钛精矿湿化学法合成Fe2TiO5/TiO2复合纳米粉体

以攀枝花钛精矿作为初始原料,采用湿化学法制备铁钛氧化物纳米粉体.利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM/EDS)、BET氮气吸附法、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对合成的粉体进行表征,测试结果表明:合成了相组成为85.72 ;质量分数 Fe2TiO5和14.28 ;质量分数 TiO2(金红石)复合纳米晶粉体,平均晶粒尺寸为38 nm;近似球形的粉体颗粒及其聚集体,比表面积为16.80 m2/g;粉体在波长250～600 nm范围内均有较强的光吸收,由Fe2TiO5电子跃迁形成的起始吸收边为593 nm,相应的能带宽度为2.09 eV.     

Al2TiO5/Al2O3陶瓷复合材料的晶粒异向生长

通过机械激活法制备了Al2TiO5/Al2O3(nAl2TiO5: nAl2O3=1: 4)的陶瓷复合材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及能谱(EDS)分析了不同的温度制度下Al2TiO5/Al2O3陶瓷复合材料的晶粒生长特性.X射线衍射谱图(XRD)显示烧结样品的主晶相为α-Al2O3和Al2TiO5.SEM和EDS分析显示,较低温度下烧结(1350 ℃)时Al2TiO5晶粒为等轴状.当温度升高到1450 ℃时,Al2TiO5开始异向长大,形成棒状晶粒.随着温度的升高(1500 ℃),棒状Al2TiO5的长径比继续增加.而Al2O3则始终为片状和等轴晶粒,且异向生长的Al2TiO5晶粒填充于Al2O3三角晶界处.研究表明,烧结温度的升高会促进晶体异向生长并增加其体积分数.Al2TiO5会阻碍Al2O3基体颗粒进一步生长,所以当Al2TiO5颗粒平均尺寸随着烧结温度增加而增大,Al2O3基体晶粒生长几乎停滞.     

UV-vis辐照下H2Fe2Ti3O10/TiO2插层材料光催化活性的研究

在高压汞灯辐照下,通过插入反应将H2Fe2Ti3O10与n-C3H7NH2/C2H5OH和TiO2溶胶制备出H2Fe2Ti3O10/TiO2插层复合物.插入TiO2的层状钙钛矿化合物H2Fe2Ti3O10在UV-vis辐照下表现出高活性.实验结果表明H2Fe2Ti3O10/TiO2作为光催化剂在可见光(λ＞420nm)下辐照24h,降解甲基橙的速率为59.0;.与相同条件下降解率只有24;的商用光催化剂TiO2(Degussa P-25)相比,H2Fe2Ti3O10/TiO2表现出了更高的光催化活性.     

化学溶液分解法合成亚稳相硅酸铋(Bi2SiO5)粉体

本文以正硅酸乙酯和五水硝酸铋为原料,按nBi∶nSi为1∶2配比,搅拌超声后形成溶胶-凝胶,干燥后在650℃下煅烧2h,可得到物相纯净的Bi2SiO5粉体.该粉体为鳞片状150 ～250nm左右的微晶.通过XRD、SEM、IR对产物的结构和形貌进行分析,研究了反应过程的影响因素及其形成的机理,并通过PL分析其光学性能.     

Fe掺杂TiO2超细粉体的能带隙调控与光催化性能

采用简单的低温固相反应法合成了铁掺杂二氧化钛超细粉体(Fe-TiO2),并用XRD、UV-Vis、SEM/ EDS、N2吸附-脱附等手段对材料进行了表征,探讨了投料比与模板剂对材料能隙宽度的影响,研究了材料微结构及其参数与光催化降解吡啶之间存在的内在联系.结果表明,Fe3+进入锐钛矿TiO2晶格是以同晶取代方式主要从c-轴进入,使c轴投影方向Fe密度增加;不同模板剂和投料比对Fe-TiO2的能隙宽度都具有调控作用,但模板剂的调控作用相对明显;Fe-TiO2材料的晶格失配率与光催化性能呈正相关性.以CTAB为模板剂、不同投料比下Fe-TiO2粉体对吡啶的可见光降解率(k)依次为:kFe-TiO2(nFe/nTi=5∶10)(98.27;)>kFe-TiO2(nFe/nTi=3∶10)(89.63;)>kFe-TiO2(nFe/nTi=2∶10) (83.68;)>kFe-TiO2 (nFe/nTi=1∶10)(78.08;)>kTiO2(10.13;);在确定投料比nFe/nTi=1∶ 10、不同模板剂下,Fe-TiO2粉体对吡啶的可见光降解率(k)为:kSDS(94.24;)>kCTAB(78.08;)>kSDBS(70.15;)>kDHSB(64.58;).吡啶的可见光降解效率主要依赖于Fe-TiO2粉体表面光生载流子本身的能量而不是比表面积、能隙宽度的大小.     

