ZrO2和Al2O3在金红石型TiO2表面的包覆研究

以(NaPO3)6为分散剂,用化学沉积法对金红石型TiO2进行了锆、铝氧化物包膜。研究了包覆过程中,TiO2的分散、ZrO2和Al2O3用量、反应pH值以及时间对二氧化钛的亨特白度(Wh)和光泽度(L)的影响,并采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X光电子能谱(XPS)和沉降性试验对包覆前后的二氧化钛进行了表征,得到包锆、包铝氧化物的优化工艺条件。研究了二氧化钛表面包锆、铝氧化物的包覆机理和表面结构。经过其表面包膜处理,二氧化钛的颜料性能得到明显改善。     

利用二氧化钛静电纺丝和透明质酸甲基丙烯酸酯构筑用于细胞培养的纤维凝胶结构

通过观察生物体内骨的电镜图片,发现骨表面具有丰富的纤维微纳结构,在此观测的启发下,本实验设计将二氧化钛表面生物活性化的同时构筑这种纤维微纳结构,模仿骨表面。考虑到二氧化钛具有光催化性,且具有生物无毒性,本实验采用"自上而下"的一步法,在紫外光照的条件下,将二氧化钛静电纺丝与透明质酸衍生物在光照条件下通过双键稳定地连接起来。傅立叶-红外光谱分析表明实验成功地在二氧化钛静电纺丝表面嫁接上透明质酸分子。通过荧光和扫描电镜分析表明,间充质干细胞可以很好地在二氧化钛静电纺丝和透明质酸的复合结构上生长。这种构筑复合结构表面的方法,生物活化了二氧化钛纺丝的表面,同时模仿骨表面获得了微纳纤维拓扑结构。此外,可以将二氧化钛静电纺丝纺在不同种类的材料表面,从而在不同材料表面简便地得到可用于细胞培养的纤维表面结构,对于未来可实际应用的移植材料研发具有很好的借鉴意义。     

纳米结构TiO2/SiO2的逐层自组装

采用逐层自组装方法在二氧化硅球表面交替组装了十二烷基硫酸钠单分子膜和二氧化钛纳米粒子膜 ,该复合多层膜经高温煅烧后得到了核壳型纳米结构二氧化钛 /二氧化硅复合颗粒 .利用XRD ,SEM ,X射线能谱等对复合颗粒进行了表征 .结果表明 :二氧化钛在复合颗粒表面排列紧密、均匀 ,粒径在 5 0nm左右 ,为锐钛矿型结构 .复合颗粒中二氧化钛的含量随组装层数的增加而均匀增加     

二氧化钛(TiO2)表面能的理论研究

用密度泛函理论和虚拟原子轨道方法对二氧化钛-金红石(TiO2)(110)表面的表面能进行了理论计算. 结果表明, 二氧化钛的表面能与表面缺陷的百分率相关. 完整的表面具有最低的表面能, 表面能随着表面缺陷百分率的增大而升高, 这与自然环境下二氧化钛-金红石(TiO2)具有规整的(110)表面一致. 在光催化实验中利用二氧化钛表面的缺陷作催化剂需要考虑到表面的稳定性. 另一方面, 在完整的表面五配位Ti4+上填加氧原子与表面作用时, 表面能起初变化很小, 直到50%的五配位Ti4+被填充后表面能才开始升高.     

空心玻璃微珠/TiO2复合微球的制备及其性能研究

本文以脲为沉淀剂,通过化学沉淀法成功实现了锐钛矿型二氧化钛壳层在空心玻璃微珠表面的可控组装,从而制备出玻璃/二氧化钛核壳空心微球,并通过XRD、SEM、EDX和拉曼光谱对其结构、形貌、粒径、壳厚和化学组成进行了表征.提出了二氧化钛在空心玻璃微珠表面的定向生长的可能机制和形成过程.     

