溶胶-凝胶多孔性硅胶薄膜的制备及吸附特性研究

研究了纳米硅溶胶和多孔性硅胶薄膜的制备与性能.一定条件下Na2SiO3溶液经过阳离子交挟树脂除去Na+离子后形成纳米硅溶胶,再经过调节pH值和添加化学添加剂如丙三醇、聚乙烯醇(PVA)形成硅溶胶前体.用甩膜法制备的凝胶二氧化硅薄膜在约550℃下热处理30min后,薄膜孔径分布在55～310nm之间.对硅溶胶的粒度分布、粘度和多孔性硅胶薄膜的形貌、孔率分布和吸附性能及相关参数进行了表征,从中得知,通过化学添加剂、调节硅溶胶pH值可控制硅溶胶粒度分布,从而达到控制多孔性硅胶薄膜的徼结构;硅胶薄膜热处理温度在很大程度上影响着硅胶薄膜孔径、孔率分布和吸附量.考虑到硅胶薄膜微结构和吸附特性以及高温下多孔硅胶薄膜会出现熔结现象等因素,二氧化硅溶胶pH为7.5时,凝胶薄膜热处理温度550℃最佳.     

纳米二氧化钛的水热法制备及在染料敏化太阳能电池中的应用

分别在盐酸和冰醋酸溶液中水解钛酸四正丁酯,得到前驱体,通过水热法制备锐钛矿型二氧化钛纳米晶体.以纳米二氧化钛为电子传输体组装染料敏化电池,通过XRDI、CP、DRS、TEM、SEM和电池的光电性能测试,研究制备的二氧化钛对电池光电性能的影响.结果表明,水热反应温度对染料敏化太阳能电池光电性能有较大影响,在有机酸介质中制备的二氧化钛具有较高的光电转换效率.     

阳离子型聚氨酯-脲-胺在二氧化硅水溶胶听吸咐行为

研究了水溶性阳离子聚氨酯-脲-胺乙酸盐在球形、单分散的纳米二氧化硅水分 散注保的吸附行为。PUUA分子链在烯溶液中呈较舒展的构象，分子尺寸小于纳米氧 化硅的粒径。PUUA通过van der Waals作用力和氢键吸附在氧化硅表面。在稳喧吸 附后，等温吸附线呈线性上升，且没有极限值。吸附量随纳米氧化硅粒径的增大、 胶粒表面电荷的减少和电解质乙酸钢加入量的变化均以相同的斜率线性下降。 PUUA分子量增加，吸附量增加，且分子量大的PUUA优先吸附于氧化硅胶粒表面，静 电吸引是PUUA吸附至氧化硅溶胶粒表面的主要作用力。PUUA在氧化硅胶粒上的吸咐 使体系表现粘度下降，敏化作用使体系呈假塑性，而保护作用使体系呈胀流型。     

阳离子型聚氨酯-脲-胺在二氧化硅水溶胶听吸咐行为

研究了水溶性阳离子聚氨酯-脲-胺乙酸盐在球形、单分散的纳米二氧化硅水分 散注保的吸附行为。PUUA分子链在烯溶液中呈较舒展的构象，分子尺寸小于纳米氧 化硅的粒径。PUUA通过van der Waals作用力和氢键吸附在氧化硅表面。在稳喧吸 附后，等温吸附线呈线性上升，且没有极限值。吸附量随纳米氧化硅粒径的增大、 胶粒表面电荷的减少和电解质乙酸钢加入量的变化均以相同的斜率线性下降。 PUUA分子量增加，吸附量增加，且分子量大的PUUA优先吸附于氧化硅胶粒表面，静 电吸引是PUUA吸附至氧化硅溶胶粒表面的主要作用力。PUUA在氧化硅胶粒上的吸咐 使体系表现粘度下降，敏化作用使体系呈假塑性，而保护作用使体系呈胀流型。     

介孔二氧化钛的合成及其对甲基橙降解的光催化活性

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,通过水解钛酸正丁酯合成了介孔二氧化钛分子筛,探讨了合成条件的影响。采用X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)和N2吸附-脱附等技术对介孔二氧化钛的晶相、结构、形貌、比表面积和孔径分布进行了表征。实验结果表明:得到的介孔二氧化钛分子筛的孔径为4-4.3nm,用抽提的方法去除模板剂得到的介孔二氧化钛的比表面积比焙烧的要高。以甲基橙为模型污染物,检验了所合成介孔二氧化钛的光催化性质。     

