氧化钛-氧化石墨插层结构及其光催化性能(英文)

采用氧化石墨(GO)和硫酸钛作为初始反应物,在低温下(80℃)制备了纳米级的氧化钛-氧化石墨插层(TiO2-GO)复合材料,研究了这一复合材料的紫外光催化性能.结果表明,在采用TiO2-GO插层复合材料对甲基橙溶液进行紫外光催化降解时,其降解效率η=1.17mg·min-1·g-1,明显优于德固赛P25氧化钛粉.通过对TiO2-GO插层复合材料进行X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FT-IR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)等测试,表征了产物的晶相结构、界面状况及其显微结构.结果表明:插层结构中的TiO2晶粒为锐钛矿和金红石的混合相,且锐钛矿相含量大于金红石相含量;氧化石墨层间的含氧基团如C襒O,基本被还原.对TiO2-GO插层复合材料的形成机理以及该材料具有优越光催化性能的原因进行了探讨.     

聚合物-锂改性蒙脱石复合材料离子迁移

以聚合物（ＰＥＯ,ＰＥＯ－ＰＭＭＡ）和锂改性蒙脱石作为主要原料,采用聚合物粉末直接熔融嵌入的方法,制备聚合物－蒙脱石复合材料．利用ＮＭＲ、ＡＣ阻抗等分析方法探讨了复合材料中聚合物链对 Ｌｉ＋离子迁移的影响．结果表明,聚合物（ＰＥＯ）嵌入蒙脱石层间,层间聚合物链的无序度增大,有利于Ｌｉ＋离子迁移．ＰＭＭＡ引入对ＰＥＯ链的改性,进一步加大聚合物链的无序度,更易于层间Ｌｉ＋离子迁移;复合材料的常温离子电导率接近１０－２Ｓ·ｃｍ－１,且具有良好的温度稳定性．     

螯合物调控蒙脱石电动电位及其吸附铬离子性能

采用改变pH值、电解质浓度和各种金属离子插层的方法, 调整对蒙脱石胶体的ζ电位, 研究了ζ电位变化与吸附金属铬离子性能的关系, 并用螯合物调控蒙脱石的ζ电位, 探索提高吸附铬离子性能的有效方法. 研究结果表明, 蒙脱石对铬离子的吸附性与ζ电位有关, 随着ζ电位的增大, 吸附量明显增大; 螯合物改性能使蒙脱石ζ电位发生明显变化, 经邻菲罗啉螯合物改性的蒙脱石电性由负变正; 对于离子交换吸附, 蒙脱石吸附前ζ电位的绝对值必须大于吸附后ζ电位的绝对值, 并且吸附前后ζ电位差值越大, 越有利于提高对低浓度铬离子的吸附; 用邻菲罗啉与铬离子的螯合物调控蒙脱石的ζ电位, 能使对铬离子的吸附量增大1倍以上, 因此, 采用螯合物调控蒙脱石ζ电位的方法有利于提高离子交换吸附的效果.     

Fe2O3-ZrO2层柱蒙脱石的合成和热稳定性

蒙脱石是具有2∶1层状结构的粘土矿物,酸化蒙脱石用途广泛[1]。利用较大体积多聚金属阳离子与蒙脱石进行离子交换并把蒙脱石层撑开,可以得到复合材料—层柱蒙脱石(ＰＩＬＭ),它具有二维的层柱结构,其孔径比一般的分子筛大。其孔径还可以根据蒙脱石离子交换当量和交换阳离子的体积大小加以控制。它具有良好的热稳定性和酸性,并且合成方法简单。蒙脱石和膨润土在我国分布广泛,储量大。因此ＰＩＬＭ在载体、吸附剂及较大分子转化催化剂等方面具有较好的应用前景。传统的层柱蒙脱石是由单组分多聚金属阳离子与蒙脱石进行交联而合成的,本文在…     

TiO_2/蒙脱石层间化合物的制备及层间原位反应过程研究

基于蒙脱石层间域的二维纳米反应器属性,通过溶剂化作用,将氧化钛前躯体钛酸丁酯引入有机季铵盐阳离子插层的蒙脱石层间域中,并使其在蒙脱石层间域中水解、成核和相变结晶.采用XRD、原位升温Raman光谱、TEM分析手段研究了钛酸丁酯进入蒙脱石层间域过程,以及钛酸丁酯在蒙脱石层间域中水解和TiO2成核及相转变过程.结果表明钛酸...     

