纳米二氧化钛的制备及其在环保领域的应用

概述了纳米二氧化钛光催化剂的制备方法及其在环保领域的应用,展望了该材料今后的发展方向.介绍了制备纳米二氧化钛的不同方法,主要包括气相法、液相法、固相法.分析了各种制备方法的原理、特点、应用及最新研究进展,比较了不同制备方法的优缺点.此外,介绍了纳米二氧化钛材料在气体净化、抗菌除臭、处理有机污染物、防雾及自清洁涂层等环保领域的应用.同时指出,降低生产成本,制备团聚程度低、粒度分布窄、催化活性高的纳米二氧化钛粒子是今后研究的重点.     

纳米二氧化钛-氧化锌改性双极膜制备与表征

在壳聚糖(CS)阴离子交换膜层中添加纳米二氧化钛-氧化锌复合半导体材料,制备了PVA-SA/TiO2-ZnO-CS双极膜(其中:PVA为聚乙烯醇;SA为海藻酸钠),并用热重分析等对其进行了表征。研究结果表明,纳米二氧化钛-氧化锌复合半导体材料较纳米氧化锌或纳米二氧化钛单一半导体材料具有更强的光催化双极膜中间界面层水解离能力,能大大降低双极膜的膜阻抗和膜电阻压降(IR降)。当电流密度为60 mA/cm2时,在高压汞灯照射下,PVA-SA/TiO2-ZnO-CS双极膜的槽电压较没有高压汞灯照射时下降了1.0 V;而PVA-SA/TiO2-CS双极膜和PVA-SA/ZnO-CS双极膜仅分别下降了0.7 V和0.6 V。此外,添加纳米二氧化钛-氧化锌复合半导体材料可提高双极膜的亲水性、热稳定性和机械性能。     

石墨烯复合金属离子掺杂纳米二氧化钛光催化材料的研究进展

对石墨烯复合金属离子掺杂纳米二氧化钛光催化材料在污染物治理、CO₂还原和资源化、H₂生产等方面的研究进展进行了论述。石墨烯复合金属离子掺杂纳米二氧化钛光催化材料相较于纳米二氧化钛,其禁带宽度变窄,提高了在可见光区的吸收性能,提高了光催化活性,提高了污染物降解率、CO₂还原和资源化的产率和H₂生产效率。     

纳米二氧化钛在硅酸盐行业中的应用研究进展

由于二氧化钛具有优异的光催化性能,其广泛应用于净化空气、污水处理、自清洁等领域。文章对近年来纳米二氧化钛在陶瓷、玻璃、水泥、混凝土等硅酸盐系列材料中的应用进行了综述,介绍了掺加TiO2复合材料在抗菌、自清洁、降解氮氧化物等环境保护领域方面的应用。     

石英管负载纳米TiO2对污水光催化的研究

主要研究了石英管负载纳米二氧化钛对污水中细菌的杀灭作用。通过对污水处理前后细菌含量的对比,发现石英管负载纳米二氧化钛具有明显的杀菌作用。试验结果表明,与没有镀纳米二氧化钛膜的石英管相比,石英管负载纳米二氧化钛在紫外光的催化作用下其杀菌效率有明显的提高,杀菌率由95.86%提高到98.41%,杀菌前后的细菌绝对数量由9.1×103下降到3.5×103,比未镀纳米二氧化钛膜的石英管减少了50%甚至更多。同时也发现,分别镀一层,二层及三层的纳米二氧化钛膜的石英管的杀菌效率基本相同。     

纳米TiO2的性能及其研究进展

纳米二氧化钛是一种新型无机材料,它具有光催化活性,能利用太阳光催化降解很多有毒、有害的物质,具有广阔的应用前景,近年来已成为材料研究领域的热点.本文介绍了纳米TiO2膜的光催化机理、电荷传输特性及其制备方法、现阶段国内外研究的热点以及研究进展.     

纳米二氧化钛在木质复合材料中的应用

应用纳米二氧化钛对木质复合材料进行改性,可在最大程度保持木材环境学特性的基础上,赋予木材一定的智能仿生特性。本文以纳米二氧化钛材料的应用为出发点,概括提出了纳米二氧化钛改性木质材料的研究技术理论基础及新型复合材料的发展空间。主要包括利用纳米二氧化钛增强木质复合材料,制备疏水性木材、抗菌型木材、抗老化型木材及植物组织模板复合型光催化材料等。     

纳米二氧化钛应用技术开发项目取得阶段性成果

据介绍 ,纳米二氧化钛是一种高新技术粉体材料 ,在环保、能源、汽车、涂料、塑料、精细化工等领域有着广泛的用途。攀钢研究院与拥有基础和应用研究优势的四川大学合作 ,实现优势互补。自去年双方合作立项到目前 ,已有两个课题“纳米二氧化钛在高分子材料抗老化功能改性中的应用研究”、“纳米二氧化钛在涂料和油漆中的应用研究”取得阶段性成果纳米二氧化钛应用技术开发项目取得阶段性成果     

