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%.     

LaCl_3·4CH_3CONH_2·5H_2O-H_2O二元体系的研究

等人在LaCl_3-CH_3CONH_2-H_2O三元体系30℃时的研究中得到了一个三元复合物(前文文献[2]),我们对同一体系作了较为仔细的研究之后发现,该复合物的组成并非该作者报导的LaCl_3·5CH_3CONH_2·5H_2O,而是LaCl_3·4CH_3CONH_2·5H_2O。我们还对该复合物进行了初步研究,测定了密度,拍摄了显微照片和X-光粉末衍射图,并计算了d/n值(见前文)。本文作为前文工作的继续,对LaCl_3·4CH_3CONH_2·5H_2O-H_2O二元体系进行了研究。     

五元体系Li^+, Na^+, K^+, Mg^2^+/SO~4^2^- - H~2O 25℃相关 系的研究

用等温溶解平衡法研究了五元体系Li~+,Na~+,K~+,Mg~(2+)/SO_4~(2-)-H_2O25℃溶解度,测得了平衡溶液的密度,获得了该五元体系25℃溶解度相图的十个无变量点和十种平衡固相.十个单盐结晶区分别对应于原始组分K_2SO_4,Li_2SO_4·H_2O,MgSO_4·7H_2O,水合物Na_2SO_4·10H_2O,复盐3K_2SO_4·Na_2SO_4,Na_2SO_4·MgSO_4·4H_2O,Li_2SO_4·3Na_2SO_4·12H_2O,2Li_2SO_4·Na_2SO_4·K_2SO_4,Li_2SO_4,K_2SO_4和K_2SO_4·MgSO_4·6H_2O,此外没有产生新的复盐或固溶体.用现代电解质溶液理论-Pitzer模型校验该体系的溶解度测定值,结果令人满意.     

Li^+, Mg^2^+/Cl^-, SO4^2^——H2O四元体系(25℃)的介稳平衡

本文用等温蒸发的方法,研究了 Li~+,Mg~(2+)∥Cl~-,SO_4~(3-)-H_2O 体系(25℃)介稳相平衡,绘制了介稳相图,测定了密度、粘度、折光率、电导率和某些液相点的蒸汽压.该介稳相图由六个结晶区构成,即 LiCl·H_2O、LiCl·MgCl_2·7H_2O、MgCl_2·6H_2O、Li_2SO_4·H_2O、MgSO_4·7H_2O 和 MgSO_4·6H_2O相区.该体系的25℃介稳相图和稳定相图的差异是,新结晶区 MgSO_4·6H_2O 的出现,使 Li_2SO_4·H_2O 相区扩大,其它相区缩小.根据 Pitzer 电解质溶液理论,用单纯形法在 M68000计算机上进行了体系溶解度关系的计算,并获得了计算的溶解度数据,绘制了计算的相图.     

四元交互体系Li~+,Mg~(2+)/SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)—H_2O25℃溶解度和溶液物化性质的研究

研究了Li~+,Mg~2+/SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)—H_2O四元交互体系25℃时的溶解度和溶液的密度及折光率.四种原始组份未发生脱水作用,体系中也没有复盐或固溶体形成.体系25℃溶解度等温线由五段组成,有四个结晶区,分别对应于四种原始组份,其中以MgB_4O_7·9H_2O的结晶区最大.溶解度等温线上有两个零变量点,其一为MgB_4O_7·9H_2O,MgSO_4·7H_2O,Li_2SO_4·H_2O三盐共饱点,另一为MgB_4O_7·9H_2O,Li_2B_4O_7·3H_2O,Li_2SO_4·H_2O三盐不相称共饱点.     

