聚苯胺/氮掺杂碳纳米管复合材料的制备及其超级电容性能

采用化学氧化聚合法以不同浓度的苯胺单体制备聚苯胺(PANI-1和PANI-2),采用相同方法在氮掺杂碳纳米管(NCNTs)悬浮液中制备聚苯胺/氮掺杂碳纳米管复合材料(PANI/NCNTs-1和PANI/NCNTs-2)。利用循环伏安法、恒电流充放电和电化学交流阻抗技术对合成材料的超级电容器性能进行研究分析。在0.2 A/g电流密度下进行恒电流充放电, PANI/NCNTs-1和PANI/NCNTs-2复合材料可以获得较高的比电容。同时, PANI/NCNTs复合材料也具有优异的倍率性能和充放电稳定性,这都表明该复合材料在电化学储能器件领域具有广阔的应用前景。     

TiO2/碳纳米管复合材料的氧化热失重特性及动力学

对采用水热合成法制备的TiO2/碳纳米管复合材料,进行了氧化热失重和动力学分析。考察了升温速率和TiO2负载量对于热失重(TG)和差示扫描(DSC)曲线的影响。结果表明,升温速率的增加会使TG和DSC曲线向高温区稍有偏移,而TiO2负载量的增加会使TG和DSC曲线向低温区明显偏移,但两者对TiO2/碳纳米管复合材料的最终转化率并无影响。采用Kissinger和Ozawa非等温法进行了氧化热失重反应的拟合,得到了十分相近的表观活化能和频率因子,线性回归系数R2均在0.99以上,拟合效果较为理想。     

TiO2/SiO2复合气凝胶的制备与传热特性

针对SiO2气凝胶红外遮光性能差的问题,以纳米二氧化钛作为掺杂剂,以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶工艺和非超临界干燥方法制备了不同TiO2掺杂量的纳米孔改性SiO2气凝胶复合材料,研究了pH值和乙醇含量对凝胶时间的影响,并采用SEM、TEM和BET方法分别对凝胶的表面形貌和孔结构进行了分析表征.结果表明,当pH为6时,乙醇/TEOS为8∶1(摩尔比)时,可得到掺杂均匀、完整的TiO2/SiO2凝胶;热处理后的复合气凝胶具有网状纳米孔结构;当掺杂量小于5％时,干凝胶平均孔径为20～50 nm,比表面积均大于1 000 m2/g.通过红外透过率及消光性能比较,TiO2掺杂SiO2干凝胶复合材料的红外光屏蔽功能较纯SiO2气凝胶提高了50％.     

N-CQDs/TiO2黏胶织物的制备及其紫外防护性能研究

采用氮掺杂碳量子点(N-CQDs)和纳米二氧化钛(TiO2),通过水热法制备了N-CQDs黏胶织物、TiO2黏胶织物和N-CQDs/TiO2黏胶织物,借助SEM、FT-IR分析了负载前后黏胶织物纤维微观结构的变化,利用UV-Vis吸收光谱分析了N-CQDs黏胶织物、TiO2黏胶织物和N-CQDs/TiO2黏胶织物的紫外...     

纳米氧化钛基气敏材料的合成与气敏性能研究

采用溶胶凝胶法制备了纳米二氧化钛粉末,并与均匀沉淀法制备的纳米二氧化锡粉末复合,制备出纳米TiO2-SnO2复合材料.通过硝酸银掺杂制得TiO2-Ag+,TiO2-SnO2-Ag+(Ti/Sn一2:1),TiO2-SnO2-Ag+(Ti/Sn=3:1)三类气敏材料,采用静态配气法测试了气敏元件对乙醇,甲醇和甲醛的气敏特性.实验结果表明,TiO2复合SnO2并掺杂适量Ag+能显著改善TiO2的气敏性能,其中Ti:Sn=2的复合材料气敏性能优于Ti:Sn=3的复合材料.     

