SiO_2、Al_2O_3表面修饰TiO_2结构分析与光催化研究

利用硅酸钠、偏铝酸钠对TiO_2基体进行无机表面修饰堵塞光辐照二氧化钛产生的电子-空穴,以提高二氧化钛的耐候性能和分散性能。用聚焦光束反射测量仪(FBRM)在线测试粒子表面膜层的生长情况,用X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、表面面积(BET)等技术对修饰前后二氧化钛的物相和微/纳结构进行表征分析,结果表明TiO_2粒子表面形成了均匀致密的无定型二氧化硅、稳定的勃姆石胶体膜层,填补了空氧位,弥补二氧化钛的光化学活性缺陷;光降解试验结果表明:单硅修饰和硅铝二元修饰的二氧化钛样品的光催化活性降低,降解速率减缓,二氧化钛得到有效的保护。     

TiO2表面包覆致密SiO2包膜量的研究

从包覆成膜时热力学所决定的包膜量以及工艺本身引入的盐分对包膜量的影响出发,分别探讨了TiO2表面包覆致密SiO2膜的最小包膜量与最大包膜量;同时进行TiO2表面包覆不同量SiO2时实验样品的酸溶性、吸油量、消色力、白度等性能的研究,在此基础上,确定了TiO2表面包覆致密SiO2适宜的包膜量.     

液相水解制备纳米TiO_2的研究

以TiC l4和正辛醇为原料,通过液相水解法制备出粒径较小、分散性较好的纳米二氧化钛粉体。利用X-射线衍射和透射电镜等检测方法对二氧化钛粒子特性的影响因素进行探讨。结果表明,随着煅烧温度的升高,纳米TiO2颗粒呈增大趋势,分散性越来越差,晶相由锐钛矿相向金红石相转变。煅烧时间对纳米TiO2的粒径大小和晶相影响较小,对纳米TiO2分散性影响较大。随着TiC l4浓度变大,TiO2粒径变小,但分散性变差。水解温度越高,纳米TiO2粒径越大,颗粒分散性越差。     

化学包覆法制备TiO_2/SiO_2复合物

与TiO2光催化剂相比,以SiO2为载体或内核制备的TiO2/SiO2复合催化剂,其表面活性、光催化活性和热稳定性都更高。以粉煤灰为原料制备的沉淀SiO2为硅源,钛酸四丁酯为钛源,采用化学包覆法制备TiO2/SiO2复合物,采用扫描电镜(XRD)、红外光谱(FT-IR)和差热分析(TG-DTA)等测试手段对该复合物进行表征。FT-IR和TG-DTA分析证实,SiO2被TiO2有效包覆。复合物热稳定性较高,经700℃焙烧4 h后,SiO2仍为无定形,TiO2以锐钛矿相为主;在900℃焙烧后,TiO2大部分由锐钛矿相转变为金红石相。     

La掺杂SiO_2/TiO_2纳米粉体的制备及其光催化性能

采用并流中和法制备了La掺杂的SiO2包覆TiO2纳米粒子,利用X射线衍射(XRD),傅立叶交换红外光谱(FT-IR),透射电镜(TEM)及紫外可见光吸收(UV-Vis)光谱对掺杂改性前后样品进行表征。以紫外光照降解甲基橙为测试体系,研究了La掺杂量及煅烧温度对SiO2/TiO2光催化性能的影响,并对其作用机制做了初步的探讨。FT-IR表明在包覆层和纳米TiO2颗粒之间的界面上形成了Ti-O-Si和Ti-OLa键,从而抑制了金红石相的形成,提高了热稳定性,和XRD分析结果一致,掺杂了La的SiO2/TiO2在800℃时金红石相的含量仍然比较低,和120℃时的含量相当;TEM照片显示改性后的TiO2团聚减小,粒度均匀。UV-Vis光谱分析显示La掺杂SiO2/TiO2的光响应范围拓宽至可见光区,其中光吸收红移最大的样品为3.0%La掺杂量的SiO2/TiO2,带隙能(Eg)由原来的2.98 eV降为为2.41 eV。光催化性能实验结果显示当La的摩尔掺杂量为3.0%时,其光催化活性最好,光照20 min,与未掺杂改性的TiO2相比甲基橙的光降解率提高了55.1%;另外,未掺杂TiO2煅烧温度对光催化影响显著,当温度由120℃增加为800℃时,光照25 min的降解率就由69%降为10.7%,而掺La的SiO2/TiO2煅烧温度对其光催化性能影响不大。     

TiO2的表面改性

综述了国内外TiO2的表面改性研究。TiO2改性主要是无机改性和有机改性，无机改性主要就如何提高或降低光催化活性方面开展工作，利用TiO2和Al2O3的水合化合物在TiO2表面形成致密包膜降低TiO2的光催化活性，而添加Ag^ ，Fe^3 离子溶液来提高TiO2的光催化活性。而有机改性主要是研究如何改善TiO2的分散性，利用添加有机改性剂加到TiO2溶液中发生反应，阻止TiO2粒子凝聚，改善其亲水疏油性。     