硼酸盐化学——XXXⅣ.MgO-B_2O_3-18%MgCl_2-H2_O体系20℃热力学非平衡态相图

采用结晶动力学方法对MgO-B_2O_3-18％MgCl_2-H_2O体系20℃时过饱和溶液的结晶过程进行了研究,结晶析出固相通过X射线粉末衍射、红外光谱、热分析和化学分析进行鉴定,从而给出该体系20℃时的热力学非平衡态相图.该相图有8个相区分别与H_3BO_3,MgO·3B_2O_3·7.5H_2O,MgO·3B_2O_3·7H_2O,2MgO·3B_2O_3·15H_2O（多水硼镁石）,MgO·2B_2O_3·9H_2O,2MgO·2B_2O3·MgCl_2·14H_2O,5Mg（OH）_2·MgCl_2·8H_2O和Mg（OH）_2相对应.     

MgO·nB_2O_3-18%MgSO_4H_2O体系0℃时的热力学非平衡态液固相关系

在MgO·nB_2O_3-18%MgSO_4-H_2O体系0 ℃结晶过程的动力学研究、用物理方 法和化学分析确定析出固相的组成和测定固相共饱和点的基础上，给出了该体系0 ℃时的热力学非平衡态液固相关系图。该相图存在四个相区，分别与H_3BO_3， MgO·3B_2O_3·7.5H_2O，MgO·2B_2O_3·9H_2O和2MgO·3B_2O_3·15H_2O（多水 硼镁石）相对应。结果表明MgCl_2和MgSO_4介质对镁硼酸盐的析出有不同的影响。     

(η^5-C5H5)(η^5-C5H4R)TiCl2类化合物的新合成方法

本文报道了取代环戊二烯基负离子与[(η~5-C_5H_5)TiCl_2]_2O反应生成(η~5-C_5H_5)(η~5-C_5H_4R)·TiCl_2的新方法。研究了取代环戊二烯基负离子的空间位阻和(η~5-C_5H_5)TiCl_3,[(η~5-C_5H_5)TiCl_2]_2O的结构以及反应温度对产物产率的影响。合成了七个新的(η~5-C_5H_5)(η~5-C_5H_4R)TiCl_2类型的化合物及七个相应的二氟化合物。     

Ti3+自掺杂的TiO2(A)/TiO2(R)/In2O3纳米异质结的制备与可见光催化性能

以TiCl_3和InCl_3为Ti源和In源,在不使用还原剂的条件下,首先通过液相沉淀反应制备前驱体沉淀,然后采用后续水热处理制备Ti~(3+)自掺杂的TiO_2(A)/TiO_2(R)/In_2O_3纳米异质结,考察了水热处理温度对材料结构和性能的影响。利用X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外-可见漫反射光谱对样品进行表征。分别以罗丹明B和苯酚溶液为模拟废水评价了样品的可见光催化降解性能。结果表明,与纯的TiO_2、In2O_3以及Ti~(3+)自掺杂的TiO_2相比,Ti~(3+)自掺杂的TiO_2(A)/TiO_2(R)/In_2O_3纳米异质结在可见光区有明显的吸收,并具有良好的可见光催化降解性能,200℃下水热处理24h所得样品光催化降解罗丹明B的反应速率常数(0.0444min-1)分别是纯TiO_2和In_2O_3的17.76倍和8.71倍。瞬态光电流时间响应结果表明样品的光催化性能主要来源于TiO_2(A)/TiO_2(R)/In_2O_3纳米异质结导致的提高的光生电子和空穴分离效率。     

Cr掺杂TiO_2纳米线/还原氧化石墨烯复合物的制备及光催化活性

以TiO_2纳米颗粒P25和氧化石墨烯(GO)为原料,Cr(NO_3)_3·9H_2O为Cr源,采用碱性水热法制备了Cr掺杂TiO_2纳米线/还原氧化石墨烯复合物(Cr-Ti O2 NWs/RGO).采用类似方法合成了TiO_2纳米线(Ti O2NWs)、Cr掺杂Ti O2纳米线(Cr-TiO_2NWs)和TiO_2纳米线/还原氧化石墨烯复合物(TiO_2 NWs/RGO)等其它样品.通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼(Raman)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)等方法对样品进行了表征.测试了样品在可见光下对亚甲基蓝(MB)的降解活性,结果表明,Cr-TiO_2NWs/RGO在120 min内对MB的催化降解率为TiO_2NWs的2.2倍,催化降解速度为TiO_2NWs的5.8倍.     