氮掺杂碳纳米管的制备及其在铅离子检测中的应用

制备了氮掺杂改性的碳纳米管(CNx),并对其进行了扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)和X射线衍射仪(XRD,X-Ray Diffraction)表征。利用循环伏安法测定了铅离子在氮掺杂碳纳米管修饰电极上的电化学行为。结果表明,氮掺杂碳纳米管修饰电极对铅离子有明显的电催化行为,而且它在铅离子检测中的效果明显优于裸的玻碳电极。在拟定条件下,氮掺杂碳纳米管修饰电极对铅离子的检测限为0.06μmol/L,线性范围为0.06～0.1μmol/L,并且具有良好的稳定性与重复性,因而该电极具有良好的应用前景。     

锐钛矿TiO_2-Ag纳米纤维的可控制备及光催化性能研究

制备TiO2高效光催化试剂近年来备受关注.利用静电纺丝技术成功获得了尺寸均一的TiO2纳米纤维,在此基础上,以硝酸银(AgNO3)为掺杂剂,合成了TiO2-Ag复合纳米纤维.采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对该复合材料进行了表征.结果显示,产物为锐钛矿TiO2-Ag复合纳米纤维,且纤维分散性好、长径比大.随后以亚甲基蓝为降解对象,研究了该复合材料的光催化活性,探讨了Ag掺杂量对TiO2光催化效果的影响.结果表明:TiO2-Ag复合纳米纤维具有良好的光催化活性,且掺杂0.8wt%Ag的TiO2-Ag复合纳米纤维对亚甲基蓝的降解效率最高.     

钕掺杂纳米二氧化钛光催化活性研究

用溶胶-凝胶法制备了掺杂Nd3+的纳米TiO2,用XRD和DRS测定了其晶型和光吸收能力,并以活性黄(KE-4RN)为液相有机污染物研究了样品的光催化活性,发现Nd3+掺杂抑制了TiO2晶相的转变和粒径的增长,增强了光吸收能力.活性试验结果表明,Nd3+掺杂可提高TiO2的光催化活性,并且当掺杂量为1.5%时,光催化活性最好.     

氮掺杂的二氧化钛可见光光催化降解亚甲基蓝

采用气相法,以氨气为氮源,制备了氮掺杂的二氧化钛(N/TiO2)。紫外可见分光光度仪(DRS)测定结果表明,掺氮前后,TiO2的禁带宽度分别为3.09和2.98 eV,掺氮使TiO2的吸收光谱发生了红移。N/TiO2的可见光光催化降解亚甲基蓝的实验显示,反应的最佳条件为:亚甲基蓝的初始质量浓度为30 mg/L,pH为5.2。在最佳条件下,反应5 h后,亚甲基蓝的脱色率为96.6%。动力学研究证明,该反应符合拟一级反应,动力学常数为0.717 h-1。     

氮掺杂的二氧化钛可见光光催化降解亚甲基蓝

采用气相法,以氨气为氮源,制备了氮掺杂的二氧化钛(N/TiO2).紫外可见分光光度仪(DRS)测定结果表明,掺氮前后,TiO2的禁带宽度分别为3.09和2.98 eV,掺氮使TiO2的吸收光谱发生了红移.N/TiO2的可见光光催化降解亚甲基蓝的实验显示,反应的最佳条件为:亚甲基蓝的初始质量浓度为30 mg/L,pH为5.2.在最佳条件下,反应5 h后,亚甲基蓝的脱色率为96.6%.动力学研究证明,该反应符合拟一级反应,动力学常数为0.717 h-1.     