离子液体-水的混和溶剂中，纳米TiO2的制备与表征

以钛酸正丁酯为前驱物，采用溶胶-凝胶低温水热方法，以离子液体(1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐)和水为混合溶剂，制备了锐钛矿相的纳米二氧化钛。产物经XRD，TEM，N₂吸附-脱附等表征，结果表明与纯水相比，混和溶剂中制备的二氧化钛具有较高的纯度，结晶度和热稳定性，且缩短反应时间到24 h，所得颗粒尺寸10 nm与在纯水中反应48 h所得颗粒尺寸7 nm相当，说明离子液体的存在可促进锐钛矿相二氧化钛的结晶和生长。另外，该产物表面积可达238 m²·g^-1。本文还进一步研究了该产物对甲基橙水溶液的光降解作用，结果表明，用此方法制备的TiO₂对甲基橙降解作用优于商业P25二氧化钛。     

N,S和Cl改性纳米TiO_2薄膜的光电性能

采用溶胶-凝胶技术,以钛酸四正丁酯为原料,分别添加浓硝酸、浓硫酸或浓盐酸,制备氮、硫或氯改性纳米TiO2薄膜.紫外-可见漫反射光谱、光电流谱、交流阻抗谱和电位～时间变化测试表明,氮改性纳米TiO2薄膜使表面结构优化,从而可提高纳米TiO2电极的光电转换效率.     

几种聚合物改性硅胶对苯胺的吸附性能研究

研究了聚乙烯基吡啶改性硅胶(PVP/SiO2)、聚苯乙烯改性硅胶(PS/SiO2)、胺化聚苯乙烯改性硅胶(PS-NH2/SiO2)等3种有机-无机复合材料吸附剂对苯胺的吸附行为。吸附动力学研究表明,3种吸附剂对苯胺的吸附均符合准二级动力学方程。对其粒内扩散模型模拟的结果表明,在3种吸附过程中液膜扩散为主要速率控制步骤。用Langmuir等温吸附方程式和Freundlich等温吸附方程式对其吸附等温线进行了拟合,结果表明,PVP/SiO2、PS/SiO2对苯胺的吸附符合Freundlich等温吸附方程式。     

溶剂热法合成锐钛矿型二氧化钛纳米晶的形状演化规律

以钛酸四丁酯为前驱体,乙醇为溶剂,月桂酸和十二胺为共同稳定剂,采用溶剂热法制备了不同形状的锐钛矿型二氧化钛纳米晶。利用透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和热失重-差热分析(TG-DTA)等技术对纳米晶的结构、尺寸、形貌及形状进行了系统的表征,并探讨了月桂酸与十二胺不同配比时纳米晶的形状演化规律。结果表明:用溶剂热法在不同配比情况下获得的二氧化钛均为锐钛矿相;在月桂酸与十二胺总摩尔量不变的情况下,随着十二胺含量的增加,二氧化钛纳米晶的形状由球形逐渐演化为棒状,且结晶化程度在两者摩尔比为1:1时最好;月桂酸与十二胺稳定剂与纳米晶内核之间以桥接配位体的形式结合,且稳定剂在样品中的含量约为5%。     

介孔二氧化钛的制备及铜（Ⅱ）对其光催化氧化活性的影响

采用十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,钛酸正四丁酯为原料,水热法合成出孔径为4.4 nm介孔二氧化钛.通过X射线粉末衍射仪、透射电子显微镜和氮气吸附技术对样品进行了表征.以甲基橙为模型化合物,考察了铜(Ⅱ)对介孔二氧化钛光催化活性的影响,研究表明:介孔二氧化钛的光催化活性与P25纳米二氧化钛相当,铜(Ⅱ)的加入提高了介孔二氧化钛的光催化活性,甲基橙的光催化降解速率与光强度成正比.     