环境友好催化剂TiSiW_(12)O_(40j)/TiO_2的制备及其催化性能研究

制备了新型固载杂多酸盐TiSiW_(12)O_(40)/TiO_2环境友好催化剂，并以丁酸 丁酯的合成作为探针反应，系统考察了原料H_4SiW_(12)O_(40)·xH_2O与TiO_2摩 尔比、焙烧温度、焙烧时间等制备条件对TiSiW_(12)O_(40)/TiO_2催化活性的影响 。实验表明：制备催化剂的适宜条件为原料H_4SiW_(12)O_(40)·xH_2O与TiO_2摩 尔比为0.47，焙烧温度为350 ℃，焙烧时间为3.0 h。利用该条件下制备的催化剂 TiSiW_(12)O_(40)/TiO_2合成了丁酸丁酯正丁醇与正丁醇的投料摩尔比n(醇):n(酸 ) = 1.3:1，催化剂的用量占反应物总投料质量的1.3%，反应时间为1 h，丁酸丁酯 的产率为97.2%。该催化剂TiSiW_(12)O_(40)/TiO_2用于制备其它丁酸酯类（如乙 酯、丙酯、戊酯、异戊酯）时同样取得了好的结果。     

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.     

KCl—MgCl2—H2O—DMF四元体系25℃时的等温溶度研究

结果表明:25℃时四元体系KCl-MgCl_2-H_0-DMF共有六个结晶区:MgCl_2·6H_2O,KCl·MgC_(12)·6H_2O,MgCl_2·6H_2O·2DMF,MgCl_2·2H_2O·4DMF和MgCl_2·4DMF;有九条单变线和四个四元无变点。其中KCl的相区很大,其他则相当狭小,这个结果对利用有机溶剂进行光卤石加工,分离制取KCl具有一定价值。     

盐卤硼酸盐化学——XⅦ.MgO-B_2O_3-28%MgCl_2-H_2O体系20℃热力学非平衡态液固相关系研究

用动力学方法对MgO·nB_2O_3在28%MgCl_2-H_2O浓盐溶液中形成的过饱和溶液的结晶过程进行研究,首次得到MgO-B_2O_3-MgCl_2-H_2O体系过饱和区内的液固相关系图,即热力学非平衡态液固相关系图.该相图有六个相区:H_3BO_3,MgO·3B_2O_3·7.5H_2O,MgO·3B_2O_3·7H_2O,2MgO·2B_2O_3·MgCl_2·14H_2O,3Mg(OH)_2·MgCl_2·8H_2O和5Mg(OH)_2·MgCl_2·8H_2O.拟合得到各结晶过程的动力学方程,同时对结晶机制进行了探讨.     

离子交换法纳米Cu2O的制备及光催化性能的研究

采用强酸性阳离子交换树脂（R—H）,以CuSO4·5H2O为原料,制备出R2-Cu型阳离子交换树脂,R2-Cu型阳离子交换树脂与酒石酸钾钠进行离子交换得到Cu（OH）2,再用葡萄糖还原制得Cu2O纳米粒子,用IR、XRD、BET、TEM等手段对样品进行了表征,并以催化罗丹明B为模拟染料,日光（4月晴天,T=15～25℃）为光源,在自制的无色透明的玻璃反应器进行光催化降解反应,考察了Cu2O纳米粒子的催化性能．     

Cu_3(PO_4)_2/TiO_2复合材料的制备及可见光催化性能研究

利用化学沉淀的方法,制备了一系列不同比例的Cu_3(PO_4)_2/TiO_2复合材料.采用紫外-可见漫反射谱(UV-Vis DRS)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段,对Cu_3(PO_4)_2/TiO_2系列光催化剂进行了表征与分析.通过丙烯的光催化降解实验考察样品的可见光催化活性.结果表明,相比于纯Ti O2,Cu_3(PO_4)_2/TiO_2复合材料具有明显的可见光催化活性,当Cu3(PO4)2与Ti O2的质量比为2.5∶10时光催化活性最高,对丙烯的降解率达到46%.     

