TiO2溶胶流变及涂膜性能的研究

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备Ti(OH)₄溶胶。通过旋转流变仪作为主要表征手段,对Ti(OH)₄溶胶的黏度、流动性能、涂膜性能进行分析,研究了R(nCH₃COOH∶nH₂O)值对Ti(OH)₄溶胶流变特性的影响,阐述了溶胶流变性和涂膜性能的相关性。结果表明：当R逐渐增大至1.2～1.8时,Ti(OH)₄溶胶表现为Bingham流体,初始黏度从0.270 Pa·s下降至0.156 Pa·s,流动系数接近于水;在R值低于0.9时,Ti(OH)₄溶胶表现为HerschelBulkley流体,初始黏度从0.304 Pa·s上升至3.011 Pa·s,流动系数从0.724下降至0.419。在R=0.9时,涂膜效果最佳,膜厚度约为10μm,表面光滑完整,对结晶紫的去除率可达95.5%。     

TiO2-Al2O3复合粉体的制备及光催化性能

Al₂O₃陶瓷膜在过滤染料废水过程中容易被染料大分子堵塞,导致Al₂O₃陶瓷膜水通量下降。以钛酸丁酯、异丙醇铝为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备Ti(OH)₄-AlOOH复合溶胶,经450 ℃烧成获得TiO₂-Al₂O₃复合粉体。以SEM、纳米粒度/电位仪作为主要表征手段,研究了不同Ti(OH)₄和AlOOH摩尔比对复合溶胶粒径分布的影响,进而探究TiO₂-Al₂O₃复合粉体的光催化性能。结果表明,Ti(OH)₄和AlOOH摩尔比为0~0.4时,随着Ti(OH)₄和AlOOH摩尔比的增大,胶粒的平均粒径从67.5 nm减小到34.0 nm,Ti(OH)₄-AlOOH复合溶胶的电位从43 mV升高至53 mV。当Ti(OH)₄和AlOOH摩尔比为0.4时,复合粉体对结晶紫的去除率高达79.3%,反应速率常数增大到了0.018 min^-1。TiO₂-Al₂O₃复合粉体制备的陶瓷膜能有效降解表面沉积的大分子,解决了陶瓷膜堵塞的问题。     

氨水对溶胶-凝胶法制备硅溶胶粒径及稳定性的影响

本文以正硅酸乙酯(TEOS)为原料，在以氨水为催化剂的碱体系中，采用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅溶胶。通过SEM-EDS、XRD、热重分析、激光粒度分析、Zeta电位等分析手段，研究了氨水的加入量对二氧化硅溶胶粒径以及稳定性的影响。研究结果表明，当pH值在11～12、氨水与TEOS的摩尔比R(n(NH₃·H₂O)∶n(TEOS))在1～10时，随着R值的增大，二氧化硅溶胶平均粒径y与R值x呈指数相关趋势，其拟合函数为y=2.22x^1.79,相关性为0.96,粒径从10.17 nm (R=1)增加到142.48 nm (R=10),且胶粒的粒径分布半高宽从9.89 nm (R=1)增加到171.61 nm (R=10)。二氧化硅溶胶的稳定性则与氨水的加入量呈下抛物线趋势，其凝胶时间从684 h (R=1)下降到28 h (R=5),再上升到780 h (R=10)。