高纯TiO2超微粉体的制备

以廉价的TiCl4为原料,液体石蜡为纯化剂,氨水作形核剂,制备出高纯TiO2超微粉体。用XRF分析了样品的物相组成;XRD和SEM等手段表征了粉体合成过程的物相变化和形貌特征。结果表明,TiCl4经过矿物油(液体石蜡)除钒和精馏除铁等杂质后进行水解,当TiCl4溶液浓度0.65 mol/L,水解温度60℃、反应时间2 h、pH值=7、在800℃煅烧2 h条件下,制备出TiO2的纯度达到99.9952%,晶型为金红石相,晶粒尺寸约0.65μm,形貌近球形。     

以TiO2粉体为钛源水热合成Pb(Zr0.52Ti0.48)O3晶粒机理

用水热法合成了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)超细晶粒.通过对合成粉晶体的物相与晶体形貌的表征和对生成物中TiO2残余量的测定,初步分析了PZT粉晶粒形成的机理.在反应初期,随着温度的升高,TiO2粒子逐渐溶解.进入溶液的钛氧基团与溶液中的羟基相作用发生羟基化反应,形成钛的氢氧化物.钛与锆的氢氧化物相互作用,形成生长基元,它们与pb2+离子一起在PZT晶核生长界面上叠合、脱水、结晶,从而使PZT晶粒长大.     

水热/溶剂热法制备锂电池负极材料碳气凝胶/Fe2O3及其电化学性能

采用水热/溶剂热法,通过在碳气凝胶(CA)表面负载纳米Fe2O3颗粒,制备了具有不同外观形貌的CA/Fe2O3复合负极材料.通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重(TG)等测试手段表征了碳气凝胶、Fe2O3及CA/Fe2O3的结构、形貌和Fe2O3负载率,并对复合负极的电化学储锂性能进行了研究.结果表明,采用水热或溶剂热法时,在碳气凝胶表面合成的Fe2O3颗粒分别呈橄榄球状和微球状.电化学结果表明,采用溶剂热法合成的CA/Fe2O3复合材料作为锂电池负极材料具有较高的储锂容量和倍率性能,在100 mA·g-1电流密度下循环50次,可逆容量为634.9 mAh·g-1,充电容量保持率高达97.9;.     

TiO2/Ni3[Ge2O5](OH)4复合材料的制备及光催化性能

以Ni₃[Ge₂O₅](OH)₄为载体,氟钛酸铵为原料,采用水热辅助液相沉积法制备了纳米TiO₂/ Ni₃[Ge₂O₅](OH)₄复合材料。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱分析(RM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、高分辨透射电镜(HTEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等表征手段对样品的物相组成、结构特性及微观形貌做了检测分析,并且探究了不同二氧化钛负载量对纳米TiO₂/Ni₃[Ge₂O₅](OH)₄复合材料光降解亚甲基蓝能力的影响规律。结果表明,实验实现了纳米TiO₂与Ni₃[Ge₂O₅](OH)₄的紧密复合与有效分散,TiO₂为锐钛矿型结构,平均粒径20 nm。该复合材料能够有效抑制光生载流子的复合,改善材料的吸附性能,提高材料的光催化效率。当复合材料中TiO₂与Ni₃[Ge₂O₅](OH)₄的摩尔比为3.1∶1时,材料对亚甲基蓝的光催化效率最高,90 min亚甲基蓝的光降解率为99.81％。     

