包覆型磁性二氧化钛的制备及其光催化性能的研究

采用表面改性的方法分别制备了两种核-壳和核-壳-壳式结构的TiO2/γ-Fe2O3,TiO2/S iO2/γ-Fe2O3包覆型磁性二氧化钛.用XRD、TG-DTA、TEM、BET、和IR等手段对样品进行了结构表征,并研究了它们在紫外光照射下对甲基橙的降解性能.结果表明,在紫外光的照射下,包覆型磁性二氧化钛可有效地降解甲基橙;TiO2/S iO2/γ-Fe2O3的光催化活性优于TiO2/γ-Fe2O3,前者在循环使用三次后降解率仍不低于95%.     

磁性Ag@Fe3O4@C负载纳米金的制备及其SERS性能

利用一步溶剂热法制备了具有核壳结构的Ag@Fe₃O₄磁性纳米颗粒,然后以葡萄糖作为碳源对Ag@Fe₃O₄进行包覆,再利用酰胺化反应成功的将聚乙烯亚胺（PEI）修饰到Ag@Fe₃O₄@C表面,最后以N-Au共价键的方式将Au纳米粒子组装到Ag@Fe₃O₄@C表面。以4-巯基苯甲酸（4MBA）为拉曼活性探针分子来考察该复合纳米材料的表面增强拉曼（SERS）性能。通过控制Au纳米粒子的加入量,来调节Ag@Fe₃O₄@C-Au复合纳米材料的SERS活性。通过实验测试及利用时域有限差分法（FDTD）得出不同纳米金用量包覆的Ag@Fe₃O₄@C磁性纳米颗粒对4MBA的SERS效果依次为Ag@Fe₃O₄@C-Au-40 > Ag@Fe₃O₄@C-Au-10 > Ag@Fe₃O₄@C-Au-60 > Ag@Fe₃O₄@C,其中Ag@Fe₃O₄@C-Au-40的饱和磁化强度为411 A·g^-1,其对4MBA的检测限为1×10^-9 mol·L^-1。这种功能性复合材料既具有良好的SERS活性,又可通过外加磁场的方式实现对待测分子的分离、富集。     

磁性Ag@Fe3O4@C负载纳米金的制备及其SERS性能

利用一步溶剂热法制备了具有核壳结构的Ag@Fe_3O_4磁性纳米颗粒,然后以葡萄糖作为碳源对Ag@Fe_3O_4进行包覆,再利用酰胺化反应成功的将聚乙烯亚胺(PEI)修饰到Ag@Fe_3O_4@C表面,最后以N-Au共价键的方式将Au纳米粒子组装到Ag@Fe_3O_4@C表面。以4-巯基苯甲酸(4MBA)为拉曼活性探针分子来考察该复合纳米材料的表面增强拉曼(SERS)性能。通过控制Au纳米粒子的加入量,来调节Ag@Fe_3O_4@C-Au复合纳米材料的SERS活性。通过实验测试及利用时域有限差分法(FDTD)得出不同纳米金用量包覆的Ag@Fe_3O_4@C磁性纳米颗粒对4MBA的SERS效果依次为Ag@Fe_3O_4@C-Au-40Ag@Fe_3O_4@C-Au-10Ag@Fe_3O_4@C-Au-60Ag@Fe_3O_4@C,其中Ag@Fe_3O_4@C-Au-40的饱和磁化强度为411 A·g-1,其对4MBA的检测限为1×10-9 mol·L-1。这种功能性复合材料既具有良好的SERS活性,又可通过外加磁场的方式实现对待测分子的分离、富集。     

Fe_3O_4/TiO_2纳米异质结构的制备及磁性

以TiO2纳米线和Fe(NO3)3·9H2O为原料,在一缩二乙二醇体系中通过溶剂热反应制备了Fe3O4纳米粒子/TiO2纳米线异质结构.高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观测结果表明,Fe3O4纳米粒子均匀地附着在TiO2纳米线上,并与TiO2纳米线之间形成了有效的复合.磁性研究结果表明,与文献报道的同粒径纯相Fe3O4纳米粒子相比,异质结构的阻隔温度点明显降低,异质结构的形成对Fe3O4磁性产生了影响.     

