TiO2／PS复合粒子制备技术研究

本文首先通过优选表面活性剂和处理方式,实现了纳米TiO2粒子表面疏水处理,然后利用超声波的分散、粉碎、活化、引发等多重作用,在实现纳米TiO2粒子在反应介质中均匀分散的同时,引发苯乙烯（St）单体在纳米TiO2粒子表面进行分散聚合反应,最终制备出了TiO2／聚苯乙烯（TiO2／PS）复合粒子,并对其结构进行了表征。     

纳米TiO2表面接枝甲基丙烯酸甲酯的聚合反应

利用表面接枝的方法,在纳米TiO2上接枝偶联剂-γMPS(3-(三甲氧硅基)丙基异丁烯酸)形成"杂化"单体,通过加入引发剂引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)在粒子表面发生自由基聚合,形成PMMA/γ-MPS/TiO2纳米复合粒子。通过IR、元素分析、TGA等方法表征了PMMA/-γMPS/TiO2纳米复合粒子的结构,定量研究了TiO2/-γMPS单体接枝率和转化率,PMMA/-γMPS/TiO2纳米复合粒子的接枝率及其相应的影响因素。结果表明:PMMA以化学键的形式连接在纳米TiO2粒子表面并具有较高的接枝率。     

种子乳液聚合法改性纳米TiO2及其表征

采用种子乳液聚合法对纳米TiO2进行表面改性，将甲基丙烯酸甲酯包覆在纳米TiO2表面，形成TiO2／PMMA复合粒子。采用FT-IR、XRD、XPS、TEM和激光粒度等分析手段对所得产物的形貌、尺寸、所携带官能团及表面元素变化情况进行了表征。结果表明复合粒子呈现核壳结构，粒子的粒径分布、团聚现象和分散性都得到改善。     

ZnO纳米复合粒子的制备及紫夕吸收性能研究

利用乙醇辅助水热法制备出ZnO／TiO2和ZnO／SnO2两种纳米复合粒子,采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及x射线能谱（EDS）分析方法对其结构进行表征,并通过紫外-可见漫反射光谱（uvvis）分析探讨了其紫外可见吸收性能,研究结果表明,在紫外-可见漫反射吸收光谱图中,ZnO／TiO2和ZnO／SnO2纳米复合粒子的最大吸收峰较纯纳米ZnO蓝移。同时,在可见光波段也有较弱吸收,拓展了其紫外吸收光谱。     

纳米Mg(OH)2-ZnO/聚酰亚胺复合薄膜的介电和热性能

采用反向沉淀法制备了Mg（OH）₂-ZnO纳米粒子,通过原位聚合和热亚胺化的方法成功制备了不同纳米Mg（OH）₂-ZnO粒子质量分数的纳米Mg（OH）₂-ZnO/聚酰亚胺（PI）复合薄膜,通过SEM、热重分析、介电谱测试仪和击穿场强测试仪对薄膜的表面形貌、热稳定性、介电性能和击穿强度进行表征和测试。结果表明：Mg（OH）₂-ZnO纳米粒子均匀地分散在PI基体中,Mg（OH）₂-ZnO/PI热稳定性下降,介电常数、介电损耗和电导率增加,击穿场强随纳米粒子增加先增加后减小,在纳米粒子含量为2%时,达到最大值296 kV/mm。     

氢氧焰燃烧合成核壳结构纳米 TiO2/SiO2复合颗粒及机理分析

利用多重射流氢氧焰燃烧反应器，通过控制进料方式，以TiCl4和SiCl4为原料合成了具有典型核壳结构的纳米TiO2／SiO2复合颗粒，并分析了氢氧焰燃烧合成过程中核壳结构的形成机理．在纳米TiO2／SiO2复合颗粒中，无定形的SiO2均匀地包覆在晶态TiO2颗粒表面形成核壳结构，引入SiO2不但有效抑制TiO2晶粒的生长，而且抑制了锐钛相向金红石相的转变．在TiCl4和SiCl4次序进料时，TiCl4优先反应并通过成核生长生成TiO2纳米颗粒，SiCl4反应生成的SiO2通过在TiO2颗粒表面非均相成核生长，形成核壳结构的纳米复合颗粒．     