PAN/TiO2复合微粒在可见光下的光催化性能研究

采用水相沉淀法合成聚丙烯腈(PAN),并通过化学吸附法将聚丙烯腈附着在纳米TiO2上,制备得到PAN/TiO2复合微粒.通过在可见光下降解罗丹明B,考察了制备过程中复合比例、热处理时间与温度、分子量对光催化活性的影响.光催化活性较高的制备条件是:AN/TiO2摩尔比为1∶120,热处理时间为30 min,热处理温度为270℃.通过在可见光下降解甲基橙、孔雀石绿等,表明PAN/TiO2复合微粒降解污染物具有普适性.     

ZrO2/Fe3Al复合材料的界面电子结构计算及材料制备

采用热压烧结制备了ZrO2(3Y)/Fe3Al复合材料,材料的室温抗弯强度、断裂韧性、HRA硬度分别为1321MPa、39MPa*m1/2、86.7,临界热震温差(ΔT)由单相ZrO2(3Y)的250℃提高至500℃.在此基础上,用EET理论(经验电子理论)计算了ZrO2与Fe3Al的价电子结构及其部分晶面的电子密度,并对两相的晶体学取向进行了预测.     

Synthesis of TiO2 nanorings and nanorods on TCO substrate by potentiostatic anodization of titanium powder

Various TiO₂ nanostructures, such as nanorings, nanorods were synthesized via potentiostatic anodization of titanium powder under different conditions. The morphology of the obtained TiO₂ nanostructures can be easily tuned by varying applied voltage. The crystal structure, compositional information and morphological structures were characterized by X‐ray diffraction (XRD), X‐ray photoelectron spectra (XPS) and field emission scanning electronic microscopy (FESEM). XRD and XPS analysis confirmed the anodization products were TiO₂. A possible formation mechanism was suggested on the basis of the shape evolution of TiO₂ nanostructures observed by FESEM. The results revealed that the applied voltage played an important role in the formation of various nanostructures. (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

石墨烯/Fe3O4/TiO2磁性纳米复合材料的光催化性能研究

利用石墨烯纳米(GNs)片作为载体,将钛酸四正丁酯包裹Fe3O4纳米粒子的微乳液通过搅拌和超声负载于其表面或镶嵌于其二维结构的片层间,制备GNs/Fe3O4/TiO2磁性复合光催化材料.通过FrIR、SEM、TEM、EDX、XRD、VSM等手段对样品进行了表征,并对其光催化机理进行了分析.测试结果表明,TiO2含量对复合材料的光催化性能有显著影响,对对硝基苯酚和罗丹明B的光催化降解率最高分别可达96.0;和98.3;.     

Ag2O/TiO2异质结的光催化活性及耐光腐蚀性研究

以钛酸丁酯、硝酸铋和硝酸银为原料,FTO为基底,采用水热法结合超声沉积法合成了Ag2 O/TiO2异质结光催化剂.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)分析测试手段对样品的形貌和结构进行了表征.结果表明,Ag2O/TiO2异质结是由直径约200 ～ 300 nm的TiO2纳米棒镶嵌着Ag2O纳米颗粒组成,与TiO2纳米棒阵列相比,Ag2O/TiO2异质结在可见光区有明显的光吸收.Ag2O/TiO2异质结的光催化效率明显提高.尤为重要的是,经光处理后,最终得到稳定的Ag-Ag2O/TiO2三元体系,并对Ag-Ag2 O/TiO2三元体系提高光催化稳定性和活性的机理进行了分析.     

钛硅复合氧化物晶体结构及光催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了TiO2和钛硅复合氧化物,对样品进行了X射线衍射(XRD)、比表面积测试(BET)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)分析,并以甲基橙为模拟污染物,考察了其光催化性能.结果发现,添加硅能有效的阻碍TiO2晶型转变,抑制TiO2晶粒生长,细化晶粒,增大粒子的比表面积,加入硅还能使TiO2带隙能增加,使其具有更强的氧化还原能力;钛硅复合氧化物具有较高的光催化活性,当煅烧温度为900℃,添加硅的摩尔分数为20;时,光催化活性最佳.     

