自组装合成纳米复合TiO2-ZnO介孔材料及其光催化性能

以TiCl₄, ZnSO₄•7H₂O为原料, 尿素为沉淀剂, 利用可溶性淀粉大分子链的空间位阻效应和高分子网络的阻隔作用, 以纳米级碳黑为模板, 采用微波加热、均相沉淀法合成出了一系列纳米TiO₂-ZnO复合介孔材料. XRD分析证明反应前驱体为非晶态, 500 ℃以上转变为锐钛矿结构的TiO₂和ZnTiO₃, 当Ti∶Zn＝1(摩尔比)时, 产物全部为ZnTiO₃ (TiO₂•ZnO). TEM形貌观察结合N₂吸附表明, 基本粒子为球形, 粒径15～20 nm. 最可几孔径8～10 nm. EDS分析证明产品中Ti∶Zn的分析测定值与实际的投料值基本一致, 并且掺杂均匀性好. 光吸收及光催化实验发现Zn含量为50%时, 光催化效果最好, 在日光照射90 min后, 此TiO₂-ZnO复合材料对藏蓝染料溶液降解率可达到100%, 其光催化反应符合一级动力学方程.     

自组装合成纳米复合TiO2-ZnO介孔材料及其光催化性能

以TiCl₄, ZnSO₄•7H₂O为原料, 尿素为沉淀剂, 利用可溶性淀粉大分子链的空间位阻效应和高分子网络的阻隔作用, 以纳米级碳黑为模板, 采用微波加热、均相沉淀法合成出了一系列纳米TiO₂-ZnO复合介孔材料. XRD分析证明反应前驱体为非晶态, 500 ℃以上转变为锐钛矿结构的TiO₂和ZnTiO₃, 当Ti∶Zn＝1(摩尔比)时, 产物全部为ZnTiO₃ (TiO₂•ZnO). TEM形貌观察结合N₂吸附表明, 基本粒子为球形, 粒径15～20 nm. 最可几孔径8～10 nm. EDS分析证明产品中Ti∶Zn的分析测定值与实际的投料值基本一致, 并且掺杂均匀性好. 光吸收及光催化实验发现Zn含量为50%时, 光催化效果最好, 在日光照射90 min后, 此TiO₂-ZnO复合材料对藏蓝染料溶液降解率可达到100%, 其光催化反应符合一级动力学方程.     

纳米TiO2-MnO2复合材料的合成、结构与光催化性能

以TiCl₄, MnSO₄·H₂O, NH₃·H₂O为原料, 把TiCl₄和MnSO₄·H₂O按照化学计量比共同水解, 得到的水合氧化物中间体放入高压釜中在150℃, 0.5 MPa下进行反应, 经过滤、洗涤、烘干, 得到纳米TiO₂-MnO₂复合材料. XRD结合DTA-TG分析证明产品为非晶态, 780℃以上转变为金红石型的Ti_1-xMn_xO₂. TEM形貌观察, 粒子基本为球形, 平均粒径20 nm; 将样品均匀分散在甘油-水混合液中, 利用UV-1200紫外-可见分光光度计测试了样品的光吸收性能, 发现该纳米复合材料秉承了纳米TiO₂和MnO₂两者的优点, 对紫外光和可见光均有很强的吸收. 利用该纳米复合材料作为光催化剂对有机染料溶液进行了降解实验, 发现在日光照射60 min后, 对酸性红B、酸性黑234以及两者混合染料的降解率可达100%.     