ZrO2-10% Dy2O3纳米晶的碱性水热法合成及其烧结体的电性能研究

以湿化学法制得Zr(OH)4和Dy(OH)3的共沉淀为前驱体, 在碱性介质(pH=7.60～13.89)中用水热法合成了ZrO2-10% Dy2O3(摩尔分数)立方相纳米晶. 研究发现, 纳米晶粒径随着反应介质pH值的增大而增大;同时纳米晶粒径随着水热反应介质温度的升高而增大. 将ZrO2-10% Dy2O3纳米晶在1400 ℃下烧结制得了致密的固体电解质陶瓷样品, 比通常高温固相反应法采用的烧结温度(＞1550 ℃)降低了150 ℃以上. 还用交流阻抗谱法及氧浓差电池法研究了ZrO2-10% Dy2O3陶瓷样品在600～1000 ℃下的离子导电特性. 结果表明, 该陶瓷样品在600～1000 ℃下氧离子迁移数为1, 氧离子电导率的最大值为2.2×10-2 S·cm-1, 是一个优良的氧离子导体.     

MoS_2/TiO_2纳米管阵列的一步沉积法制备及光电性能研究

本文采用阳极氧化法及循环伏安法,在TiO_2纳米管阵列上成功沉积了MoS_2纳米粒子,得到了MoS_2/TiO_2复合纳米材料。与未修饰的TiO_2纳米管阵列相比,复合MoS_2/TiO_2纳米管阵列的光电性能以及光催化性能都有明显提升。通过光电流实验结果分析,当沉积MoS_2圈数为30圈时,MoS_2/TiO_2复合纳米材料的光电流强度最强(0.35 mA/cm~2),是未修饰的TiO_2光电流强度的3.88倍(0.09mA/cm2)。通过光催化降解对比实验发现,MoS_2/TiO_2复合纳米材料对4-硝基酚的光催化降解效果要明显优于未修饰的TiO_2。复合MoS_2/TiO_2纳米管阵列增强的光电性能及光催化活性应该是归因于复合材料增强的可见光吸收能力,以及更快的电子和空穴迁移速度。     

离子液体@TiO_2纳米复合材料的制备及其光催化性能

利用—Si—O—共价键将离子液体嫁接在纳米TiO_2表面,制备离子液体@TiO_2纳米复合材料,并利用红外光谱、差热分析、元素分析等技术手段进行了分析。光催化性能研究表明,在紫外光照射60 min后,[C8tespim]Br@TiO_2([C8tespim]:N-3-(3-三乙氧基硅烷基丙基)-4,5-二氢咪唑)复合材料能够将甲基橙100%脱色,明显优于TiO_2P25的光催化降解性能。同时发现其光催化性能与阴离子类型有密切关系,活性顺序为[C8tespim]Br@TiO_2[C8tespim]PF6@TiO_2[C8tespim]Tf2N@TiO_2。     

多核NMR在相图研究中的应用——Na_2SO_4-Al_2(SO_4)_3-H_2O体系的~(23)Na、~(27)Al NMR研究

前文报道了多核NMR方法研究NaCl-NH_4Cl-H_2O体系相图,表明具有不受其它离子干扰和快速、简便等优点。本文用~(23)Na、~(27)Al NMR方法研究了Na_2SO_4-Al_2(SO_4)_3-H_2O体系,指出20℃时平衡固相中有Na_2SO_4·10H_2O,Al_2(SO_4)_3·18H_O及NaAl(SO_4)_2·12H_2O等水合物和复盐存在,与其它方法所得结果吻合。实验部分分析纯Na_2SO_4于120℃干燥8小时,保存在干燥箱中备用。对分析纯Al_2(SO_4)_3·18H_2O用EDTA-Zn经典返滴方法分析,证实其组成为Al_2(SO_4)_3·18H_2O,符合NMR定量分析