水热合成金红石型TiO2纳米晶及形成机理

以TiCl4为原料加水配制成0.5～2.0mol/L的TiOCl2溶液,在反应温度为120～180℃时可获得纳米级针形(轴比4～5)及球形8～10nm的金红石粒子.研究了升温速率、搅拌等对金红石型TiO2纳米晶的粒径及形貌的影响.使用TEM及XRD对产物粒子进行了表征,并初步探讨了金红石纳米晶的形成机理.结果表明:对于一定浓度的TiOCl2溶液,当反应温度高于140℃时,可生成纯相金红石型TiO2纳米晶粒,搅拌和提高升温速率有利于生成纳米球形颗粒.     

软模板法制备二氧化钛纳米晶及表征

以钛酸丁酯为原料,正负表面活性剂自组装形成的囊泡为软模板,制备了二氧化钛纳米晶.采用XRD,TEM,TG-DSC,SEM和EDS,XPS等对二氧化钛纳米晶的微观结构进行表征.结果表明:二氧化钛纳米晶在囊泡双层膜内部,双层膜之间和外部均有析出;150℃,450℃,500℃,750℃,830℃焙烧得到锐钛矿相和金红石相二氧化钛纳米晶,并且随温度升高,锐钛矿相二氧化钛含量先增后减,500℃焙烧产物锐钛矿相二氧化钛含量最高,950℃焙烧产物只含有金红石相二氧化钛,二氧化钛纳米粒子呈不规则五边形,尺寸在80～110 nm之间.750℃焙烧产物对活性艳红具有较好的光催化活性.     

蒸汽处理钛酸制备锐钛矿相TiO2纳米晶体的光催化性能

采用水热法,以锐钛矿相TiO2为原料,10 mol/L NaOH溶液作为矿化剂,合成了钛酸钠纤维.用XRD和TEM对产物进行了表征,观察到纤维长度超过10 μm,宽度为10～100 nm.酸洗后对其进行二次蒸汽处理,得到了具有自组织趋势的锐钛矿相纳米TiO2晶体纤维.以1 kW紫外灯为光源,分析了合成的锐钛矿相TiO2纳米晶体的光催化降解亚甲基蓝性能及其长期稳定性.结果表明:合成的锐钛矿相TiO2纳米晶体对亚甲基蓝的光降解活性很高,纳米晶体易回收,且循环使用光催化活性没有发生衰减.     

花状TiO2的制备及光催化性能研究

采用溶剂热法合成了花状TiO2,运用SEM、XRD和N2物理吸附-脱附等对其形貌、结构、比表面积和孔径进行了表征,并以甲基橙为模拟污染物研究了它们的光催化性能.结果表明,花状TiO2结构为锐钛矿相,是由纳米晶定向聚集形成纳米棒组成的3D花状结构,花状结构的直径在0.7～1.5 μm,平均直径在1.1μm,细小纳米晶聚集形成的纳米棒的直径在20～25 nm,长度100～ 150 nm.该样品具有较高的比表面积,表现出良好的光催化活性.     

磁控溅射（TiO2-ZnO）/TiO2梯度复合薄膜的制备及光致亲水性研究

采用磁控溅射离子镀设备制备了(TiO2-ZnO)/TiO2梯度复合薄膜,通过TEM、AFM、Raman、XPS分析了复合薄膜的结构、形貌和表面羟基含量,以甲基橙作为有机降解物,研究了(TiO2-ZnO)/TiO2梯度复合薄膜与普通TiO2-ZnO复合薄膜和TiO2薄膜在光催化性能和光致亲水性能上的差异。结果表明:(TiO2-ZnO)/TiO2梯度复合薄膜具有以主体为TiO2-ZnO层、顶层为TiO2的梯度结构,且薄膜表面致密、粒径均匀(10～14 nm),光催化性和亲水性均优于普通TiO2-ZnO复合薄膜和TiO2薄膜,且其光波响应范围红移至450 nm、表面羟基含量高达12.53%,同时梯度复合薄膜的抗光腐蚀性能良好,4 h以后其润湿角仍保持不变。