超临界流体干燥法制备纳米TiO2-SnO2-SiO2复合光催化剂及其光催化性能研究

半导体多相光催化法作为一种污染治理新技术越来越受到人们的重视,在所使用的半导体光催化剂中,TiO2以无毒,催化活性高,价廉,无污染等特点,成为最具有前途的绿色环保型催化剂之一[1],但其自身具有局限性,如禁带宽度大,需在近紫外光下才能激发产生电子空穴对,对太阳光的利用率仅     

纳米结构TiO2/PS及TiO2空心球的自组装与表征

以TiCl₄的盐酸溶液配制的TiO₂溶胶为前驱体, 以聚苯乙烯微球为载体, 在表面活性剂存在下, 通过逐层自组装技术制备了纳米结构TiO₂/PS及TiO₂空心球. 利用XRD, SEM, TG-DTA等对复合颗粒进行了表征. 研究表明: 纳米结构TiO₂/PS的组成、结构、形貌和粒度可通过溶胶酸度、组装时水解反应温度、煅烧温度、硫酸根的加入量来控制.     

纳米结构TiO2/PS及TiO2空心球的自组装与表征

以TiCl₄的盐酸溶液配制的TiO₂溶胶为前驱体, 以聚苯乙烯微球为载体, 在表面活性剂存在下, 通过逐层自组装技术制备了纳米结构TiO₂/PS及TiO₂空心球. 利用XRD, SEM, TG-DTA等对复合颗粒进行了表征. 研究表明: 纳米结构TiO₂/PS的组成、结构、形貌和粒度可通过溶胶酸度、组装时水解反应温度、煅烧温度、硫酸根的加入量来控制.     

WO3/TiO2 复合纤维的制备及储能光催化性能

以钛酸正丁酯为前驱体, 采用静电纺丝技术制得了纯锐钛矿TiO2纤维, 并以其为基质, 通过水热法制备了具有异质结构的WO3/TiO2复合纤维. 利用X射线衍射仪(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 能量色散光谱仪(EDS)、 透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等对样品的结构和形貌进行了表征. 以罗丹明B的脱色降解为模型反应, 考察了样品的光催化性能和储能光催化性能. 结果表明, 花状WO3微球包裹在TiO2纤维上, 得到了具有异质结构的WO3/TiO2复合纤维光催化剂. WO3与TiO2复合有利于光生载流子的输运和分离, 增强了体系的量子效率, 提高了光催化活性. WO3/TiO2 复合纤维经光照处理后, 在黑暗条件下显示出储能光催化特性.     

Gd-N共掺杂SrTiO3/TiO2复合纳米纤维制备及光催化性能

以静电纺丝技术制备的TiO_2纳米纤维为基质和反应物,结合一步水热法制得Gd-N共掺杂SrTiO_3/TiO_2复合纳米纤维光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)和荧光光谱(PL)等方法对其微观结构、形貌和光学性能进行表征。结果表明:SrTiO_3和TiO_2形成异质结能够使光生电子和空穴得到很好的分离,而Gd-N共掺杂产生新带隙,可以拓宽光谱响应范围至可见光区,并引起晶格缺陷,成为光生电子-空穴对的浅势捕获阱。Gd-N共掺杂与异质结的协同作用有效提高了SrTiO_3/TiO_2复合纳米纤维的可见光催化活性。     

TiO2/Cu2O/Pt复合空心微球的制备及其光催化性能

以锐钛矿相TiO₂溶胶为基底,采用沉淀法和液相沉积法制备了TiO₂/Cu₂O/Pt复合空心微球,通过改变n_Ti⁴⁺∶ n_Cu²⁺和H₂PtCl₆·6 H₂O溶液的加入量对TiO₂的形貌和结构进行调控,采用不同的方法对不同样品的物相及结构、微观形貌和光学性能进行了对比分析。分析结果表明,复合材料中Pt与Cu₂O的引入产生协同效应,不仅在一定程度上阻止了电子-空穴的复合,还降低了禁带宽度,在可见光区域光吸收明显增强。与TiO₂、Cu₂O和TiO₂/Cu₂O光催化剂相比较,TiO₂/Cu₂O/Pt降解有机污染物的能力显著增强,首次光照120 min可降解93%的甲基橙(MO)溶液,4次循环后降解率为71%,具有良好的光催化稳定性能。     