纳米镍/聚苯胺复合粒子的制备与表征

采用对氨基苯甲酸（ABA）处理纳米镍粉,然后在ABA-nano-Ni（ABA处理的纳米镍粉）的存在下苯胺（An）原位化学氧化聚合,形成纳米镍/聚苯胺（PANi/nano-Ni）复合粒子.IR和TGA分析表明ABA通过化学键与纳米镍粒子结合,颗粒表面引入了-NH2基团;采用IR、UV、DSC、TEM等分析手段对复合粒子PANi/nano-Ni进行了分析表征.结果表明苯胺在ABA-nano-Ni表面进行聚合,纳米镍粉表面的NH2基团参与了聚合反应,形成了具有核壳结构的复合粒子.     

镁合金纳米TiO2/Ni-P化学复合镀层的制备与性能研究

M—P／纳米TiO2颗粒复合镀层可在提高硬度的同时增强镁舍金的耐腐蚀性。本工作以硫酸镍为主盐对镁合金进行了纳米TiO2／Ni—P复合镀，并用金相法、扫描电镜（SEM）、X射线能谱（EDS）、动电位扫描等手段研究了其性能，并优化了施镀条件。结果表明，以硫酸镍为主盐可在镁合金基底上制得致密、厚度均匀、与基体结合良好的纳米TiO2／Ni—P复合镀层；复合镀层的硬度比无纳米合金镀层显著提高，但纳米颗粒加入量超过2g／L后镀层表面硬度几乎不再随加入量变化；复合镀层和合金镀层的耐腐蚀性都比基底镁合金高得多；纳米复合镀可提高镍磷合金镀层在3．5％NaCl溶液中的耐蚀性，而加入过多的纳米颗粒可以使复合镀层的耐蚀性降低。     

B—GAP包覆纳米铝粉的制备与表征

为防止纳米铝粉在空气中进一步氧化失活,利用不同硅烷偶联剂对纳米铝粉预处理,后用支化聚叠氮缩水甘油醚（B—GAP）对其进行表面包覆改性,制得B—GAP／nano—Al复合粒子,利用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）及X射线衍射仪（XRD）对包覆前后的纳米铝粉进行表征分析,并通过光电子能谱仪（XPS）对复合粒子的形成原理进行讨论,结果表明,相对于偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷（Al51）,在偶联剂叫一氨基丙基三乙氧基硅烷（KH-550）作用下,B—GAP包覆纳米铝粉效果较好,复合粒子为具有核壳结构的球形粒子。     

亲油性纳米TiO2／PMMA复合粒子的制备及表征

采用种子乳液聚合法对纳米TiO2进行表面改性,将甲基丙烯酸甲酯包覆在纳米TiO2表面,形成TiO2/PMMA复合粒子。采用FT-IR、UV-Vis、XPS、TEM等分析手段对所得产物的表观形貌、所携带官能团、表面元素变化和在有机溶剂中的分散性等进行了表征。结果表明,复合粒子呈现核壳结构,粒子的团聚现象和分散性都得到改善,亲油性增强。     

纳米晶TiO2的形貌对其荧光性能影响的研究

利用溶剂热合成法成功制备出了形貌为准球形、棒形、球棒混合型和菱形,粒径在50nm以下、尺寸均一的锐钛矿型TiO2纳米晶,对合成出的纳米晶TiO2用荧光光谱,紫外/可见光吸收光谱进行光学性能表征,结果表明,TiO2纳米晶在330 nm的激发光下,分别在345 nm、363nm、380nm和402 nm处存在4个发光峰位。在实验中,首次发现和证实了理论计算出的锐钛矿型TiO2纳米晶的两种直接跃迁发光,分别对应为X（1b）→X（2b）（345 nm）和X（1b）→X（1a）（363 nm）,主要因为油酸改变了TiO2纳米晶的{001}晶面族晶面的表面态。TiO2纳米晶的紫外吸收峰位于229 nm,且与其形貌无关;禁带宽度的计算值接近其理论值3.2 eV。     

