溶剂热法制备板钛矿型TiO_2

采用溶剂热法,以钛酸四丁酯为钛源、草酸为络合剂,在弱碱性条件下制备了单一相板钛矿TiO_2。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等测试手段对其进行了结构和形貌分析,考察了溶剂热温度和时间对产物结构、形貌及光催化活性的影响。研究结果表明,溶剂热法所得单一相板钛矿Ti O2为球形颗粒。溶剂热温度和时间对板钛矿结构的形成有重要影响,固定溶剂热时间为8 h时,板钛矿TiO_2的最低成相温度140℃;固定溶剂热温度为180℃时,合成板钛矿TiO_2所需的最短时间为2 h。光催化活性测试结果表明,在紫外光辐照60 min后,所得产物对10 mg·L~(-1)亚甲基蓝溶液的最高脱色率接近于96%。     

先兆型铁电体CaTiO3的第一性原理研究

在广义梯度近似(GGA)下利用全电势线性化的缀加平面波法(FPLAPW)计算了钛酸钙(CaTiO3)的电子结构.将实验测得的晶胞体积记为V0,计算中所用的晶胞体积记为V.当V/V0=1.0时, Ti离子位移为零相应于总能量低能态,钛酸钙不会发生铁电相变.但如果其体积膨胀10%,则Ti离子的位移将导致能量极小值.这意味着在立方钛酸钙中有发生铁电相变的趋势,表明在钛酸钙中存在着体积诱发的铁电相变,即钛酸钙为先兆型铁电体.态密度在V/V0=1.1时, Ti d电子和O(2) p电子之间存在强烈的轨道杂化,这种杂化是出现铁电性的必要条件.电场梯度的结果也表明了这一点.     

催化剂载体TiO2的制备

以乙炔选择性加氢为模型反应,探讨了载体TiO2的制备条件对催化剂Pd/TiO2催化性能的影响,实验结果表明,在pH=8.0,中速加钛源,陈化24 h,于500℃焙烧3 h的最佳制备条件下,Pd/TiO2的催化性能最佳。TiO2的结构经XRD和BET表征。     

溶胶-凝胶法制备层状Ti/Si复合材料的研究

在水热体系下,通过溶胶-凝胶法,以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵作为模板剂,正硅酸乙酯作为硅源,三氯化钛作为钛源,制备出Ti/Si复合材料。样品的结构和形貌采用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜进行表征,结果表明,所得样品呈现10 nm左右的层状形貌,同时具有相对规则的微孔结构,为其在催化氧化方面提供了有利条件,也为实验教材中Ti/Si复合材料的制备奠定了理论基础。     

纳米钛酸钙粉体的制备及其对水中铅和镉的吸附行为

采用柠檬酸络合溶胶-凝胶法制备了纳米钛酸钙粉体. 以X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)对其进行了表征. 考察了该纳米粉体对水中重金属铅和镉的吸附性能, 并以镉离子为例, 系统地研究了吸附热力学和动力学. 结果表明, 该法合成的钛酸钙为钙钛矿结构的纳米粉体, 粒径大小受灼烧温度的影响, 灼烧温度越高, 粉体平均粒径越大, 600 ℃灼烧2 h条件下, 粉体的平均粒径最小, 约为20 nm. 当介质的pH值为4～8时, 钛酸钙对水中的铅和镉具有很强的吸附能力. 其对镉离子的吸附行为符合Langmuir 吸附等温模型和HO准二级动力学方程式, 吸附过程焓变(ΔH)为39.312 kJ•mol－1, 各温度下的自由能变(ΔG)均小于零, 熵变(ΔS)均为正值, 吸附过程的活化能(Ea)为20.359 kJ•mol－1. 该吸附过程是自发的吸热物理过程. 被吸附的铅和镉均可用1 mol•L－1的硝酸完全洗脱回收. 对铅和镉的富集因子均超过200. 将其应用于水中痕量铅和镉的吸附富集和测定, 回收率分别为96.3%～107.2%和93.5%～104.0%, 与石墨炉原子吸收光谱法测定结果一致.     

水热法制备长余辉发光材料CaTiO3:Pr,Al及其发光性能

以氯化钙、四氯化钛和Pr6O11为原料,采用水热法结合煅烧制备了掺镨的钛酸钙长余辉发光材料.水热产物进行了XRD、扫描电镜、荧光光谱等表征.研究了水热条件、煅烧条件以及添加Al3+(以Al(NO3)3为原料)对CaTiO3:Pr粉末发光的影响.结果表明:直接水热即可得到具有一定余辉的CaTiO3:Pr发光材料,添加Al3+后长余辉性能显著提高.在200℃水热反应6 h可获得性能最佳的产物,最佳煅烧条件为900℃煅烧1 h.     

不同胺介质中一步合成具有可见光响应的TiO2

 以TiCl3为钛源,在140 ℃下采用溶剂热法在不同有机胺体系中一步合成二氧化钛晶体. 采用X射线衍射、紫外-可见吸收光谱、元素分析、傅里叶变换红外光谱以及X射线光电子能谱对所得粉体进行了表征. 结果表明,该方法制备的二氧化钛晶体吸收带边明显红移至可见光区,其中,在乙二胺体系中制备的二氧化钛晶体对可见光的吸收明显优于三乙胺和二乙胺体系. 在乙二胺体系中制备的二氧化钛对可见光响应的原因可归结为部分氮原子取代氧原子进入了二氧化钛晶体结构中. 苯酚的光催化降解实验表明,该掺氮型二氧化钛在可见光照射下具有较好的光催化活性.     

蝴蝶结状TiO2纳米粒子的制备及其光催化性能研究

以四甲基氢氧化铵为结构导向剂,钛酸四丁酯为钛源,水热法制备纳米TiO2光催化材料,由FT-IR、XRD、TEM、UV-Vis等测试手段对其结构和形貌进行表征。通过苯酚的光催化降解实验测试其光催化性能。结果表明,所得TiO2为锐钛矿相、蝴蝶结状,结晶度高、规整度高,经紫外光照6h后,对苯酚的光降解率可达62.3%,具有较高的光催化活性。     

β-二酮-茂基二氯化钛/MAO催化体系用于苯乙烯间规聚合

制备了 β 二酮类配体 [O ,O]的茂基二氯化钛配合物CpTi(dbm)Cl2 .实验证明 ,这类配合物在助催化剂甲基铝氧烷MAO作用下 ,可催化苯乙烯间规聚合 .显示较高的活性 (10 7× 10 5gPS molTi·h) .所得聚合物具有较高的间规度 .CpTi(dbm)Cl2 MAO体系催化活性随铝 钛比的增加呈上升而后衰减 ,当铝 钛比为 5 0 0左右时活性最高 ;聚合温度较高时会导致催化活性下降 .对聚合物进行了1 3C NMR表征     

低共熔体中微波离子热法合成TAPO-5分子筛

以丁二酸、氯化胆碱与四乙基溴化铵复配形成的低共熔体作为溶剂和模板剂,采用微波辐射-离子热法合成了TAPO-5分子筛.考察了钛源、铝源、原料配比、晶化条件等因素对TAPO-5分子筛合成的影响.采用XRD、N2物理吸脱附、SEM和DRS UV-Vis等方法对产物的结构、织构、形貌和钛的配位状态等性质进行了表征.结果表明,TAPO-5分子筛的合成受铝源、钛源影响较大,最佳钛源为六氟钛酸铵,最佳铝源为异丙醇铝.所得分子筛在苯乙烯的氧化制苯甲醛反应中表现出较好的催化性能,苯甲醛的选择性达到91.4%.