纳米复合Sb_2O_3/TiO_2的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备复合纳米 Sb2O3/TiO2。 Sb2O3掺入浓度越大,催化剂中锐钛矿相含量越高,晶粒直径与颗粒直径越小,比表面积越大。在 380～ 460nm范围内, Sb2O3/TiO2的反射率则减弱,表明光吸收增强。 XPS分析表明：掺入 2％ Sb2O3,出现新的 Ti2p3/2峰,对应于 Ti3＋,占 9.13％;锑以 Sb3＋、 Sb5＋两种形式存在, Sb5＋占 84.42％、 Sb3＋占 17.58％。以亚甲基蓝溶液光催化降解为模型反应,掺入 2％、 5％ Sb2O3,亚甲基蓝溶液的光催化脱色降解一级动力学常数与总有机炭（ TOC）去除率增大。发射光谱证明： Sb2O3的最佳比例为 2％,当其比例大于 2％时,其电子空穴对的复合率升高,光催化活性下降。     

Fe_2O_3/TiO_2纳米管阵列的制备及其光催化性能

在钛基体上采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列,采用化学浴方法在TiO2纳米管阵列上修饰了Fe2O3纳米颗粒。利用扫描电镜、X射线衍射和紫外可见漫反射光谱等手段对材料进行了表征,同时测试了材料的光电化学性能及其光催化降解亚甲基蓝染料废水的性能。结果表明,Fe2O3纳米颗粒的修饰将TiO2纳米管阵列的光响应拓宽至可见光区域,提高了光电流,Fe2O3/TiO2纳米管阵列的光电流是未修饰的TiO2纳米管阵列的9倍。而在光催化反应中,亚甲基蓝最高降解率可达80%,比未修饰的TiO2纳米管阵列高出30%。     

纳米复合Y_2O_3/TiO_2的制备、表征及其光催化性能研究

采用溶胶 凝胶法制备复合半导体Y2 O3/TiO2 。掺入Y2 O3会阻碍锐钛矿晶相的出现 ,掺入浓度越大 ,TiO2 锐钛矿 (10 1)峰强度减小越大、平均晶粒直径与颗粒直径减小、比表面积增大 ;Y2 O3/TiO2 具有高热稳定性与高比表面积 ,由于量子尺寸效应 ,掺入Y2 O3使光催化剂的拉曼峰发生微小位移 ,在 3 80～ 460nm范围内 ,使反射率增强。以亚甲基蓝与甲基橙溶液光催化降解为模型反应 ,掺入Y2 O3,复合光催化剂对亚甲基蓝溶液的光催化脱色降解一级动力学常数明显低于纯TiO2 的 ;掺入 5 %和 10 %Y2 O3,复合光催化剂对甲基橙溶液的光催化脱色降解一级动力学均常数高于纯TiO2 的 ,掺入浓度太高反而有害。讨论了掺入Y2 O3后光物理性质的变化与其光催化活性的关系     

SiO_2/Co_3O_4核壳催化剂对AP热分解的催化性能研究

采用改良的St觟ber法制备粒径约为200 nm的单分散球形SiO2颗粒,以此为内核,分别通过液相沉淀法和尿素均匀沉淀法制备包覆形式不同的新型SiO2/Co3O4核壳式纳米催化剂。采用X-射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱分析(IR)、拉曼光谱分析(Raman)、BET比表面积测试等手段对产物进行表征,利用差式扫描量热仪(DSC)考察SiO2/Co3O4复合物对高氯酸铵(AP)热分解反应的催化作用,探讨不同包覆形式对其催化活性的影响。结果表明,两种方法制备得到的SiO2/Co3O4复合物分别为层包覆和粒子包覆,比表面积大,具有明显的核壳结构,且粒子包覆形式的SiO2/Co3O4对AP热分解反应的催化效果最好,使AP的高温分解温度降低了110℃,放热量增加了662 J·g-1。     

磁性Fe2O3/Au/Ag复合纳米粒子的制备及其富集作用研究

利用种子生长法制备了磁性Fe2O3/Au/Ag复合纳米粒子,采用UV-vis和SEM对其光学性质以及表面结构的变化进行了表征.通过调节硝酸银的用量,制备了一系列具有不同Ag壳层厚度和表面结构的双金属外壳纳米粒子.以苯硫酚(TP)为探针分子,研究了不同Ag壳厚度的磁性纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)活性.结果表明其SERS活性与表面结构的改变有关,在同时出现Ag和Au光学性质的Fe2O3/Au/Ag复合纳米粒子表面可观察到最强的SERS效应,这与表面的针孔效应以及Ag和Au之间的耦合增强作用有关.考察了Fe2O3/Au/Ag复合纳米粒子的磁富集作用,并利用SERS原位监测磁富集溶液中低浓度TP的能力,研究结果表明通过磁富集可提高SERS检测限,并且Fe2O3/Au/Ag的磁富集能力较Fe2O3/Au弱,但前者SERS信号较强.     