纳米氧化钛的凝胶网格制备及光催化性能研究

以氨水、三氯化钛为原料,明胶为反应介质,采用凝胶网格沉淀法制备锐钛矿型二氧化钛纳米粒子,并用XRD、SEM对产品进行了表征,探讨了部分反应条件对产品粒径的影响。实验确定最佳制备条件为:明胶含量为14%、Ti3+浓度为0.6 mol/L、NH3.H2O浓度为0.8 mol/L,所得产物粒度均匀、大小可控、不易团聚。采用光催化降解实验讨论了催化剂用量、光源、脱色时间等因素对直接耐晒翠蓝染料降解率的影响。TiO2投加量为8 g/L、高压汞灯光照1 h时,直接耐晒翠蓝脱色率可达84.17%。     

Preparation and photocatalytic activity of Gd-doped TiO2 nanofibre

In order to realize the photocatalysis of TiO2 in the sunlight and directly apply it to waste water treatment, the Gd-doped TiO2 nanofibre was synthesized using two-step synthesis method as follows： Firstly, potassium carbonate, titanium dioxide and proper gadolinium oxide （dopant） were calcined in the muffle at high temperature and the doped gadolinium K2Ti4O9 fibres were obtained; secondly, the fibre was heated using glycerol as solvent until Gd-doped TiO2 nanofibres were obtained. The synthesized samples were characterized using scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and X-ray diffraction. The results show that Gd-doped TiO2 nanofibre heat-treated by glycerol solvent can inhibit the agglomeration, so the grain diameter of the fibre is smaller than that without heat-treated with glycerol. Meanwhile, the diameter of the fibre decreases with the increase of the heating temperature and time. 97%- 98% of Gd-doped TiO2 nanofibre is anatase. The photocatalysis results showed that the photocatalysis activity of Gd-doped TiO2 nanofibre is just a little lower than that of TiO2 powder.     

钛表面原位自组装TiO2空心球及生物活性研究

以单分散聚苯乙烯（PS）球为模板,聚苯乙烯磺酸钠（PSS）为表面活性剂,硫酸氧钛为前驱液,通过水解 溶胶法在低温条件下实现了自组装TiO2微球在钛基体表面的沉积,然后将其煅烧去除PS球,得到空心TiO2球,将此基体浸入模拟体液（SBF）中来观察表面磷灰石的生长情况.通过XRD和SEM对表面物相组成和微观形貌分析可知：TiO2球平均粒径为1.2 μm,分散性较好,与基体有良好的结合力,且该基体表面TiO2在1天内就能够诱导羟基磷灰石的生长,说明其具有良好的生物活性.此外,纳米结构TiO2的组成、形貌和结构可以通过调整组装温度和PS质量浓度来实现可控.     

TiO_2纳米管降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法制备Ti O2纳米管前驱体,用NaOH溶液对前驱体进行碱水热处理制备Ti O2纳米管,并用XRD、TEM等方法对产品进行了表征.以Ti O2纳米管作为催化剂,进行了不同条件下紫外光降解罗丹明B的研究.结果表明:合成的Ti O2纳米管具有明显的纳米管状结构特征,其外径为15~20 nm,壁厚约为1 nm,管长100~200 nm,生长良好.Ti O2纳米管对罗丹明B(RhB)有较好的降解作用.在20 g/L的罗丹明B溶液中加入2 g/L Ti O2纳米管,0.1 g/L H2O2,溶液pH为2.5时,光降解4 h,降解效率能到达89.65%.     

燕窝状TiO_2纳米构筑体的制备及其光催化性能

以Ti(SO4)2·2H2O为主要反应物,在雪碧(碳酸饮料)介质中通过水热法制得燕窝状构筑体的锐钛矿型TiO2。运用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)等表征手段证实,此组装结构受雪碧中的蔗糖、柠檬酸等成分及PVP含量控制,并阐明其形成过程。制得的燕窝状TiO2显示出较好的光催化性能。     

结构化纳米碳纤维催化材料的制备及表征

采用堇青石型蜂窝陶瓷(monolith)为基材,在其表面浸涂二氧化钛,得到含二氧化钛涂层的新型结构化基材,提高了基材的比表面及抗腐蚀性。以甲烷为碳源,在结构化基材表面生长纳米碳纤维(CNF),制备出结构化复合纳米碳纤维催化材料(CNF/TiO2/monolith)。扫描电镜(SEM)和物理吸附仪(BET)表征结果表明,CNF粗细均匀、直径-70 nm,比表面-180 m2/g。并以CNF/TiO2/monolith为载体负载金属钯,制备出结构化纳米碳纤维负载型催化剂(Pd/CNF/TiO2/monolith),其催化加氢活性明显优于成型活性炭负载型Pd催化剂。     