TiO_2颗粒表面无机包覆的研究进展

从表面处理的作用、过程、方法、种类、机理、影响因素等方面综述了二氧化钛颗粒无机包覆的研究进展 ,着重阐述了二氧化钛包硅、包铝的原理及工艺条件。     

二氧化钛表面处理研究进展

综述了纳米二氧化钛表面处理的方法,从二氧化钛纳米颗粒团聚的原因分析着手,介绍了有机处理和无机处理等表面处理方法,着重介绍了二氧化钛表面无机处理及二氧化钛表面处理的机理、影响因素、处理过程等因素.分析了目前二氧化钛表面处理存在的不足,并对其发展趋势进行了展望.     

甲苯-2,4-二氨基甲酸甲酯的光降解考察金红石TiO2颜料紫外屏蔽特性

以甲苯-2,4-二氨基甲酸甲酯(2,4-TDC)为分子探针模型,构建了一种新的评价金红石二氧化钛颜料紫外屏蔽性能的反应体系,系统地考察了反应条件对分子探针光降解的影响,并对一系列二氧化钛颜料紫外屏蔽性能进行了对比研究。结果表明,金红石二氧化钛作用下,2,4-TDC光降解过程符合一级反应动力学;随着二氧化钛颜料用量的增加,2,4-TDC光降解速率常数呈现指数次下降趋势;紫外光照下表面包覆的金红石二氧化钛颜料不能完全抑制·OH和h⁺活性物种的产生。根据2,4-TDC的光降解速率常数,能体现一系列工业金红石二氧化钛颜料紫外屏蔽性能差异。该方法具有条件温和、操作简便、实验周期短、结果重现性好等优点,将在二氧化钛颜料的紫外屏蔽性能测试中具有潜在的应用价值。     

TiO2颗粒表面无机包覆的研究进展

从表面处理的作用、过程、方法、种类、机理、影响因素等方面综述了二氧化钛颗粒无机包覆的研究进展,着重阐述了二氧化钛包硅、包铝的原理及工艺条件。     

纳米结构TiO2／SiO2的逐层自组装

采用逐层自组装方法在二氧化硅球表面交替组装了十二烷基硫酸钠单分子膜和 二氧化钛纳米粒子膜，该复合多层膜经高温假烧后得到了核壳型纳米结构二氧化钛 ／二氧化硅复合颗粒．利用XRD，SEM，X射线能谱等对复合颗粒进行了表征．结果 表明：二氧化肽在复合颗粒表面排列紧密、均匀，粒径在50nm左右，为锐钛矿型结 构．复合颗粒中二氧化肽的含量随组装层数的增加而均匀增加．     

液相沉积法制备TiO2颗粒表面包覆SiO2纳米膜

研究了用液相沉积法在TiO2颗粒表面包覆SiO2纳米膜的过程.通过透射电镜(TEM)和酸溶实验分析,证实本实验在TiO2颗粒表面包覆了一层连续、致密的SiO2纳米膜.ζ-电位分析表明,颗粒表面只需少量包覆就可以显著改变颗粒表面的电动力学行为.采用 X射线荧光光谱分析仪（XRF）测定SiO2包覆量随包覆过程的变化.通过X射线光电子能谱（XPS）分析,获得Ti 2p、Si 2p及 O 1s电子结合能及其相对强度随包覆过程的变化规律,揭示硅酸分子在TiO2颗粒表面的包覆过程.分析表明,初期形成的活性硅酸分子与TiO2颗粒表面的羟基反应形成Ti－O－Si键,后期形成的硅酸分子与已键合在表面的硅酸发生缩合反应,形成连续致密的硅膜,膜层在陈化过程中继续缓慢生长.     

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.     