纳米二氧化钛复合材料的制备及其应用进展研究

在复合材料中加入纳米二氧化钛能够使材料具有更佳的抗老化性和耐温性,且吸收紫外线后抗菌能力更强,在化妆品、涂料等行业得到广泛应用。本文对纳米二氧化钛的制备方法进行了探讨,并对纳米二氧化钛复合材料的应用进展进行研究,以期为相关领域的研究者提供参考。     

纳米TiO2的性能及其研究进展

纳米二氧化钛是一种新型无机材料 ,它具有光催化活性 ,能利用太阳光催化降解很多有毒、有害的物质 ,具有广阔的应用前景 ,近年来已成为材料研究领域的热点。本文介绍了纳米TiO2 膜的光催化机理、电荷传输特性及其制备方法、现阶段国内外研究的热点以及研究进展。     

纳米二氧化钛薄膜的制备技术及在环境保护中的应用

根据近几年国内外纳米二氧化钛薄膜材料的研究现状,对真空蒸发法、溅射法、溶胶．凝胶法、化学气相沉积法等方法的研究进行了综述,论述了当前二氧化钛薄膜的制备技术和最新研究方向及在环境保护方面的应用。二氧化钛薄膜材料在光电转换、生物医药、抗菌自洁等领域将有着广泛的应用前景,并对其今后发展进行了展望。     

异质结构碳材料的金属空气电池应用研究进展

金属空气电池在可穿戴电子产品和能源储存领域中具有巨大的应用潜力,然而稳定性差和能量效率低的问题限制其性能的进一步提高。电化学氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER）对于金属空气电池的性能起着至关重要的作用。发展催化活性高、稳定性好的空气电极催化剂是未来的研究趋势。碳材料因具有导电性优异、结构多样等优势已被广泛用作金属空气电池的导电骨架支撑材料和电催化材料,成为研究的热点。对非金属原子掺杂碳材料、过渡金属及其衍生物掺杂碳材料以及单原子催化剂作为单功能或双功能催化剂的研究进行综述,着重介绍了其在金属空气电池中的应用,对空气电极催化剂存在的问题进行总结,并对未来的发展方向进行展望。     

镍锰酸锂正极材料及其适配性电解液研究最新进展

随着新能源汽车产业的蓬勃发展,对高能量密度动力电池的需求日益迫切。开发高电压正极材料及其适配性电解液,成为下一代高能量密度动力电池的主要研究方向。镍锰酸锂（LiNi_0.5Mn_1.5O₄）材料以其高电压（4.7 V,vs.Li/Li ⁺）、高能量密度（达650 W·h/kg）、资源丰富且价格低廉而受到广泛关注。然而,镍锰酸锂材料在长期的充放电循环过程中,锰从电极材料中溶解,破坏了电极材料的结构,导致电池性能恶化。介绍了镍锰酸锂正极材料及其适配性电解液研究最新进展。指出离子掺杂、表面包覆、复合方法是改善镍锰酸锂电化学性能的有效途径。同时,通过引入成膜添加剂、改变锂盐的种类及浓度、调整主溶剂的种类及比例等方法,可以提高电解液的耐高压性能,提高镍锰酸锂电极与电解液的界面稳定性,也是提升镍锰酸锂电池性能的重要方法。最后提出,适用于锂离子电池的5 V高电压电解液的研发相对滞后,其是制约高电压电池体系应用的主要问题。     

可见光光催化剂的研究进展

综述TiO_2、改性TiO_2光催化剂和非TiO_2体系光催化剂在可见光催化领域的研究进展,概述了光催化剂的光催化原理和应用方向,针对可见光光催化剂发展现状中存在的量子效率和可见光利用率低、且回收难等问题进行阐述,并指出制备组成可控、形貌可控、易于回收利用且可见光利用率高的新型光催化剂是研究首要方向。     

体相超疏水材料及其在大气污染控制领域的应用研究进展

体相超疏水材料因其优异的疏水性能,可广泛应用于工业防锈、管道运输、光电材料、建筑材料、纺织等领域,成为目前功能材料的研究热点之一。本文首先针对体相超疏水材料的结构特性及制备方法进行了综述。其次,针对体相超疏水材料在对挥发性有机物（VOCs）、NO_x和二氧化硫（SO₂）的净化与检测、对二氧化碳（CO₂）的捕集和还原等大气污染检测与控制领域的应用进展进行了概述。在此基础上,一方面对现有典型气体污染物控制技术的特点及其存在的问题以及体相超疏水材料与现有大气污染控制技术相结合所具备的优势进行了阐述;另一方面,对超疏水材料目前存在的耐久性差、制备过程复杂、制备原料昂贵且污染大等缺点,对体相超疏水材料的改进及应用提出了展望。     