纳米TiO2的表面处理

本文介绍了纳米TiO2表面处理的必要性和表面处理方法。     

表面包覆对化学气相沉积镍粉氧含量与分散性的影响

利用苯并三氮唑(BTA)、六次四甲基铵(HMTA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对化学气相沉积法制备的镍粉进行表面包覆,以降低其氧含量和改善粉末的分散性。研究用BTA作为包覆剂时,其质量分数、pH值、温度等对镍粉氧含量的影响,结果表明在包覆剂溶液中BTA的质量分数为0.5%、温度为30℃、pH=3的条件下包覆后,镍粉氧含量(质量分数)由0.62%降至0.25%,达到同类先进标准(0.3%);利用傅氏转换红外线光谱分析仪对镍粉进行表征发现:镍粉与BTA唑环上不饱和氮原子发生配位作用,形成配合物附着在镍颗粒表面,阻止镍粉氧化,从而降低氧含量。同时,分别用HMTA以及BTA+PVP作为包覆剂对镍粉进行包覆,采用扫描电镜、激光粒度分析、紫外吸光度测定等对包覆后的镍粉分散性进行评价,结果表明:BTA与PVP20000配合使用时,镍粉的分散性明显提高,粉末平均粒度由包覆前的2.28μm减小到1.03μm,透过率由0.492降至0.243。     

TiO_2纳米颗粒自清洁航空涂料的性能研究

以有机硅改性聚氨酯树脂为主要成膜物质,经氟硅烷进行表面改性后的TiO2纳米颗粒作为无机填料,制备具有自清洁功能的航空涂料。利用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电镜(SEM)及接触角分析仪对氟硅烷的改性机制进行了分析,讨论了改性TiO2纳米颗粒的用量对涂层疏水性及其力学性能的影响,探讨了表面微观结构和涂层疏水性能之间的关系,并分析了有效改善涂层力学性能的技术途径。结果表明,氟硅烷分子水解后相互联结,在TiO2纳米颗粒表面形成一层氟硅烷分子包覆层,提高了TiO2纳米颗粒的分散性及疏水性。随着氟硅烷改性后的TiO2纳米颗粒添加量逐渐增多,制备的有机涂层表面粗糙度逐渐增大,疏水效果越来越明显。当改性TiO2纳米颗粒的用量为24%时,涂层具有超疏水性,水接触角为151.40°,涂层表面为微纳米双重粗糙结构。通过在基底表面刷涂一层质量分数为5%~15%的硅烷偶联剂(KH-550)乙醇溶液,可以提高涂层的力学性能,达到航空涂料的基本使用要求。     

尖晶石LiMn2O4表面包覆氧化钴的研究

采用高温固相法合成尖晶石LiMn2O4,并以化学沉积方式对其进行包覆氧化钴的表面处理。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等技术对表面处理前后的LiMn2O4进行表征,分析了表面处理后LiMn2O4物理特性的变化,并结合电化学性能测试,研究了表面处理及其工艺和条件对LiMn2O4电化学容量与循环性能的影响。结果表明,表面处理后LiMn2O4循环性能显著提高。随氧化物含量的增加,循环性能提高,容量降低。未经表面包覆的LiMn2O4首次充放电容量为108．13mAh／g,50次循环充放电后容量衰减26．3％。500℃加热处理的表面包覆0．5％、2％氧化钴的LiMn2O4首次循环放电容量各为118．38mAh／g、115mAh／g,经过50次充放电循环后,容量分别降低8％、7％。     

世界TiO_2市场动态

阐述了世界主要海锦钛生产国的产量及TiO2 的制备方法、原料供需、市场形势、市场价格等方面情况 ,并对当前世界TiO2 的市场发展情况进行了讨论。     

阳极氧化Ti-6Al-4V合金表面TiO_2多孔膜的制备及研究

在一定浓度的H_2SO_4溶液中对Ti-6Al-4V合金表面进行阳极氧化处理,通过改变阳极氧化处理的电压、氧化时间和电解液浓度,研究了预处理工艺参数对钛合金表面形貌、物相、润湿性及粗糙度的影响.试验结果表明:钛合金经过阳极氧化处理后,表面出现了二氧化钛(TiO_2)纳米多孔结构,多孔氧化膜由锐钛矿型和金红石型TiO_2组成;在0.5mol·L~(-1)H_2SO_4溶液中,随着阳极氧化电压的增加,多孔膜的孔径逐渐增大,基体表面与模拟体液(SBF)的接触角明显降低,经120V氧化处理的试样表面接触角由预处理前的52.8°降至16.9°左右,具有良好的润湿性;并且试样表面的粗糙度明显增加,在电压为120V时粗糙度达到0.56μm.在电压120 V时,随着阳极氧化时间或电解液浓度的增加,TiO_2多孔膜的含量和孔径尺寸逐渐增大,试样表面的润湿性和粗糙度也不断增加,在氧化时间10 min或电解液浓度0.5 mol·L~(-1)时达到最大,氧化时间大于10 min或电解液浓度高于0.5 mol·L~(-1)时,试样表面出现裂纹,多孔结构被破坏.     