不同基材上TiO2膜的表征和光催化活性评价

 采用溶胶-凝胶法在平行条件下制备了负载于钛、铝、不锈钢和玻璃等不同基材上的TiO2浸渍提拉膜,利用原子力显微镜、俄歇电子能谱、X射线衍射、漫反射紫外-可见光谱和苯甲酰胺光催化降解等手段对TiO2膜进行了表征和催化活性评价. 实验结果表明,基材的种类对TiO2膜的性能有较大影响,各膜样品虽均为锐钛矿晶型,但表面形貌显著不同. TiO2/Ti, TiO2/steel, TiO2/Al和TiO2/glass上TiO2的平均粒径分别是152, 205, 241和477 nm,且前两者的粒径分布较为集中. TiO2/Ti和TiO2/Al样品表面仅有Ti和O元素存在,而TiO2/steel和TiO2/glass表面则分别检测到有Fe和Na,Ca及Si等基材元素渗出. 各膜样品对苯甲酰胺光催化降解的活性次序是:TiO2/Ti＞TiO2/Al＞TiO2/glass＞TiO2/steel. 根据实验结果可以推测,在焙烧阶段各基材上前驱体膜烧结行为的不同以及基材元素的渗出是造成不同基材上的TiO2膜在表面形貌、化学组成、光吸收性能以及光催化活性方面存在明显差异的主要原因.     

Reaction of silanes in supercritical CO2 with TiO2 and Al2O3

Infrared spectroscopy was used to investigate the reaction of silanes with TiO2 and Al2O3 using supercritical CO2 (Sc-CO2) as a solvent. It was found that contact of Sc-CO2 with TiO2 leads to partial removal of the water layer and to the formation of carbonate, bicarbonate, and carboxylate species on the surface. Although these carbonate species are weakly bound to the TiO2 surface and can be removed by a N2 purge, they poison the surface, resulting in a lower level of reaction of silanes with TiO2. Specifically, the amount of hexamethyldisilazane adsorbed on TiO2 is about 10% of the value obtained when the reaction is performed from the gas phase. This is not unique to TiO2, as the formation of carbonate species also occurs upon contact of Al2O3 with Sc-CO2 and this leads to a lower level of reaction with hexamethyldisilazane. This is in contrast to reactions of silanes on SiO2 where Sc-CO2 has several advantages over conventional gaseous or nonaqueous methods. As a result, caution needs to be applied when using Sc-CO2 as a solvent for silanization reactions on oxides other than SiO2.     

In situ coating of flame-made TiO2 particles with nanothin SiO2 films

Rutile TiO2 particles made by flame spray pyrolysis (FSP) were coated in a single step with SiO2 layers in an enclosed flame reactor. This in situ particle coating was accomplished by a hollow ring delivering hexamethyldisiloxane (HMDSO) vapor (precursor to SiO2) through multiple jets in swirl cross-flow to Al-doped nanostructured rutile TiO2 aerosol freshly made by FSP of a solution of titanium tetraisopropoxide and aluminum sec-butoxide in xylene. The as-prepared powders were characterized by (scanning) transmission electron microscopy (STEM and TEM), energy dispersive X-ray analysis, X-ray diffraction, nitrogen adsorption, electrophoretic mobility, DC plasma optical emission (DCP-OES), and Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy. The coating quality was assessed further by the photocatalytic oxidation of isopropyl alcohol to acetone. The effect of HMDSO injection point and vapor concentration on product particle morphology was investigated. The titania particles were uniformly SiO2-coated with controlled and uniform thickness at a production rate of about 30 g h(-1) and exhibited limited, if any, photoactivity. In contrast, spraying and combusting equivalent mixtures of the above Si/Al/Ti precursors in the above reactor (without delivering HMDSO through the hollow ring) resulted in particles segregated in amorphous (SiO2) and crystalline (TiO2) domains which exhibited high photocatalytic activity.     

