溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛颗粒的研究

本文采用钛酸丁脂等原料,利用sol-gel方法制备了TiO2纳米颗粒.研究了不同实验顺序(滴入方式)和工艺参数对制备效果的影响.通过实验和对TiO2纳米粉末的TEM分析,获得了粒度(30-40nm)比较均匀的球型TiO2纳米颗粒.     

TiCl4溶胶凝胶法制备TiO2纳米粉体

利用TiCl4的乙醇溶液作为前驱体 ,运用溶胶凝胶法制备了TiO2 纳米粉体 .研究结果表明 ,在TiCl4与乙醇混合成溶液的过程中 ,TiCl4即与乙醇及乙醇中的微量水发生醇解和部分水解脱氯反应形成钛酸酯 .在随后的成胶化过程中 ,则主要是钛酸酯吸收气氛中的水气 ,脱去乙醇基形成Ti-OH键并发生缩脱水聚合形成无机聚合物溶胶 .增加成胶化时间 ,可以促进乙醇基的脱去和无机聚合物的形成 ,促进锐钛矿TiO2 纳米颗粒的形成     

溶胶-凝胶自蔓燃法制备铁掺杂纳米TiO2光催化剂

为了研究溶胶-凝胶自蔓燃法（SHS）制备的铁掺杂纳米TiO2的光催化活性,以TiCl4为原料制备了Fe3+掺杂TiO2光催化剂,分别在低压汞灯、中压汞灯和太阳光照射下进行了亚甲基蓝降解实验。 XRD和SEM显示,以TiCl4为前驱体,n(Ti)∶n(柠檬酸)∶n(NH4NO3)=1∶3∶5,经250 ℃自蔓燃和500 ℃热处理后,TiO2呈疏松、多孔的灰白色锐钛型粉体,粒径约为20 nm;在不同光源作用下,掺铁摩尔分数为0.02%的TiO2催化活性均最大;亚甲基蓝溶液在掺铁分数为0.02%的TiO2作用下,经太阳光照90 min后降解率达到了96.1%,为纯TiO2的1.78倍。     

光催化活性二氧化钛溶胶的低温制备与表征

以钛酸丁酯为原料,在70 ℃制备了具有光催化活性的TiO2溶胶.用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)表征了溶胶结构;用紫外-可见分光光度计研究了TiO2溶胶对甲基橙的吸附和光催化降解性能.XRD图谱表明TiO2溶胶粒子的一次粒径约4 nm,晶型主要为锐钛矿型,并含有少量结晶不完善的板钛矿型;TEM图像表明溶胶中TiO2粒子分散良好,二次粒径约10 nm.吸附实验表明TiO2溶胶使甲基橙溶液褪色约17%;光催化实验表明TiO2溶胶光催化性能优异,自然光催化降解甲基橙溶液(10 mg/L),16min后甲基橙浓度几乎降为0.     

TiO_2溶胶掺杂改性高折光复合材料的制备及性能

以2,5-二巯基噻二唑、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、对苯二甲醇和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为主要原料制备紫外光固化预聚物;以钛酸丁酯(TBT)为前驱体,以硅烷偶联剂(KH570)为改性剂,采用溶胶-凝胶法制得均一、稳定的TiO2溶胶;采用紫外光固化的方式将紫外光固化预聚物与TiO2溶胶进行杂化制得TiO2溶胶掺杂改性的高折光复合材料。通过红外光谱、纳米粒度分析、热重分析、阿贝折光仪、紫外-可见分光光度计、X射线衍射仪和扫描电子显微镜等表征手段对制备的紫外光固化预聚物、TiO2溶胶和TiO2溶胶掺杂改性的高折光复合材料的相关性能进行分析。结果表明:通过紫外光固化的方式能使TiO2溶胶比较均匀地分散在紫外光固化预聚物中,得到TiO2溶胶掺杂改性的高折光复合材料;随着TiO2溶胶掺杂量的增加,复合材料的裂解温度、冲击强度均有一定的提高;当掺杂TiO2溶胶的质量分数为1.25%时,复合材料透明且折光率高达1.841。     