活性炭负载TiO2-Fe3O4磁性光催化剂的制备及性能

采用溶胶-凝胶法制备了易于固液分离的活性炭（AC）负载磁性光催化剂（TiO2-Fe3O4／AC）．样品通过SEM-EDX和X射线衍射法进行表征．通过在紫外光照射下降解亚甲基蓝评价其光催化降解能力．结果表明：负载22％Fe3O4的光催化剂（含20％TiO2和58％AC）的光催化活性最强（120min时亚甲基蓝的降解率达到87％,是纯TiO2的2．7倍）;磁性光催化剂可实现磁分离回收．     

Preparation and characterization of CoFe_2O_4/TiO_2 magnetic composite films

CoFe2O4/TiO2 magnetic composite films were prepared using the sol-gel method with tetrabutyltitanate and metallic chlorates as starting materials. The effects of heat treatment temperatures on micro- structures and on magnetic properties were studied. The microstructure and properties of the samples at different heat treatment temperatures were characterized by X-ray diffraction, Raman spectrum, scanning electron microscopy, polarized microscopy and vibrating sample magnetometry. The results show that crystals of different substances grow up independently. Cobalt ferrite is evenly embedded into the titanium dioxide matrix in the prepared composite films. The magnetism of the composite films is enhanced with an increase of the heat temperature.     

Preparation of CoFe2O4/sawdust and NiFe2O4/sawdust magnetic nanocomposites for removal of oil from the water surface

In this study, CoFe₂O₄/Sawdust and NiFe₂O₄/Sawdust magnetic nanocomposites were synthesized using a hydrothermal method, and then characterized using X-ray powder diffraction, Infrared, scanning electron microscopy, Brunauer–Emmett–Teller/Barrett–Joyner–Halenda, and vibrating-sample magnetometer techniques. In this study, unmodified sawdust (US), modified sawdust (MS), unmodified CoFe₂O₄/sawdust (UCS), modified CoFe₂O₄/sawdust (MCS), unmodified NiFe₂O₄/sawdust (UNS), and modified NiFe₂O₄/Sawdust (MNS) magnetic nanocomposites, which are inexpensive, economical, environmentally friendly absorbents, and have a high selective hydrophobic, were used for the removal of oil from the water surface. The results show that the UCS, MCS, UNS, and MNS magnetic nanocomposites can selectively absorb the oil spreading on the water surface, due to its superhydrophobicity and superoleophilicity, and can be easily collected from water under the influence of a magnetic field. In addition, the results showed that the absorbents reach their equilibrium at the 30-min mark. Among all the absorbents, the MNS magnetic nanocomposite showed the maximum absorption capacity (18.172 g/g) at the 40-min mark. The results of the kinetic studies showed that the second-order kinetic equation with the highest correlation coefficient had the best fit with the experimental results.     

Fe~(3 )/TiO_2/SiO_2复合纳米微粒的合成及光催化降解NO_2~-

采用溶胶 -凝胶法制备了 Ti O2 / Si O2 和不同浓度 Fe3 掺杂的 Fe3 / Ti O2 / Si O2 复合纳米粉末 ,并利用XRD、BET、UV-vis等手段研究了 Ti O2 / Si O2 及掺铁形成的 Fe3 / Ti O2 / Si O2 复合微粒的表面结构形态变化 ,以及对污染物 NO- 2 光催化降解的影响 .结果表明 ,Fe3 / Ti O2 / Si O2 (ω( Fe3 ) =1 .5 % ,m( Ti)∶ m( Si) =2∶ 1 )具有最佳活性 ,样品呈晶化度较低的锐钛矿结构 .Fe3 掺杂导致晶粒的增大 ,稳定性降低 ,大大提高了半导体的光催化活性 ,有利于对低浓度 NO- 2 的光催化降解     

NiFe2O4与TiO2稳定的多重Pickering乳液的制备

由沉淀法和溶胶-凝胶法分别制备了Ni Fe_2O_4和Ti O_2,并用XRD和SEM对两种粒子进行了表征,结果表明成功制备了粒径大小较为均匀的目标产物。用CTAB对Ni Fe_2O_4进行了改性,并由IR和Zeta电位测试予以确认。以改性Ni Fe_2O_4和Ti O_2作为稳定粒子,由两步法制备了W/O/W型多重Pickering乳液,采用数码照片和光学显微照片观察所制备的乳液的宏观与微观形貌。研究表明,制备的单重Pickering乳液粒径较为均匀,多重Pickering乳液粒径范围稍宽,但两者稳定性能都非常良好。     

Effect of Magnetic Carrier NiFe2O4 Nanoparticles on Physicochemical and Catalytic Properties of Magnetically Separable Photocatalyst TiO2/NiFe2O4

A series of magnetically separable photocatalyst TiO₂/NiFe₂O₄(TN) with different mass ratios of NiFe₂O₄ to TiO₂ was prepared by sol-gel method. The X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), transmission electron microscopy(TEM), ultraviolet-visible spectroscopy(UV-Vis), Brunauer-Emmett-Teller(BET) surface analysis and photoluminescence spectroscopy(PL) were used to characterize the photocatalyst TN. The XRD patterns of TN indicate that adulterating a smidgen of NiFe₂O₄ into TiO₂(about 0.1%, mass ratio) can promote the phase transformation of TiO₂, however, when the doped amount of NiFe₂O₄ surpasses 1%, the introduction of NiFe₂O₄ can inhibit the growth of TiO₂ crystal grain and reduce the size of TiO₂ crystal grain. The XPS results of TN indicate that some Fe³⁺ replace Ti⁴⁺ of the TiO₂ lattice forming Fe―O―Ti bonds. The PL analysis of TN shows that the NiFe₂O₄ nanoparticles in photocatalyst TN play the role of the effective recombination centre of the photogenerated electrons and holes, leading to the decrease in photocatalytic activity.     