蝴蝶结状TiO2纳米粒子的制备及其光催化性能研究

以四甲基氢氧化铵（TMAOH）为结构导向剂,钛酸四丁酯（Ti（OBu）4）为钛源,低温水浴处理,再经180℃下水热晶化制备纳米TiO2,采用FT-IR、XRD、TEM、UV—Vis等测试手段对其结构和形貌进行表征,并通过苯酚的光催化降解实验测试其光催化性能,结果表明,TiO2为锐钛矿相,结晶度高,所得TiO2粒子为纳米棒,界面清晰,规整度高,经紫外光照6h后,对苯酚的降解率可达62．3％,具有较高的光催化活性。     

TiO2纳米颗粒的制备、光催化性能及羟基自由基研究

采用聚丙烯酰胺凝胶法制备了TiO2纳米颗粒,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外．可见光漫反射光谱分别研究了不同煅烧温度对样品晶相、颗粒形貌和带隙的影响．以甲基橙（M0）为目标降解物,在紫外光照射下考察了制得的TiO2样品的光催化性能．研究结果表明,500℃煅烧制备的样品光催化性能最好;随着催化剂用量的增加,MO降解率呈现先增大后减小的趋势,最佳催化剂用量为4．0g／L;在pH值不太高时（≤7．2）,M0降解率随pH值的升高呈下降趋势．以香豆素为探测剂．采用荧光光谱检测催化剂在紫外光照射下产生羟基自由基（·OH）的情况,研究了煅烧温度、催化剂用量和溶液pH值对·0H产率的影响．研究结果还表明,·OH产率与MO降解率的变化规律基本一致,表明·0H可能是TiO2光催化降解有机染料的主要活性物种．     

浸渍-沉积法制备一维Au/TiO_2的光催化性能研究

以钛酸纳米管为载体、HAuCl4为金前驱体,通过浸渍-沉积法制备一维金修饰TiO2光催化剂(Au/TiO2)。通过X射线衍射和紫外-可见漫反射吸收光谱研究材料的结构和性质。以甲基橙溶液作为模拟废液,研究Au/TiO2材料在紫外光条件下的光催化活性。研究表明,由于金可以接受电子,从而促进光生电子和光生空穴的分离,使TiO2的光催化活性提高;Au/TiO2的光催化活性还与金的含量密切相关,金的最佳负载量为1%(质量分数)。     

碳包覆碳化钛壳／核型纳米材料制备及其电催化性能

采用直流电弧等离子体法,在甲烷和氢气混合气氛下蒸发块体钛,制备出碳包覆碳化钛（C@TiC）壳／核型纳米结构粒子,利用x射线衍射仪、拉曼光谱仪和透射电子显微镜进行了物相、结构及形貌表征,结果表明,所制备的纳米粒子为碳包覆碳化钛结构,其碳包覆层厚度约1nm,部分纳米粒子呈现规则的六棱形貌。利用涂层法将碳包覆碳化钛纳米粉体制成电极,并通过循环伏安测试及电化学降解2,4－二氯酚实验,研究了碳包覆碳化钛纳米粒子的电化学性能及有机物降解性能。在一定负压范围内,碳包覆碳化钛纳米材料电极的降解效率随着负向电压的增大而增大;当电压为－1．0v时,其降解速率为8．55mg／（L·h）;当电压为-0．5v时,降解速率为7．57mg／（L·h）。     