氮掺杂TiO2/壳聚糖复合膜吸附和光降解染料

氮掺杂二氧化钛/壳聚糖(CS)复合膜是一种有前途的有机染料废水处理材料,相对于传统的废水处理材料更具优势。在模拟太阳光照射下,用氮掺杂二氧化钛/壳聚糖(CS)复合膜对有机染料甲基橙溶液进行降解,通过吸附和光催化的双重作用,甲基橙的降解率可达99%。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对复合膜进行了表征,并通过傅里叶红外光谱(FT-IR)分析表明其壳聚糖中活性官能团 NH₂, OH在氮掺杂TiO₂ 复合膜中同时存在。研究表明,氮掺杂二氧化钛/壳聚糖(CS)复合膜是一种高效节能的污水处理材料。     

溶胶-凝胶法制备氧化硅-氧化铝体系凝胶及合成过程研究进展

氧化硅-氧化铝（SiO₂-Al₂O₃）体系凝胶不仅应用广泛,而且其制备及反应机理还可借鉴到碱激发胶凝材料等领域。通过对溶胶-凝胶法合成氧化硅-氧化铝体系凝胶的制备过程及影响因素和影响规律、凝胶的性质和结构表征及合成机理研究进展进行综述,提出目前仍缺乏有关碱（土）金属离子对凝胶结构性能的影响研究以及硅铝含量变化的定量描述数据,建议拓宽研究范畴,结合核磁共振等检测方法,得出该体系结构性能变化准确数据,为氧化硅-氧化铝体系凝胶的设计和应用夯实基础。     

建筑废弃物木屑材料制备多孔碳材料

为研究建筑废弃物——锯末木屑在环保中的应用,以NaNH₂为活化剂和氮源,利用一步热解法制备了氮掺杂的多孔碳材料,采用X射线衍射、X光电子衍射、氮气吸附-脱附等温线等方法对样品进行表征。结果发现样品主要由微孔构成,大的比表面积和高的氮含量相互协同,为CO₂的电化学还原反应提供了丰富的催化活性位点和CO₂反应物。电化学测试研究结果发现,样品还原CO₂的主产物为CO,在-0.7 V(可逆氢电极,RHE)的过电势下,CO的法拉第效率高达82%,且样品可持续稳定电解18 h。说明以建筑废弃木屑材料制备的多孔碳可有效还原CO₂,实现在环保领域中的应用。     

氧化石墨烯复合TiO2-B薄膜的制备及其电致变色性能

目前具有一维纳米结构的TiO₂薄膜在电致变色领域应用主要受限于材料光调制幅度小、响应时间长、循环稳定性差等缺点。为了解决上述问题,本文采用沉积法将B型二氧化钛纳米管（TiO₂-B）与氧化石墨烯复合,以TiO₂粉末为原料,采用水热法得到钛酸纳米管后,利用沉积法在氟掺杂的氧化锡玻璃（FTO）基底上制备了高透明度、大光调制范围以及优良循环性能的氧化石墨烯复合B型二氧化钛纳米管电致变色薄膜（GO/TiO₂）。借助XRD、XPS、Raman、FESEM、HR-TEM等分析手段研究了氧化石墨烯用量对GO/TiO₂复合薄膜电致变色性能的影响。研究结果表明,当GO与钛酸纳米管的质量比（GO/钛酸）为7％时,GO/TiO₂复合薄膜离子扩散系数为1.46×10^-8cm²/s,着色效率值为38.1cm²/C,具有良好的电致变色性能。在-1.6V、633nm处,GO/TiO₂电致变色薄膜的光调制幅度可达77％,GO/TiO₂薄膜的着色和漂白时间分别为28.6s和4.8s,100次循环后的光调制幅度保持率为96.1％。     

铋基半导体复合二氧化钛光催化研究进展

光催化因绿色环保、可利用丰富的太阳能被广泛应用于环境污染治理和能源开发领域。二氧化钛作为典型的半导体光催化剂,因制备简易、价格低廉、对环境友好而一直备受关注。然而其较宽的禁带宽度、光生载流子易复合等缺点限制了其广泛应用,解决这些缺陷成为目前的主要工作。铋基半导体材料由于较为特殊的结构、带隙能较低、在可见光下有较高的光催化活性而近年来被关注。铋基半导体复合二氧化钛,能够突破二氧化钛固有的缺陷,从而进一步提高其复合体系的可见光光催化活性。介绍了二氧化钛的结构和催化原理,在此基础上着重综述了几种典型的铋基半导体复合二氧化钛纳米材料的制备方法、可见光催化原理以及应用。