SO4^2—／TiO2—SiO2固体超强酸的结构及其光催化性能

自从 Arata等 [1]首次报道无卤素型 SO2 - 4/Mx Oy 固体超强酸体系以来 ,对该类催化剂的研究引起了人们的广泛重视 .大量研究工作表明 ,固体超强酸催化剂对丁烷异构化、苯衍生物烷基化、链烷烃裂解和乙烯二聚等诸多酸催化的反应表现出极高的反应活性 [2 ] .最近 ,我们把 SO2 - 4/Ti O2 型固体超强酸应用于有机物的光催化氧化反应 ,研究发现 Ti O2 光催化剂经 H2 SO4 浸渍处理形成固体超强酸后 ,催化剂的光催化活性大大提高 ,并具有很好的反应活性、稳定性和抗湿性能 [3] ;此外 ,我们以前的工作表明 Ti O2 中引入 Si O2 后 ,其结构、…     

NiFe2O4对刚果红的光催化降解性能研究

采用水热法合成了尖晶石型NiFe₂O₄,并利用X射线粉末衍射仪对其物相进行了表征,利用紫外-可见分光光度计对其光催化降解刚果红的性能进行了研究。以刚果红为光催化降解底物,探究了刚果红初始浓度、催化剂用量、溶液pH、不同光源等因素对NiFe₂O₄光催化降解刚果红活性的影响。结果表明,当刚果红溶液浓度为20 mg/L、催化剂NiFe₂O₄的用量为0.065 g、pH 2~10、在太阳光下照射480 min时,刚果红的降解率高达99%以上,催化剂性能稳定,适合处理刚果红类有机污染物。     

超临界CO2中模板法制备TiO2/SiO2复合多孔材料

在超临界CO2中以颗粒状活性炭为模板,正硅酸乙酯和钛酸四正丁酯为前驱体制备了TiO2/S iO2复合多孔材料。研究了超临界状态下不同涂层温度和涂层压力对涂层率的影响,当温度为40℃时,压力在22 MPa为该温度的最佳涂层压力;固定压力为22 MPa,涂层温度为70℃为最佳涂层条件。X射线衍射(XRD)的研究结果表明,产物由锐钛矿型TiO2、金红石型TiO2以及结晶的S iO2这3种物质构成。根据产物的N2气吸附-脱附等温线计算,产物的比表面积达到144.44 m2/g,平均孔径为7 nm左右。扫描电子显微镜的分析结果证明,产物在一定程度上实现了对模板的复制,同时透射电子显微镜显示,复合材料的纳米颗粒尺寸具有良好的分散性。     

磁性TiO2/CoFe2O4纳米复合光催化材料的制备

以磁性CoFe2O4为核,采用改进的溶胶-凝胶法,制备了磁性TiO2/CoFe2O4纳米复合光催化材料.利用VSM(振动样品磁强计)技术对其磁性能进行了研究,结果表明:由该法所得的TiO2/CoFe2O4纳米复合光催化材料的饱和磁化强度虽稍弱于纯CoFe2O4纳米材料,但其矫顽力则优于CoFe2O4.TEM、XRD、UV-Vis等的结果表明,该纳米复合材料中的TiO2为锐钛矿结构;与TiO2相比,纳米复合材料对光的吸收拓展到了整个紫外-可见区,且吸收强度大大增强.对染料废水光催化降解的模拟研究表明,该复合材料在紫外光下,6 h可以使亚甲基蓝染料溶液的脱色率达95%,且重复使用3次时染料溶液的脱色率仍能保持在90%,明显优于纯TiO2.     

Mn-Na_2WO_4/SiO_2催化剂表面活性中心结构的DFT研究

利用密度泛函方法(DFT)研究了Mn-Na2WO4/SiO2催化剂表面的活性中心结构.计算表明,在α-方石英的(111)面上,W能以单个或三个桥氧与载体作用形成稳定的四面体配位结构,Mn则能以单个桥氧与载体配位或形成不同结构的氧化物团簇;以单个桥氧担载的[WO4]四面体是最可能的甲烷活化中心.