提高颜料铝粉表面SiO2包覆率的研究

采用正硅酸乙酯（TEOS）水解缩聚反应在颜料铝粉表面包覆一层SiO2薄膜。分析了这种包覆方法的成膜机理,膜层和基体之间的结合方式。对现存包覆工艺进行一些改进,并对实验结果进行析氢分析、XPS分析,以达到提高颜料铝粉的包覆率的目的。     

低SiO_2烧结矿的生产实践

针对低SiO2 烧结矿的生产率低、强度差以及低温还原粉化高问题 ,采取提高烧结矿碱度和MgO含量、增加钢渣配比以及采用低温烧结技术等措施使烧结生产指标得到明显改善 ,其中烧结矿生产率提高了 10t/ (m2 ·d)、转鼓指数提高 7.73% ,低温还原粉化率降低 13.56 % ,也促进了低硅烧结板技术的发展     

低SiO_2烧结矿的生产实践

在生产实践的基础上 ,总结了低SiO2 烧结矿的烧结特点及对高炉冶炼的影响 ,并通过分析提出了改进措施 ,找出了生产低SiO2 烧结矿的较好方法。     

超细粉体材料表面包覆技术的研究现状

超细粉体具有常规材料难以比拟的优异性能,在生物制药、光学检测器等领域获得了广泛的应用,但由于稳定性低、易发生团聚和难于分散,需要对超细粉体进行适当的表面包覆处理以改善颗粒的表面特性和提高其分散性能,才能达到工业应用的要求.该文首先综述了库仑静电引力相互吸引等无机超细粉体的表面包覆机理及包覆原则,接着比较详细地介绍了超细粉体材料常用的表面包覆技术,包括固相法、液相法、气相法及其他新方法,并分析它们的优缺点.指出喷雾热分解法结合了气相法和液相法的优点,在超细粉体材料表面包覆方面具有广阔的工业应用前景.     

挤压表面致密化和滚压表面致密化工艺对比

选择表面致密化工艺主要包括挤压致密化和滚压致密化,本文基于表面致密化零件的生产,从零件性能检测方面对比分析挤压致密化和滚压致密化工艺的差异性。试验结果表明：两种工艺制备出的零件在齿廓处均能形成一层均匀的表面致密层,零件的表面强度和表面硬度均得到较大提高;挤压致密化工艺会导致烧结件端面翻边,容易造成后续烧结件外观质量问题,而滚压致密化工艺则不会产生类似外观质量问题;挤压致密化工艺中零件挤压进给量取决于模具尺寸,挤压进给量无法随意调整,并且随着模具径向尺寸的磨损,挤压进给量会变化且不可控,而滚压致密化工艺通过调节两副滚轮模具中心轴的距离,可以快速调整零件滚压进给量,制备出符合要求的表面致密层。因此,滚压致密化工艺优于挤压致密化工艺。     

含TiO2炉渣离子团结构与表面性质的关系

用含TiO_2五元系熔渣离子团结构模型分析所测1500℃下的熔渣表面张力及表面粘度,结果表明,渣中包括四配位Ti离子在内的全部四配位离子都是表面活性组分,它们具有增大表面粘度,降低表面张力的作川。四配位Ti离子在这方面的作用大于其它四配位离子。离子团越大,其表面活性越大。     

纳米Eu2O3的表面修饰及其在PP中的分散性研究

以钛酸酯偶联剂在无水乙醇中对纳米氧化铕进行表面修饰,分别测定了处理好的样品的粒径及分布、在二氧六环中的沉降稳定性以及在聚丙烯中的分散性。结果表明,表面修饰有利于纳米氧化铕在聚丙烯中的分散,其中以10%钛酸酯处理的效果最佳;处理后样品的红外光谱表明,纳米氧化铕与偶联剂发生了化学键合作用,他们之间并不是简单的物理包覆。     

钛白表面不同铝膜制备及其性能研究

以偏铝酸钠、硫酸铝、磷酸为原料在不同pH条件下制备不同铝膜钛白,采用XRD、红外光谱、热重分析、SEM、BET、ZETA电位等分析了不同铝膜的晶体结构、热稳定性、微观形貌和物理性能。结果表明:不同pH获得的水合氧化铝ZETA电位均为正值,亲水性能不佳,而磷酸铝ZETA电位为负值,具有很好的亲水性能。pH=4～5时获得的水合氧化铝为近球形的无定型结构,在200℃和930℃时失去其结合水;pH=8～9时得到的絮状勃姆石结构AlO(OH),拥有极大的比表面积,在402℃失去结合水;pH=10～10.5时得到界面清晰、大小不均匀的颗粒状三羟铝石块,分别在297.5℃和513℃失去结合水。在偏铝酸钠中加入磷酸制备得到的是无定型的磷酸铝,其形貌为球形小颗粒团聚成的聚集体。所制备的铝膜在紫外区吸光度由强到弱的顺序是无定型水合氧化铝磷酸铝三水铝石勃姆石型水合氧化铝。几种铝化合物包覆在二氧化钛表面均能提高其颜料性能,但水合氧化铝会降低二氧化钛的水分散性。