纳米TiO2表面的原位接枝聚合动力学

以甲苯为溶剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,在纳米TiO2表面引发甲基丙烯酸丁酯(BMA)单体的聚合反应,通过红外光谱(FT-IR)、热重(TG)分析表明,纳米TiO2表面已接枝聚合上有机分子链。研究了改性后的纳米TiO2表面发生原位接枝聚合反应的动力学行为,考察了聚合反应温度、单体浓度、引发剂浓度、纳米TiO2用量等因素对聚合反应速率的影响,测定了反应级数和聚合反应的活化能。结果表明,其聚合速率方程为:Rp=k[BMA]1.00[AIBN]0.86[mTiO2]0.76,聚合反应的表观活化能Ea为135.94kJ/mol。探讨了聚合反应机理,其聚合反应机理与自由基聚合反应机理相符合,链终止反应为单基终止与双基终止并存。     

磁场对制备TiCoxO2+x光催化剂结构和催化性能的影响

在外加磁场条件下,采用溶胶-凝胶法制备了Co2+掺杂TiO2光催化剂,并利用可见光下降解甲基橙溶液的实验考察了磁场强度对光催化剂催化性能的影响。借助XRD、SEM、UV及PL等手段对掺杂催化剂进行了表征。结果表明,外加磁场使催化剂的粒径减小,颗粒分布均匀,降低了催化剂的带隙能,提高了电子空穴对分离效率,增大了光催化活性。     

正交试验辅助分析溶胶-凝胶法制备Bi0.5Na0.5TiO3粉体过程中的主导因素

以钛酸四丁酯、五水硝酸铋和无水乙酸钠为原料,用溶胶-凝胶法制备Bi0.5Na0.5TiO3(BNT)细粉,通过XRD和TEM表征粉体的结构和形貌。采用正交试验法,分析了反应温度、溶液pH值、加水量对最终BNT粉体粒径的影响。结果表明,各因素对粉体晶粒尺寸影响的显著性水平由大到小依次为加水量溶液pH值反应温度;反应温度为60℃、溶液pH值为4.5、加水量为7.2mL的条件下制得粉体的平均晶粒尺寸约为200～350nm。     

化学气相沉积制备V2O5-WO3/TiO2催化剂及表征

以蜂窝堇青石为基体,采用化学气相沉积技术结合浸渍工艺制备出V2O5-WO3/TiO2脱硝催化剂,通过SEM、BET、XRD和EDS完成载体以及催化剂微观结构和成分表征,并利用活性评价装置测试了催化剂NO脱出率。试验结果表明,化学气相沉积技术制备的载体表面为锐钛矿型TiO2,其颗粒聚集成团块状,BET为62.73m2/g,平均孔径为9.8nm。制备的V2O5-WO3/TiO2催化剂孔结构规律与TiO2载体相似,V2O5在TiO2载体上无定形态单层分散,微量V2O5在微区长大成针状,宽度100nm;在350℃、4000h-1、n(NH3)/n(NO)=1时,催化剂NO脱出率ηNO达到96.7%。     

单根CuTCNQ纳米线的电学开关特性

用溶液法制备了CuTCNQ纳米线。用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了样品的结构及形貌,用拉曼光谱(Raman)研究了CuTC-NQ纳米线的电荷转移情况。研究了其不同温度下的电学特性。CuTCNQ纳米线的长度为1～8μm,直径50～300nm。XRD结果显示制备得到的CuTCNQ为Ⅰ相。研究表明,在外加电场作用下,单根CuTCNQ纳米线表现出可逆的电开关特性,阻态转变前后其电阻的变化达3个数量级。高低阻态转变电场阈值约为1.8V/μm。另外,CuTCNQ纳米线的电阻随着温度的降低而增大,当温度低于临界值160K时,低阻态的CuTCNQ纳米线将出现负阻效应。     

超亲水多孔TiO2薄膜的制备及其超亲水机理研究

以钛酸四丁酯为钛前体,聚乙二醇(PEG)为成孔剂,采用溶胶-凝胶法制备多孔TiO2薄膜。结果表明,该薄膜具有多孔表面特征,表面粗糙不平,在避光的条件下与水接触角小于5°。当煅烧温度为450℃以及煅烧时间为2h时,得到的样品超亲水性能为最佳。同时,还探讨了薄膜超亲水性能的形成机理,薄膜的超亲水特性是由光催化物质以及粗糙表面共同作用的,并且表观接触角是服从Cassie-Baxter模型。     

细菌纤维素负载TiO2复合材料的制备及其在印染废水处理方面的应用

利用细菌纤维素超细高强的特点,原位制备细菌纤维素/TiO2纳米复合材料,并对其表面化学组成和微观结构进行表征。利用细菌纤维素负载TiO2纳米粒子用于染料废水的处理,具有处理效果好、可以多次反复使用等优点。结果表明:紫外光催化降解后,复合材料对甲基橙溶液的降解率可达到100%。重复4次降解后,最大降解率仍有51.8%。     

微波辅助溶胶-凝胶-模板法制备的Ni纳米线

通过两步阳极氧化法制得氧化铝模板,然后在氧化铝模板的纳米孔洞中,用微波辅助溶胶-凝胶-模板法制备出Ni纳米线。分别用XRD、TEM和VSM对样品的相成分、显微结构和磁性进行观察和测量。结果表明,Ni纳米线为面心立方结构,氧化铝模板的孔洞分布均匀,Ni纳米线的直径取决于氧化铝模板纳米孔洞的大小。纳米线具有铁磁性,其易磁化轴平行于纳米线的长轴方向。     

介质阻挡放电降解水中噻虫嗪农药的实验研究

利用介质阻挡放电(DBD)产生的低温等离子体可以处理水中的噻虫嗪农药。为优化采用辐流式沉淀池结构的反应器,提高噻虫嗪的降解效率,在装置内引入了负载TiO2薄膜的蜂窝陶瓷。结果表明:在500℃温度下退火能得到纯度较高的锐钛矿TiO2;改进的实验装置在放电电压75 V,噻虫嗪初始质量浓度100 mg/L的条件下,处理160 min时,噻虫嗪降解率为85.88%;装置改进后,噻虫嗪的降解速率常数提高了1.56倍,即从8.30×10-3min-1(拟合度R2=0.989 1)提高到1.30×10-2 min-1(R2=0.991 6),消耗1 kWh的能量所降解的污染物质量(能量效率)从2.39 mg增加到4.36 mg,对噻虫嗪的总有机碳(TOC)去除效率从58.83%提高到78.34%。同时电导率对放电特性的影响明显减小,为处理电导率不同的有机废水奠定了基础。此外,该装置对放电过程中化学活性物质(H2O2和O3)的形成也有促进作用。     

纳米TiO2的制备及其抗菌性能研究

以尿素为沉淀剂 ,采用均匀沉淀法制备出分散性好、粒径分布均匀的纳米 Ti O2 ,研究了粒径、光照对 Ti O2 粉体抗菌性能的影响