离子液体[C_6mim]Br中TiO_2气凝胶的制备

以钛酸四丁酯为前驱体,离子液体[C6mim]Br为催化剂及模板剂,在低温、常压条件下制备了TiO2气凝胶。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及N2吸附/脱附法对结构进行了分析。结果表明,TiO2气凝胶为锐钛矿晶体结构,平均孔径为9.7nm,比表面积为264.3m2/g,孔体积为0.513cm3/g。以活性蓝为模拟污染物,紫外汞灯为光源,研究了TiO2气凝胶的光催化活性。结果表明,TiO2气凝胶具有优于P25的光催化活性。     

纳米TiO2／SiO2固相萃取剂的制备及对重金属离子吸附性能的研究

以钛酸四丁酯、正硅酸乙酯作为前驱体,溶胶—凝胶法制备了纳米TiO2／SiO2复合物。采用x射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、X射线能谱（EDS）等手段对所制得的TiO2／SiO2复合材料进行表征。以纳米TiO2／SiO2复合材料作为填料制成固相萃取小柱,对重金属离子Cu^2＋、Cr^3＋、Pb^2＋和Hg^2＋进行吸附,硝酸洗脱后,采用ICP—MS进行检测。考察了吸附剂对不同pH值溶液中金属离子的吸附性能。自制SPE小柱与ICP—Ms联用测定Cu^2＋、Cr^3＋、pb^2＋和Hg^2＋的最低检出限分别为0．031,0．010,0．041,0．025μg／L。     

Preparation and characterization of high photoactive TiO2 catalyst using the UV irradiation-induced sol-gel method

High photoactive TiO2 catalyst was prepared using the sol-gel method through UV irradiation during the formation stage of nuclei. The surface morphology and microstructure of the prepared catalyst were characterized using scanning electron microscopy （SEM）, X-ray diffraction patterns （XRD）, and Fourier transform infrared spectroscopy （FF-IR）. The photoactivity was evaluated by the degradation of methylene blue. The results show that the photocatalysis of the prepared catalyst is higher than that of conventional heat-treated particles. The higher photoactivity is a combined result of favorable microstructure, appropriate hydroxyl groups, and active sites of Ti^3＋ ions on the surface of TiO2. It is concluded that the ultraviolet irradiation-induced sol-gel method is an effective method to enhance the photocatalysis of TiO2.     

Kinetics analysis of Ni-TiO2 composite system during initial stages of electro-crystallization

The initial stage of Ni-TiO2 composite system electrodeposition on glassy carbon electrode from an acidic solution of nickel sulfate was investigated using cyclic voltammetry (CV), chronoamperometry (CA) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Analysis of current density-time transients was performed using the nonlinear fitting procedure and electrochemical impedance spectroscopy was simulated by Z-view software. Besides, the surface morphology of Ni-TiO2 co-deposition at the initial stage was observed by scanning electron microscopy (SEM). The results show that, in the case of low overpotential (-790 mV vs SCE), the presence of TiO2 particles in the plating bath makes the nucleation relaxation time tmax decreased clearly. Meanwhile, the electro-crystallization of Ni-TiO2 system follows a Scharifker-Hills (SH) progressive nucleation/growth mechanism. While in the case of higher overpotential, the presence of the TiO2 particles in solution makes the nucleation relaxation time tmax increased. At -850 mV (vs SCE), the co-deposition of Ni-TiO2 system meets SH instantaneous nucleation/growth mechanism. The results of impedance spectra show that the appearance of the characteristic inductive loops represents the nucleation/growth of nickel and the presence of TiO2 particles reduces the charge transfer resistance of solution. The SEM observation confirms that TiO2 particles can be considered as favorable sites for nickel nucleating.