新型Sb2S3-Sb2Se3与单晶二氧化钛纳米阵列复合结构在太阳能电池领域的应用

近年来,半导体量子点敏化太阳能电池作为新一代的太阳能电池,引起了广泛的关注．Sb2S2和Sb2Se3量子点由于具有出色的光吸收特性与带隙的可调控性,已成为敏化太阳能电池领域的重要组成部分．通过水热法,二氧化钛（TiO2）单晶纳米阵列被成功生长在FTO导电玻璃上．通过连续离子层吸附法（SILAR）,Sb2S3Sb2Se3复合纳米结构被生长在二氧化钛单晶纳米阵列的表面．利用x射线衍射（XRD）表征Sb2S3和Sb2Se3纳米晶体的晶相,利用扫描电子显微镜（SEM）表征其形貌,发现在这一复合结构中,二氧化钛单晶纳米阵列与Sb2S3结合之后所留下的空隙被Sb2Se3量子点填充,从而提高了结构表面积的利用率．随着连续离子层吸附法反应周期的增加,Sb2S3-Sb2Se3,与二氧化钛单晶纳米阵列共同形成复合结构的带隙发生了明显的红移,吸收边在可调控的情况下由1．7eV向红外波段发生了移动．这种纳米结构的比表面积大、工艺简单、结构致密、沉积速率快、可调控性强,对于今后敏化太阳能电池领域的应用有很大的启发作用．     

Preparation, characterization, and photocatalytic activity of Gd3+ doped TiO2 nanoparticles

TiO2 and Gd3+ doped TiO2 nanoparticles were prepared by sol-gel method and the materials were characterized by XRD, TEM, SEM-EDX, BET, FT-IR, UV-Vis absorption, and Raman spectral analysis. The photocatalytic activity of nano TiO2 and Gd/TiO2 nanoparticles was evaluated using a model pollutant propoxur, a carbamate pesticide, in a batch type UV photoreactor. The results revealed higher photocatalytic activity for Gd/TiO2 nanoparticles than both TiO2 nanoparticles and commercial TiO2 (Degussa P-25). The enhanced photocatalytic activity of Gd/TiO2 relative to TiO2 is attributed to its increased band gap energy as evidenced from the blue shift to shorter wavelength observed in the UV-Vis abso4ption spectra. The recombination rate of photogenerated electron-hole pair decreased due to increase in the band gap, which enhanced the charge transfer efficiency of Gd/TiO2 nanoparticles. Gd3+ with its half filled 7 f subshell facilitated rapid electron transfer at solid-liquid interface by shallowly trapping the electrons. Among the various dopant level of gadolinium, 0.3 wt% Gd/TiO2 nanoparticles showed higher activity than others due to its higher surface area.     

Ni掺杂TiO2薄膜的甩胶喷雾热分解法制备和自清洁性能的研究

以钛酸丁脂（Ti（C4H9O）4）为先驱体,硝酸镍（NiNO3）为掺杂物,采用甩胶喷雾热分解方法在玻璃衬底上制备出了镍掺杂TiO2自清洁薄膜,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见透射光谱（UV-Vis）、光催化和亲水性能测定等手段对样品进行分析,结果表明,500r/min为理想衬底转速,350℃是理想的衬底沉积温度,500℃是理想的样品退火温度。随着镍掺杂量的不断增加,TiO2薄膜的亲水性能也越好,当镍掺杂量达2%-3%时,TiO2薄膜的亲水性能达到最好。     

Organic-inorganic hybrid materials based on polyaniline/TiO(2) nanocomposites for ascorbic acid fuel cell systems

Polyaniline was grafted onto a mixture of rutile and anatase TiO(2) nanoparticles by in situ chemical oxidative polymerization. These nanocomposites were characterized by carbon, hydrogen and nitrogen (CHN) analysis, x-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR), ultraviolet-visible (UV-vis), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) analysis. FTIR and UV-vis confirm the formation of polyaniline on TiO(2) nanoparticles. The TEM shows that the composites consist of PANI and TiO(2) nanoparticles. Compared to the neat polyaniline, PANI/TiO(2) composites show a higher capacitance and also a higher activity per mass of polyaniline. Since the PANI/TiO(2) composites are stable during the electrooxidation of ascorbic acid, they can be used as an alternative catalyst for direct ascorbic acid fuel cells.