Ti—MCM—41的结构特征与芳烃羟化反应的化学亲和选择性

以不同硅源合成了Si/Ti比不同的Si-Ti－MCM－41,并在引入Ti的同时引入Al,合成了Si/Al比不同的Si-Ti-Al-MCM-41。XRD、TEM、低温N2吸附的表征结果说明,Ti-MCM-41具有长程有序一维孔道,且比表面积较高,FT－IR光谱表征说明,Ti对骨架Si的取代使MCM－41表面出现缺陷羟基。Al的引入有利于Ti-MCM-41有序结构的形成。且可调变Ti-MCM-41的表面性质。Ti-MCM-41在不同极性芳烃化合物的羟化过程中表现出化学亲和选择性,且调变Ti-MCM-41的表面性质可实现对化学亲和选择性的控制。     

聚多巴胺辅助的液相沉积法制备二氧化钛涂层毛细管柱及其在电色谱中的应用

利用多巴胺的自氧化聚合反应在毛细管内壁引入聚多巴胺涂层,并以聚多巴胺涂层作为连接臂辅助二氧化钛前躯体氟钛酸铵液相沉积制备了二氧化钛涂层毛细管柱。该方法制备过程简单,条件温和,形成的涂层稳固。采用X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和测定电渗流变化对涂层性质进行了表征。选择5种阴离子、生物碱作为分离对象,考察了缓冲液组成、浓度和p H值等因素对该涂层柱毛细管电色谱分离性能的影响。结果显示,在优化条件下,5种阴离子及生物碱在该涂层毛细管柱上均能得到较好的分离。     

Influence of crystallite structure of nanometer TiO_2 catalysts on photocatalyst reaction

25 samples of nanometer TiO2 were prepared through modifying the preparation conditions including the concentrations of Ti(SO4)2 and NH4HCO3, the pH value at the end of precipitation operation, and sintering temperature and time by methods of orthogonal design. The relationships between their catalytic activities of photocatalytic degradation of sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS) and the normal crystallite size, lattice-strain and X-ray diffraction intensity of 10 crystal faces were analyzed. It was discovered that the photocatalytic degradation reaction of SDBS follows first-order kinetics. Crystal faces of catalysts' (101) have greater influence than other crystal faces on the reaction. The photocatalytic reaction needs more perfect (101) crystal faces with less lattice-strain. Smaller normal crystallite size and greater specific surface area of (101) crystal face are better for increasing reaction rate. The photocatalytic reaction is mainly proceeded on the (101) crystal face, comparatively, amor     

硅铝氧化物二元包覆钛白粉颗粒的有机改性

在二元包覆SiO₂,Al₂O₃薄膜的基础上,用钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂及三乙醇胺、季戊四醇对亚微米TiO₂颗粒表面进行有机改性.考察了改性条件对颗粒表面改性结果的影响.通过疏水性试验和润湿性试验对改性前后TiO₂颗粒的表面特性进行了表征.高温裂解色谱、热重分析、X光电子能谱的测试结果表明,不同改性剂与颗粒表面存在不同程度的化学键合作用.分析了改性剂在颗粒表面的包覆状态与结构.     

多金属氧酸盐/TiO2介孔杂化材料的合成及光催化性能研究

采用蒸发诱导自组装法合成了介孔TiO2,并将表面含有Si-OH基团的钨磷酸盐衍生物(Bu4N)3PW11O39-[O(SiOH)2](TBAPW11Si2)嫁接到乙醇回流脱模的介孔TiO2上,合成了TBAPW11Si2/TiO2介孔杂化材料.采用IR、XRD、N2吸附-脱附、TEM、ICP-AES对样品的结构和组成进行了表征.结果表明,TBAPW11Si2与TiO2之间的共价键联是通过表面Si-OH和Ti-OH间的缩合进行的;TiO2表面足够的Ti-OH基团和一定温度的焙烧是这一缩合的必要条件.与TiO2载体相比,嫁接了TBAPW11Si2的杂化样品,锐钛矿相的结晶度略有增加;但表面积、孔容和孔径均有所减小,且随TBAPW11Si2负载量的增加而降低.光催化降解甲基橙的结果显示,杂化样品表现出比载体TiO2高得多的催化活性,甚至与高结晶度的商品光催化剂P25相当,显示出多金属氧酸盐-TiO2协同作用的优越性.