甲基橙为目标降解物,考察磁载光催化剂TiO2/SiO2/Fe3O4在紫外光下的光催化活性。结果表明,在TiO2和Fe3O4之间包覆一层无定型SiO2的TiO2/SiO2/Fe3O4的光催化活性明显优于纯TiO2和TiO2/Fe3O4的光催化活性,且具有较好的磁性,在有外加磁场时可将催化剂从溶液中分离出来,回收处理后循环使用。     

新型纳米光催化薄膜的结构设计与应用研究

采用溶胶-凝胶法分别制备了TiO2/ZrO2、TiO2/ZrTiO4、TiO2/SiO2等异质结构纳米薄膜.本文对形成溶胶的各成分配比、粘度以及薄膜样品的热处理工艺等进行了探讨,同时用喷涂法在瓷砖上成功制备光催化薄膜,用SEM对薄膜的外貌特征进行了表征,并利用紫外-可见分光光度计研究了薄膜吸收光谱的变化,用分光光度法研究了异质结构薄膜对甲基橙溶液的降解,探讨了过渡层对薄膜的光催化效率和抗失活稳定性的影响.结果表明,TiO2/ZrO2、TiO2/ZrTiO4薄膜中的晶粒尺寸减小,薄膜的光催化活性和抗失活稳定性均有较大提高,并可以用工厂方法制备大面积薄膜.     

复合氧化物TiO2/SiO2性质研究

The nanometer particles of TiO2 and TiO2/SiO2 oxides were prepared by sol-gel and supercritical fluid drying method. The properties of TiO2 and TiO2/SiO2 were characterized by means of BET(Brunner-EmmettTeller method), TEM(transmission electron microscopy), SEM(scanning electron microscopy), XRD(X-ray diffraction) and FTIR(Fourier transform-infrared) techniques. The effects of different preparation route, prehydrolysis and non-prehydrolysis, on the properties of TiO2/SiO2 oxide were also examined. Experimental results show that the thermal stability of pure TiO2 is improved greatly when it is mixed with SiO2 in nanometer level. The composite TiO2/SiO2 oxides form Ti-O-Si chemical bonds, which creates new BrSnsted acidity sites. The acidity character is related to TiO2/SiO2 chemical composition and preparation methods. The acidity of TiO2/SiO2 oxides by prehydrolysis is greater than that of by non-prehydrolysis. Ti atom is rich on the surface of TiO2/SiO2.     

复合氧化物TiO2/SiO2性质研究

The nanometer particles of TiO2 and TiO2/SiO2 oxides were prepared by sol-gel and supercritical fluid drying method.The properties of TiO2 and TiO2/SiO2 were characterized by means of BET(Brunner-Emmett-Teller method), TEM(transmission electron microscopy), SEM(Scanning electron microscopy), XRD(X-ray differaction) and FTIR(Fourier transform-infrared) techniques.The effects of different preparation route,prehydrolysis and non-prehydrolysis,on the properties of TiO2/SiO2 oxide were also examined.Experimental results show that the termal stability of pure TiO2 is improved greatly when it is mixed with SiO2 in nanometer level.The composite TiO2/SiO2 oxides form Ti-O-Si chemical bonds,which creates new Broensted acidity stes.The acidity character is related to TiO2/SiO2 chemical composition and preparation methods.The acidity of TiO2/SiO2 oxides by prehydrolysis is greater than that of by non-prehydrolysis.Ti atom is rich on the surface of TiO2/SiO2.     

TiO2/SiO2复合薄膜的形成历程与超亲水性关系

考察了溶胶-凝胶法制备TiO2／SiO2复合薄膜过程中,正硅酸乙酯(TEOS)的水解时间与膜的超亲水性的关系,通过XRD分析了SiO2添加量对TiO2锐钛矿晶型的影响,并研究复合薄膜的表面处理对其亲水性的影响。实验发现,当无因次反应时间为0．4时,复合薄膜的亲水性最好;SiO2的引入能够抑制金红石晶型的生长,最佳含量在10～20％。     

TiO_2/SiO_2复合纳米纤维的GQDs改性及其对甲醛的可见光催化降解性能

采用静电纺丝法合成了TiO_2/SiO_2柔性复合纳米纤维膜,而后对其进行石墨烯量子点(GQDs)改性,制备了GQDs/TiO_2-SiO_2复合纳米纤维,其中GQDs用水热法合成。用X射线衍射仪(XRD)、电子万能材料试验机、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对其物相组成、力学性能、微观形貌以及光催化性能进行了表征。结果表明:尺寸在7 nm~15 nm之间的GQDs松散沉积在直径为200 nm~400 nm的TiO_2/SiO_2纳米纤维上,纤维连续性好,复合薄膜有较好的力学性能;TiO_2的结晶较好,为锐钛矿相;GQDs复合后将TiO_2的本征吸收从390 nm左右延伸到了420 nm左右,拓宽了TiO_2的吸收范围。在可见光催化降解中,初始浓度为0.32 mg/m~3的甲醛气体110 min后的降解效率达到70%。