复合溶胶-凝胶法改善PBO纤维的光稳定性

分别以钛酸正丁酯(C16H36O4Ti)、醋酸(CH3COOH)、盐酸(HCl)、丙基三甲氧基硅烷(KH560)、苯基三甲氧基硅烷(Ph-TMS)、甲醇(CH3OH)和去离子水(H2O)为原料,氨水(NH3·H2O)为催化剂,分别采用溶胶-凝胶法和复合溶胶-凝胶法涂覆制备防老化聚亚苯基苯并二唑(PBO)纤维。通过粒度分析验证了纳米溶胶的成功制备,通过EDS能谱、SEM扫描电镜、接触角测定等分析测试PBO纤维表面的化学组成与物理性能,验证防老化PBO纤维的成功制备。以拉伸强度测试、SEM扫描电镜和表面接触角表征PBO纤维的防老化性能。结果表明:在氙灯耐气候试验箱经历130h的老化后,与未经过涂覆的PBO原纤相比,采用纳米TiO2水溶胶-凝胶法涂覆的PBO纤维拉伸强度保持率只提高了5%,利用纳米有机硅溶胶-凝胶法涂覆的PBO纤维拉伸强度保持率可提高10%,而经过纳米TiO2和有机硅溶胶-凝胶法涂覆的PBO纤维,拉伸强度保持率提高了27%,且老化后的纤维表面保持得非常完整。     

溶剂热法制备Ag/TiO_2纳米材料及其光催化性能

以乙醇为溶剂,钛酸四丁酯为前驱体,用溶剂热法制备了Ag表面修饰的负载型纳米二氧化钛光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见(UV-Vis)光谱等技术对其进行了系统的表征,以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了不同Ag含量样品的光催化性能.结果表明:用溶剂热法制备的样品中TiO2皆为锐钛矿相,金属Ag颗粒沉积在TiO2表面,粒径为2nm左右,比表面积较溶胶凝胶法制备的样品大大增加,最高可达151.44m2·g-1;UV-Vis光谱和光催化实验表明:Ag修饰使TiO2对光的吸收能力大大增强,吸收带边红移至可见光区,亚甲基蓝在该复合材料上的光催化降解反应遵循一级反应动力学模型;溶剂热法制备样品的光催化性能明显好于溶胶凝胶法制备的样品,在紫外光和可见光下,Ag摩尔分数为5%的样品表现出最佳的光催化活性.     

TiO2/Ag2O纳米材料的制备及其对甲醛的气敏性能

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Ag的TiO2纳米晶粉体. 用XRD、TEM和BET方法对纳米晶的晶型﹑晶粒大小和表面性能进行了表征. 分析结果显示, 相同条件下掺杂Ag的TiO2比纯TiO2纳米材料具有更大的比表面积. 气敏性能测试结果表明, 掺杂Ag的TiO2传感器对甲醛有较好的灵敏度和更高的选择性.当焙烧温度为500 ℃, 掺杂Ag的摩尔比为5%(n(AgNO3)/n(Ti(OC4H9)4)=5%)时, TiO2对甲醛气体敏感性能最好. 在最佳工作电流124 mA下, 该元件对10 μL·L-1 HCHO的灵敏度S 接近4, 它的响应时间不超过1 s, 恢复时间为9 s.     

结构稳定的CuO/TiO_2纳米管的功能化溶胶修饰法制备及其催化CO氧化性能研究

以水热处理方法得到的钛酸纳米管为载体,采用含有醋酸铜的功能化钛溶胶对其进行一步浸渍修饰,制备结构稳定的CuO修饰TiO2纳米管催化剂(CuO/TiO2NTs)。通过XRD(X-射线衍射)、TEM(透射电子显微镜)、HR-TEM(高倍透射电子显微镜)、XPS(X-射线光电子能谱)、BET(氮气吸附-脱附法)、TPD(程序升温脱附法)等表征材料的结构和性质,并研究其催化CO氧化的性能。研究表明:经过溶胶浸渍处理过程,不仅将功能化铜组分负载在纳米管上,而且纳米管载体的耐热性能明显提高;催化剂载体、铜钛原子比及焙烧温度对催化剂的活性有明显影响,且400℃焙烧的Cu/Ti原子比为1∶5的CuO/TiO2NTs的活性最高。     

溶胶-凝胶法制备丙烯酸树脂/TiO2有机-无机杂化材料及其结构表征

通过预水解的二氧化钛(TiO2 )溶胶与丙烯酸树脂共混或原位聚合的方法制备了均匀透明的丙烯酸树脂 TiO2 有机 无机杂化材料.考察了TiO2 溶胶制备方法、聚合物中—COOH官能团含量和杂化材料制备方法对杂化材料结构的影响.索氏抽提实验表明聚合物中的羧酸官能团和无机TiO2 相间发生了交联反应,且随着—COOH官能团含量的增加,交联程度增大.小角X射线散射(SAXS)结果发现,杂化材料中TiO2 为疏松的三维网状结构,且在纳米尺度范围内,但这种三维网状结构随着TiO2 溶胶制备中水或酸的用量增加,其致密度增加,尺寸增大.同原位聚合法相比,共混法可制备出更均匀的杂化体系,且TiO2 为单分散.