纳米TiO2-MnO2复合材料的合成、结构与光催化性能

以TiCl_4,MnSO_4·H_2O,NH_3·H_2O为原料,把TiCl_4和MnSO_4·H_2O按照化学计量比共同水解,得到的水合氧化物中间体放入高压釜中在150℃,0.5MPa下进行反应,经过滤、洗涤、烘干,得到纳米TiO_2-MnO_2复合材料。XRD结合DTA-TG分析证明产品为非晶态,780℃以上转变为金红石型的Ti(1-x)Mn_xO_2。TEM形貌观察,粒子基本为球形,平均粒径20um;将样品均匀分散在甘油-水混合液中,利用UV-1200紫外-可见分光光度计测试了样品的光吸收性能,发现该纳米复合材料秉承了纳米TiO_2和MnO_2两者的优点,对紫外光和可见光均有很强的吸收。利用该纳米复合材料作为光催化剂对有机染料溶液进行了降解实验,发现在日光照射60min后,对酸性红B、酸性黑234以及两者混合染料的降解率可达100％。     

纳米TiO2-ZnO复合材料的合成、结构与光催化性能

二氧化钛是一种重要的半导体光催化材料，它具有光催化降解有机物活性高、化学性质稳定、耐化学和光化学腐蚀以及无毒等特性，因而在污水处理及空气净化等方面有着重大的潜在应用价值。然而二氧化钛是宽禁带材料，仅能吸收太阳光谱的紫外光部分，太阳能利用效率低，通常需要用紫外光     

TiO2纳米薄片的合成及其光催化降解苯酚性能

以钛酸纳米管为前驱体,通过添加NaF高温水热合成了(001)面暴露的TiO₂纳米薄片,并对其催化苯酚光降解行为进行了研究。结果表明经水热反应后,钛酸型TiO₂纳米管(NT)转晶成锐钛矿型TiO₂纳米薄片(NS),且具有高(001)暴露面。和NT相比,NS对苯酚的光催化降解活性显著提高,其活性随水热温度升高而增加。NS光催化去除苯酚符合一级动力学,其中200 ℃合成的NS反应速率常数k最高,为0.083 min^-1。同时,苯酚的光催化反应初活性与其初浓度的关系符合Langmuir-Hinshelwood模型,表明苯酚的光催化降解受吸附控制。     

花状TiO2分级结构的可控合成与其光催化性能

采用水热法可控合成了花状TiO₂分级结构材料,运用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、N₂物理吸附-脱附等手段,对其进行了表征,系统研究了NaOH用量、H₂O₂浓度、HNO₃浓度、反应温度及时间等因素对所得样品形貌的影响,并评价了它们的光催化性能.结果表明,花状TiO₂分级结构为锐钛矿相,颗粒大小均一;随制备条件的变化,构成花状TiO₂分级结构的基元结构分别为纳米线、纳米片,纳米线直径约25nm,纳米片厚度不足10nm;该样品具有较高的比表面积,表现出良好的单次光催化活性与重复使用性能.     

TiO2@MWNTs纳米复合材料的制备及其储锂性能

以TiOSO4为钛源,多壁碳纳米管(MWNTs)为载体,溶剂热法制备了多壁碳纳米管/二氧化钛纳米复合材料(TiO2@MWNTs),并利用XRD,SEM,TEM,N2吸附-脱附和TG-DSC等测试手段对合成产物的结构和形貌进行表征,用恒流充放电测试研究TiO2@MWNTs纳米复合材料的储锂性能.N2吸附-脱附曲线和孔径分布曲线证实TiO2@MWNTs存在多级孔道结构以及较大的比表面积.电化学测试结果表明,与纯TiO2颗粒相比,TiO2@MWNTs纳米复合材料具有更好的容量保持率和倍率性能.在1 C倍率下,复合材料的可逆容量为200 mAh?g-1,循环100圈后容量仍达182 mAh?g-1,即使在10 C大倍率下,容量约为100 mAh?g-1左右.     

ZnTiO3-TiO2纳米复合材料的光催化性能

通过溶胶 凝胶（Sol-Gel）法制备了ZnTiO3-TiO2纳米复合光催化剂,利用透射电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见吸收光谱和ζ电位等测试技术对其形貌、晶体结构及其光谱响应特性进行了表征。 以亚甲基蓝（MB）溶液的脱色降解为模型反应,考察了光源和焙烧温度对该纳米复合材料光催化性能的影响。 结果表明,所得纳米复合材料的催化性能与材料的尺寸、在介质中的分散性能、表面荷电性质等有关。 600 ℃下焙烧3 h所得的ZnTiO3-TiO2纳米复合材料尺寸小（约60 nm）、分散性能好、表面荷负电荷量最高、催化性能最好,且在太阳光下的活性高于紫外光下的。 如太阳光下7 h可使亚甲基蓝（MB）溶液的脱色降解率达到93%,而在紫外光下只有82%;并且其催化活性高于纯TiO2和ZnO的。 该纳米复合催化剂重复使用4次仍能使亚甲基蓝（MB）溶液的脱色降解率在80%以上。 因此,具有较好的光催化稳定性能。     