不同pH值制备的TiO2和TiO2/SiO2催化剂结构、表面性质及光催化活性

以TiOSO₄和SiO₂溶胶为原料, 采用沉淀法用氨水调节pH值制备TiO₂和TiO₂/SiO₂催化剂. 制备的催化剂用X射线衍射(XRD), 扫描电镜(SEM), N₂吸附(BET), 紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱, 程序升温脱附(NH₃-TPD), 傅里叶变换红外(FT-IR)光谱技术分析. XRD谱图显示纯TiO₂中锐钛型和金红石相共存, 且金红石相含量随pH值升高而增加. 但是, TiO₂/SiO₂催化剂只有锐钛型. 扫描电镜发现制备的催化剂呈类球形, 颗粒间相互交叠, 粒径在10-25 nm之间. TiO₂和TiO₂/SiO₂光催化剂的比表面积随pH值升高略有增大. SiO₂的添加会增大催化剂的比表面积. 程序升温脱附实验结果说明催化剂的表面酸量随pH值升高而增加. TiO₂/SiO₂的表面酸量比相同pH值制备的TiO₂大. 红外光谱分析说明Si掺杂和高pH值有利于催化剂表面生成更多的羟基. TiO₂和TiO₂/SiO₂光催化剂的催化活性随pH值升高而明显增强. TiO₂/SiO₂的光催化活性优于TiO₂. TiO₂/SiO₂催化剂具有较好的耐久性.     

Silica-supported Au nanoparticles decorated by TiO2: formation, morphology, and CO oxidation activity

Au-TiO(2) interface on silica support was aimed to be produced in a controlled way by use of Au hydrosol. In method A, the Au colloids were modified by hydrolysis of the water-soluble Ti(IV) bis(ammoniumlactato)dihydroxide (TALH) precursor and then adsorbed on Aerosil SiO(2) surface. In method B, Au sol was first deposited onto the SiO(2) surface and then TALH was adsorbed on it. Regular and high-resolution transmission electron microscopy (TEM and HRTEM) and energy dispersive spectrometry (EDS) analysis allowed us to conclude that, in method A, gold particles were able to retain the precursor of TiO(2) at 1.5 wt % TiO(2) loading, but at 4 wt % TiO(2) content the promoter oxide appeared over the silica surface as well. With method B, titania was detected on silica at each TiO(2) concentration. In Au-TiO(2)/SiO(2) samples, the stability of Au particles against sintering was much higher than in Au/TiO(2). The formation of an active Au-TiO(2) perimeter was proven by the greatly increased CO oxidation activity compared to that of the reference Au/SiO(2).     

纳米CT成像表征锦纶6中TiO2颗粒分布状况

无机纳米材料与高分子基质共混构成有机-无机复合材料,对其电学、光学和机械性能产生显著影响,因而受到广泛关注.为使其性能得到切实改善,需要使无机纳米材料在高分子基质中均匀分散.对其分散状态的检测传统方法是对材料进行超薄、连续切片后,用透射电子显微镜(TEM)进     

吸附相反应技术制备纳米TiO2/SiO2复合材料

以SiO₂表面形成的吸附层为反应器,在载体表面制备了纳米TiO₂粒子.溶剂置换实验直接给出了吸附层的存在以及吸附层作为纳米反应器的实验证据,TEM,XRD和电子能谱分析表明,载体表面形成一层比较均匀的纳米粒子.初步探讨了温度和反应物浓度对产物分布的影响,分析了各种现象产生的可能成因.     

微乳法制备纳米TiO2 /SiO2的结构及光催化研究

Nanosized TiO₂ and TiO₂/SiO₂ particles were prepared by hydrolysis of tetrabutyl titanate (TBOT) and tetraethyl orthosilicate (TEOS) in the TX-100 reverse microemulsion. These particles were characterized by TG-DSC, XRD, FTIR, TEM，N₂ adsorption-desorption. Their photocatalytic activity was tested by degradation of methyl orange. The result shows that TiO₂/SiO₂ nanoparticles are with a monodispersed spherical phase and a uniform size distribution，and TiO₂ particles are dispersed on the surface of SiO₂. The band for Ti-O-Si vibration in FTIR was observed, the Ti-O-Si bond increased the stability of anatase TiO₂, suppressed the phase transformation of titania from anatase to rutile. And due to the addition of SiO₂, the average size of titania decreased from 38 nm in pure TiO₂ to 5 nm in TiO₂/SiO₂. It was found, under UV light irradiation, TiO₂/SiO₂ particles showed higher activity than pure TiO₂, and TiO₂/SiO₂(1/1) particles showed the highest photocatalytic activity on the photocatalytic decomposition of methyl orange, which was influenced by crystal structure, particle size, crystallinity and Surface area Characteristics.     