高电化学活性SnO2/TiO2空心微球的制备及其性能

采用一种简便的无模板溶剂热法合成了尺寸在1μm左右、具有堆叠结构的SnO_2/TiO_2空心微球。合成过程的研究结果表明:SnO_2/TiO_2空心微球在形成过程中经历了空心、被填充、分裂到再次形成空心结构的过程。随后,SnO_2/TiO_2空心微球作为锂离子电池负极材料的电化学性能测试结果表明:SnO_2/TiO_2空心微球在0.1 A·g~(-1)的电流密度下,其首次放电容量达到1 484.9mAh·g~(-1),库伦效率为49.0%。经过600次循环后,其放电容量依然可以达到565.6 mAh·g~(-1),显示了高的容量和循环稳定性。     

ZnIn2S4/TiO2/Ag复合光催化剂的制备及分解水制氢性能

首先采用溶剂热法将1D TiO_2纳米带均匀地穿插到片层结构组装而成的3D ZnIn_2S_4微球中,所形成的异质结构能有效抑制光生电子-空穴对。其次利用光沉积法将0D Ag纳米粒子负载在3D ZnIn_2S_4/1D TiO_2异质结构上。得益于0D Ag纳米粒子的等离子体效应及电子助催化剂作用,三元3D ZnIn_2S_4/1D TiO_2/0D Ag复合光催化剂在分解水制氢方面表现出优异的性能。在模拟太阳光照射下,ZnIn_2S_4/TiO_2/Ag复合光催化剂的产氢速率达到715μmol·g~(-1)·h~(-1),相对于ZnIn_2S_4/TiO_2、ZnIn_2S_4/P25、ZnIn_2S_4、TiO_2和P25分别提高了2.7倍、3.3倍、3.8倍、184倍和518倍。同时借助于X射线衍射、扫描电子和透射电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱等表征手段进一步论证了复合催化剂的优异性能。     

纳米TiO2-SiO2复合氧化物的制备与性质

采用溶胶-凝胶结合CO2超临界干燥方法制备了比表面积大、热稳定性好的纳米TiO2-SiO2复合氧化物.考察了原料组成和焙烧温度对复合氧化物比表面积、热稳定性和酸性的影响,通过加氢脱硫反应考察了该复合氧化物作为加氢精制催化剂载体的可行性.结果表明,采用该方法制备的复合氧化物为纳米颗粒,在n(Ti)/n(Si)=1时,其比表面积和孔容最大;与纯TiO2相比,引入SiO2明显提高了复合氧化物的热稳定性和晶型稳定性;以此复合氧化物为载体的加氢精制催化剂具有很好的低温脱硫活性,TiO2-SiO2复合氧化物载体的酸性特征影响了催化剂的加氢脱硫活性.     

球形TiO2-Al2O3的制备、结构和理化性能研究

将Ti(SO₄)₂溶于稀盐酸合成酸性钛溶胶，再将其与铝溶胶和六次甲基四胺溶液混合后采用油柱成型法制备了球形TiO₂-Al₂O₃复合氧化物。通过XRD、低温氮吸附-脱附与NH₃-TPD等手段对样品进行表征，结果表明600 ℃焙烧得到的球形TiO₂-Al₂O₃中TiO₂以无定型形式存在;随TiO₂含量的增加，球形TiO₂-Al₂O₃的比表面积、孔容和平均孔径呈增加趋势;TiO₂的引入没有对球形TiO₂-Al₂O₃的强酸和弱酸中心的强度产生影响，弱酸中心数量显著增加，强酸中心数量稍有增加;球形TiO₂-Al₂O₃的堆密度和压碎强度随TiO₂含量的增加而减小，颗粒直径基本保持不变。     

EuBO3的低温水热合成及光谱可调性质研究

采用低温水热法合成了稀土硼酸盐EuBO3的纯相样品.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和荧光光谱仪(PL)对样品的结构、形貌、价态及发光性质进行了研究.结果表明,该样品属六方晶系,在不同的矿化剂和碱度下呈现不同的自组装形貌.当以NaOH或NH3.H2O为矿化剂时,该样品分别沿着(100)和(002)晶面生长.因为Eu离子以混合价态形式存在,样品表现出光谱可调性,当激发波长为270～360 nm时,样品荧光由红色转为橙色,经粉紫光变为蓝光.     