氮掺杂纳米多孔TiO2∶EDTA-Na2辅助水热合成及光催化性能

利用螯合剂乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na₂)作为致孔剂,以三氯化钛(TiCl₃)为前驱体,利用水热法直接合成了氮掺杂的纳米多孔TiO₂。通过 SEM、XRD、IR、低温N2吸附-脱附、XPS、热重分析(TG)和紫外可见(UV)光谱对样品进行了表征与分析。结果表明所合成TiO₂以锐钛矿相形式存在,氮掺在TiO₂晶面之间,具有典型的介孔结构和较高的比表面积,通过改变EDTA-Na₂的浓度,比表面积可控制在95~216 m²·g^-1之间。这种纳米多孔TiO₂在光降解甲基橙的实验中表现出很好的光催化活性,且随着EDTA-Na₂的浓度增大而逐渐增加。     

高分散纳米二氧化钛混合晶体的合成、结构与光催化性能

Using TiCl₄ and urea as the raw materials and nanometric carbon black as plate, nanometric mix-crystals of rutile and anatase TiO₂ were prepared at 100 ℃ for 10～180 min by homogeneous precipitation method. The effects of pH on the ratio of nanometer TiO₂ mix-crystals were also discussed. TEM measurement indicates that the TiO₂ is spherical particles, and the average diameter of the particles is 20 nm. XRD and TG-DTA were also used to characterize the nanometer mix-crystal materials. The photocatalytic experiment show that the mix-crystal material has the best photocatalytic reactivity. After being irradiated under the sunlight for 40 min, the compound can completely degrade the acid-red 3R.     

溶剂热法合成Fe-CeO2与N-Fe-CeO2纳米粉体及其光催化性能

采用溶剂热法合成了不同Fe掺杂含量的Fe-CeO_2纳米粉体及不同氮源掺杂的N-10%Fe-CeO_2(n_(Fe)/(n_(Fe)+n_(Ce))=10%)纳米粉体。利用TEM、XRD、XPS、Raman和UV-Vis等技术对其微观结构与形貌进行了表征,并通过降解亚甲基蓝溶液对其光催化性能进行了研究。结果表明,Fe掺杂可以提高CeO_2的光催化性能,以10%Fe-CeO_2催化效率最高,对亚甲基蓝的降解率从纯CeO_2的67%提高到95%。而N的掺杂可调节10%Fe-CeO_2催化性能。以浓氨水为氮源的N-10%Fe-CeO_2(NH_3·H_2O-N-10%Fe-CeO_2)的降解率可进一步提高到97%,并且具有较好的稳定性,经5次循环使用,对亚甲基蓝的光催化降解率仍高达89%。CeO_2催化活性的提高主要由于掺杂Fe和N改变了CeO_2的晶体结构与能带结构,促进了光生电子与空穴的产生与催化反应。     

溶剂热法合成Fe-CeO2与N-Fe-CeO2纳米粉体及其光催化性能

采用溶剂热法合成了不同Fe掺杂含量的Fe-CeO₂纳米粉体及不同氮源掺杂的N-10% Fe-CeO₂（n_Fe/（n_Fe+n_Ce）=10%）纳米粉体。利用TEM、XRD、XPS、Raman和UV-Vis等技术对其微观结构与形貌进行了表征,并通过降解亚甲基蓝溶液对其光催化性能进行了研究。结果表明,Fe掺杂可以提高CeO₂的光催化性能,以10% Fe-CeO₂催化效率最高,对亚甲基蓝的降解率从纯CeO₂的67%提高到95%。而N的掺杂可调节10% Fe-CeO₂催化性能。以浓氨水为氮源的N-10% Fe-CeO₂（NH₃·H₂O-N-10% Fe-CeO₂）的降解率可进一步提高到97%,并且具有较好的稳定性,经5次循环使用,对亚甲基蓝的光催化降解率仍高达89%。CeO₂催化活性的提高主要由于掺杂Fe和N改变了CeO₂的晶体结构与能带结构,促进了光生电子与空穴的产生与催化反应。     