溶胶-凝胶法制备复合MxOy-TiO2光催化剂

以无机盐TiCl4为原料制备TiO2溶胶,并利用溶胶胶粒修饰法制备SiO2 TiO2、ZrO2 TiO2、WO3 TiO3、MoO3 TiO2及Pt/TiO2光催化剂,用于光催化氧化甲醛反应,考察添加物对 催化剂光催化性能的影响.其中,SiO2 TiO2催化剂的光催化氧化降解甲醛性能最好,而MoO3 TiO2的催化性能最差.SiO2 TiO2催化剂优良的光催化性能可归于SiO2 TiO2催化剂的高 比表面积,高空隙率,小晶粒粒径和强吸光性能等性质的综合影响.     

ATRP法在纳米SiO2表面接枝PBA及其对POM的改性

本论文研究了原子转移自由基聚合法(ATRP)在纳米二氧化硅(SiO2)表面接枝聚丙烯酸丁酯(PBA)以及其对聚甲醛（POM）进行改性。红外光谱（FTIR）、透射电镜(TEM)及凝胶渗透色谱（GPC）等测试表明：采用ATRP法可制备均匀分散的SiO2-g-PBA纳米复合粒子。力学性能、扫描电子显微镜（SEM）及透射电子显微镜（TEM）等测试表明：纳米SiO2在POM中团聚明显,而SiO2-g-PBA纳米复合粒子POM中分散均匀,导致POM/SiO2-g-PBA纳米复合材料的缺口冲击强度明显高于POM及POM/SiO复合材料,当SiO2-g-PBA纳米复合粒子的质量分数为2%时,POM/SiO2-g-PBA复合材料的冲击强度是POM的8倍多,同时拉伸强度有一定的增加。     

FSM-16沸石和纳米TiO2/FSM-16沸石的合成与光谱表征

二氧化钛纳米相超细粉体由于具有独特的光电性质和良好的化学稳定性, 近年来已引起人们高度重视. 这种粉体是光催化、太阳能转换、精细陶瓷等领域的重要材料, 尤其在废水处理中已得到了普遍应用[1,2]. 但悬浮相二氧化钛具有易失活、易凝聚和难回收等弱点. 就此而言, 近期十分引人关注的分子筛主体-纳米客体复合材料为解决这个难题提供了新的途径. 特别是具有规则孔道结构的中孔沸石分子筛, 由于孔径在纳米级范围内的可调性, 被认为是纳米粒子组装理想的宿主, 为低维材料(量子点、量子线和超晶格等)的特殊物理、化学性质研究提供了有力工具.     

纳米刚性微粒与橡胶弹性微粒同时增强增韧聚丙烯的研究

通过力学性能测试、动态力学试验、ＤＳＣ 分析以及材料断面形貌与结构分析等手段,对以纳米二氧化硅（ＳｉＯ２） 为刚性微粒、以三元乙丙橡胶（ＥＰＤＭ） 为弹性微粒组成的聚丙烯（ＰＰ）／ 纳米ＳｉＯ２／ＥＰＤＭ 的同时增强增韧效果进行了研究．结果显示,上述两种微粒可同时大幅度提高ＰＰ 的韧性、强度和模量,当ＰＰ／ 纳米ＳｉＯ２／ＥＰＤＭ 为８０／３／２０ 时,两种微粒体现较明显的协同增韧效应．纳米ＳｉＯ２ 可提高ＰＰ 的结晶温度和结晶速度,并使球晶细化．纳米ＳｉＯ２ 刚性微粒在ＰＰ连续相中以微粒团聚体形态分布,构成团聚体的平均微粒数约为６ ～７ ,其与ＰＰ基体表现出较强的结合牢度．ＰＰ／ 纳米ＳｉＯ２／ＥＰＤＭ 的综合性能已接近或达到工程塑料的性能．     

高度分散的Fe2O3/SiO2的合成及对F-T反应的催化性能

以初湿浸渍法为基础,柠檬酸为分散剂,制备出Fe2O3在SiO2载体上高度分散的F-T催化剂,通过N2吸脱附技术、X射线衍射、扫描透射电镜和程序升温还原对催化剂的结构,形貌及组成进行表征,结果表明,在柠檬酸分散作用下,浸渍过程中Fe离子与SiO2载体之间的静电吸附作用使Fe离子稳定、均匀地分散于SiO2表面,在烘干、焙烧过程中未发生团聚现象,形成高度分散、均匀的纳米颗粒,粒径平均尺寸为1.1nm。以F-T合成反应作为模型反应对催化活性进行表征,该法合成的催化剂表现出较优异的稳定性,反应500h后CO转化率保持在35.1%。