改进的低温固相法制备钙钛矿型KTaO3

采用改进的固相法, 以K2CO3和氢氧化钽为原料, 通过添加KF, 在相对低温下制备了单一钙钛矿结构的KTaO3. KF的加入抑制了烧绿石相的生成, 通过水洗可脱除KF. 使用X射线衍射仪(XRD), 扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见(UV-Vis)漫散射光谱仪对不同温度下制备的产物进行了表征. 结果表明, 各个温度下制备的产物均是由粒径在10~30 nm范围内的粒子聚集成的大颗粒; 500, 600和800℃制备的产物带隙分别为3.68, 3.63和3.54 eV. 进一步考察其它碱金属卤化物对产物结构的影响发现, LiF, NaF和KF的作用相同; 当添加碱金属氯化物时, 主要产物分别是钽酸锂、 钽酸钠和烧绿石结构的钽酸钾.     

导电聚苯胺/TiO_2微/纳米球的制备及其结构表征

采用具有八面体形貌的氧化亚铜为模板,制备了聚苯胺/TiO2(PANI/TiO2)微/纳米球,TiO2纳米粒子很均匀地分散在聚苯胺中.研究了不同TiO2/苯胺(TiO2/ANI)摩尔比对PANI/TiO2复合物的结构、形貌和电学性能的影响.实验结果表明,随着TiO2/ANI摩尔比的增加,PANI/TiO2复合物的直径逐渐减小,当TiO2/ANI摩尔比为0.16时,复合物的平均直径为373nm,而当TiO2/ANI摩尔比增加到1.6时,复合物的平均直径降到80nm.PANI/TiO2复合微/纳米球的电导率随着TiO2/ANI摩尔比的增加先升高后降低,当TiO2/ANI摩尔比达到1.6时,电导率由10-4S/cm提高到100S/cm,达到最大值.产物的形貌和结构分别采用扫描电镜、透射电镜、红外吸收光谱和X-射线衍射等手段进行了表征.     

微接触印刷法直接制备图案化TiO2薄膜

A novel process to gain clear and high edge acuity micropatterns of TiO2 thin films by direct microcontact printing was presented in this paper. Using TiO2 sol as the “ink”, poly (dimethylsiloxane) elastomeric stamp was taken to transfer the TiO2 colloids to the substrate. The process is different from the traditional process using the SAMS to induce the deposition of TiO2. The new way increases the transferred efficiency of the micropatterned TiO2 thin films. The optical micrographs and SEM show that the micropatterned structures of TiO2 were microscale and uniform over a large area as well.     

Preparation and characterization of porous TiO_2/ZnO composite nanofibers via electrospinning

<正>Porous TiO_2/ZnO composite nanofibers have been successfully prepared by electrospinning technique for the first time.It was generated by calcining TiO_2/ZnCl_2/PVP[PVP:polyvinyl pyrrolidone)]nanofibers,which were electrospun from a mixture solution of TiO_2,ZnCl_2 and PVP.Transmission electron microscopy(TEM) and X-ray diffraction(XRD) analyses were used to identify the morphology of the TiO_2/ZnO nanofibers and a formation of inorganic TiO_2/ZnO fibers.The porous structure of the TiO_2/ZnO fibers was characterized by N_2 adsoption/desorption isotherm.Surface photovoltage spectroscopy(SPS) and photocatalytic activity measurements revealed advance properties of the porous TiO_2/ZnO composite nanofibers and the results were compared with pure TiO_2 nanofibers,pure ZnO nanofibers and TiO_2/ZnO nanoparticles.     