纳米TiO2对水中腐殖酸的吸附及光催化降解

纳米TiO2对水中腐殖酸的吸附及光催化降解     

溶胶-凝胶法制备纳米TiO2/丝素复合膜及结构性能研究

用溶胶凝胶法制备不同比例纳米TiO₂改性再生蚕丝丝素蛋白复合膜. UV和AFM测试结果表明, 该丝素膜中纳米TiO₂均匀分散在丝素中, TiO₂粒径约为80 nm; 同时该丝素膜的结构和热性能用FTIR, XRD, EDS, TGA和DTG进行表征. XRD测试结果表明, 随着纳米TiO₂的加入, 复合丝素膜的结晶结构从Silk I向Silk II转化, 但当纳米TiO₂的加入超过一定量时, 又破坏复合丝素膜的结晶结构; FTIR和EDS测试结果表明, TiO₂与丝素形成较好的键合; TGA和DTG测试表明复合丝素膜的热转变温度相比于纯丝素膜有所提高.     

K_2W_3SeO_(12)的合成、晶体结构和非线性光学性质研究

本文通过水热反应得到一种新化合物K2W3SeO12,并测试了其单晶结构,该晶体属于三方晶系,空间群R3c,晶胞参数a=b=c=1.253 61(10)nm,α=β=γ=33.539 0(10)°。对它进行了XRD、EDX、ATR-FTIR、UV-Vis-NIR、TG、SHG测试。测试结果表明化合物有很强的可实现相位匹配的粉末倍频效应(强度约为KDP的9倍),而且具有较宽的带隙(3.24 eV)和良好的热稳定性。粉末的红外吸收边达到10μm。结果表明K2W3SeO12是一个具有潜在应用价值的中红外非线性光学晶体材料。     

K2W3SeO12的合成、晶体结构和非线性光学性质研究

本文通过水热反应得到一种新化合物K₂W₃SeO₁₂,并测试了其单晶结构,该晶体属于三方晶系,空间群R3c,晶胞参数a=b=c=1.25361(10)nm,α=β=γ=33.5390(10)°。对它进行了XRD、EDX、ATR-FTIR、UV-Vis-NIR、TG、SHG测试。测试结果表明化合物有很强的可实现相位匹配的倍频效应(强度约为KDP的9倍),而且具有较宽的带隙(3.24eV)和良好的热稳定性。粉末的红外吸收边达到10μm。结果表明K₂W₃SeO₁₂是一个具有潜在应用价值的中红外非线性光学晶体材料。     

TiO2纳米纤维无纺布的制备及光催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为配位剂与钛酸正丁酯(Ti(C₄H₉O)₄)反应制得前驱体，再以乙醇为溶剂，CH3COOH作为催化剂，采用静电纺丝法制得PVP/TiO₂复合纳米纤维，经550 ℃、700 ℃和900 ℃焙烧后分别得到以锐钛矿型的TiO₂为主、以金红石型TiO₂为主和完全金红石晶型的TiO₂纳米纤维。对所制得的纳米纤维的结晶度、纯度和形貌，分别采用差热-热重分析(TG-DTA)、红外光谱(IR)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等进行了表征。光降解苯酚水溶液的实验结果表明，550 ℃下煅烧得到的以锐钛矿占主体的TiO₂纳米纤维，2 h使浓度为50 mg·L^-1苯酚水溶液的降解率超过85%，这充分说明这种TiO₂电纺纳米纤维具有良好的光催化性能。