Synthesis and Characterization of SnO2-TiO2 Nanocomposite with Rutile-phase via Hydrothermal Method at Low Temperature

With Ti(SO₄)₂, SnCl₄·5H₂O and urea as raw materials, SnO₂-TiO₂ nanocomposites were synthesized via low temperature hydrothermal method at 80―100 ℃ in aqueous solutions. The morphologies of the products were altered systematically by varying the Ti/Sn molar ratio of the reactants, and rutile-phase particles were obtained with an average diameter of about 52.2 nm at a molar ratio of Ti/Sn=7.5. The surface composition of the composite was revealed by X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and X-ray diffraction(XRD) to be solely TiO₂ with a rutile structure. This new composite material exhibits a high ultraviolet absorption capacity, and its photocatalytic activity for phenol oxidation is much lower than that of the commercial titania nanoparticles(P25).     

基于中空氧化镍纳米微球和离子液体复合膜固定血红蛋白的NaNO2生物传感器

采用微波水热法合成了一种中空氧化镍纳米微球(NiO), 然后将其与1-丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐(BMIMBF4)的复合膜用于血红蛋白(Hb)在碳糊电极上的固定, 制备了NaNO2生物传感器. 通过扫描电子显微镜、 傅里叶变换红外光谱及紫外-可见光谱等分析表明, Hb已固定于NiO和BMIMBF4的复合膜中并能保持其生物活性; 进一步通过电化学阻抗法研究了修饰电极中混合物各组分的作用. 结果表明, 在NiO和BMIMBF4的复合膜中, Hb能实现有效的直接电子转移, 且修饰后的电极对NaNO2有良好响应, 响应时间小于5 s, 检出限为4.57 μmol/L(S/N=3), 灵敏度为46.2 μA·L·mmol-1, 线性范围为10~170 μmol/L, 表观米氏常数KM为2.4 mmol/L, 该方法的重现性和电极的稳定性良好.     

Effect of polyaniline as a surface modifier of TiO2 nanoparticles on the properties of polyvinyl chloride/TiO2 nanocomposites

Surface of TiO2 nanoparticles was modified with the in situ chemical oxidative polymerization of aniline. Polyaniline modified TiO2 nanoparticles (PANI-TiO2 ) were characterized with the FT-IR, XRD, SEM and TEM techniques. Results confirmed that PANI was grafted successfully on the surface of TiO2 nanoparticles, therefore agglomeration of nanoparticles decreased dramatically. Polyvinyl chloride nanocomposites filled with 1 wt% 5 wt% of PANI-TiO2 and TiO2 nanoparticles were prepared via the solution blending method. PVC nanocomposites were analyzed with FT-IR, XRD, SEM, TG/DTA, DSC and tensile test techniques. Effect of PANI as surface modifier of nanoparticles was discussed according to the final properties of PVC nanocomposites. Results demonstrated that deposition of PANI on the surface of TiO2 nanoparticles improved the interfacial adhesion between the constituents of nanocomposites, which resulted in better dispersion of nanoparticles in the PVC matrix. Also PVC/PANI-TiO2 nanocomposites showed higher thermal resistance, tensile strength and Young’s modulus compared to those of unfilled PVC and PVC/TiO2 nanocomposites.     

二氧化硅负载氧化锌催化剂的溶胶-凝胶和浸渍法制备及对仲丁醇分解反应的催化性能

分别采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了ZnO-SiO₂催化剂和ZnO/SiO₂催化剂并进行了表征, 以仲丁醇脱氢为探针反应, 研究了不同制备方法对催化剂表面ZnO物种存在状态及其催化性能的影响. 结果表明, 2种方法均可制备高分散的负载型ZnO催化剂. 在ZnO-SiO₂和ZnO/SiO₂催化剂上, 仲丁醇分别以脱水和脱氢反应为主. 经过分析, 催化剂上ZnO物种的存在状态是影响产物选择性的关键因素, 而2种催化剂表面的粒径、 比表面积和表面酸碱性不是影响该反应选择性的根本原因.     

Simple route to indeno[1, 2-b]quinoline derivatives via a coupling reaction catalyzed by TiO2 nanoparticles

A simple,efficient and high yielding approach for the synthesis of indeno[1,2-b]quinolinediones has been developed by a one-pot,four-component,coupling reaction utilizing TiO₂ nanoparticles（TiO₂-NPs） as a heterogeneous catalyst at 80℃in aqueous media.