柱芳烃基多孔聚合物的制备及其吸附性能

将柱[5]芳烃与1,3,5-三乙炔苯(TEB)通过Sonogashira偶联反应制备了一类新型多孔有机聚合物P[5]-TEB,进而通过脱甲基反应对其进行改性得到多羟基的多孔聚合物P[5]OH-TEB,对二者的物理化学性质和吸附性能进行研究。 氮吸附测试表明,羟基的引入使P[5]OH-TEB的比表面积变大,同时引入微孔结构。 染料吸附实验表明,两聚合物对亚甲基蓝吸附过程符合Langmuir模型,P[5]OH-TEB对亚甲基蓝有更大的吸附量;吸附动力学试验表明,吸附过程更符合拟二级动力学模型,属于化学吸附过程,改性之后P[5]OH-TEB有更快的吸附速率;选择性吸附实验表明,羟基引入聚合物后聚合物对阳离子染料的吸附性能提升,对阴离子染料的吸附效果变差。     

穿插和缠绕结构配位聚合物的合成与性能研究

配位聚合物由于具有独特的结构和优异的性能,近年来受到国内外的持续广泛关注,已成为当前化学、物理、材料、医学以及生命科学等领域的热点研究之一,并日益呈现出迅猛发展的良好势头.有关此类化合物的显著特征是:在合成时,其结构中经常发生不同程度的穿插和缠绕现象,使得合成目标化合物的性能产生根本上的改变.因此,本文主要结合本课题组近期的研究工作,评述了穿插和缠绕结构配位聚合物及其相关化合物的合成、结构与气体吸附分离性能应用等方面的研究进展.     

介孔硅层柱蒙脱石材料合成的新方法与表征

利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)将天然钠基蒙脱石改性成有机蒙脱石,以十二烷胺为模板剂,正硅酸乙酯为层柱前驱体,在室温下合成了新型介孔硅层柱蒙脱石材料.用XRD,TG,FTIR以及N₂等温吸附-脱附等技术对产物进行了表征.结果表明,合成材料具有大通道(净层间距为2.75nm)、介孔孔径且孔分布窄(平均孔径为2.17nm)、比表面积高(SBET=821.6m²/g)、热稳定性高(大于800℃)等特征.同时,通过改变中性胺的链长,研究了孔结构的调变规律,分析了材料的成孔机理和热稳定性提高的原因.     

合成云母蒙脱石的交联及其性能的研究

分别用十三铝低聚物和丙胺基三乙氧基硅烷与合成云母蒙脱石交联,制得了柱高分别为0.83和0.86 nm的交联云母蒙脱石Al-CLM和Si-CLM。按Si-O键长估算,硅柱可能由SiO_2的三聚物构成。IR、DTA研究结果表明,在交联蒙脱石焙烧时,因交联而使八面体层中羟基易于脱除。云母蒙脱石交联物的酸性与柱的性质有关。硅交联物的强酸点减少,弱酸点增多,B酸所占份额增加。铝交联物强酸点增加,弱酸点减少,L酸所占份额增大。裂解活性主要与催化剂强酸中心有关。活性衰减速率似受强L酸影响更多。     

Kinetics of 2‐Propanol Dehydration over Montmorillonite Clays and Pillared Montmorillonites

Metal ion exchanged montmorillonites (AlM & CrM) and metal oxide pillared montmorillonite (AlPM & CrPM) were prepared and characterized with XRD, FT‐IR, nitrogen adsorption and TPD of ammonia. The pillaring process results in a remarkable increase of interlayer distance, surface area and acid amount of the catalyst. However, increasing the calcined temperature causes reverse effects for the CrPM catalyst. The acid amount decreases in the order of CrPM200 < CrPM300 < AlPM500 < CrM < CrPM400 ≥ CrPM500 ≥ AlM. In the dehydration of 2‐propanol to propene, the reaction follows first order kinetics and the apparent rate constant is related to the catalyst acid amount. Compensation effect occurs in this reaction over the series of catalysts.     

TiO2-SiO2光催化纸业废水有色有机物的降解

研究了TiO2-SiO2混合氧化物对纸业废水中有色有机物的吸附与光催化降解效率．常温下．TiO2对纸业废水中有色有机物的吸附符合Freundlich模型，Qe=0．239Ce^0.791。TiO2-SiO2混合氧化物对纸业废水中有色有机物的吸附与光催化降解效率与催化剂样品的组成有关，光催化降解效率也与TiO2-SiO2表面总酸量有关．     

部份层无序锆交联蒙脱土结构的研究

通过锆交联蒙脱土的X射线衍射、阳离子交换量及孔径分布等实验测定,利用部分无序层状结构的衍射公式,建立了相应的三维统计结构模型.交联剂中Zr(Ⅳ)主要以四聚及三聚的方式存在,在与Na-Mt交联过程中,四聚及三聚Zr(Ⅳ)离子先吸附一定量的水,与水共同支撑开蒙脱土层,使层间距分别达到2.55nm和2.10nm,如此层间距的层在整体结构中分别占35％和27％.水分子进入了其余层间域,层间距为1.26nm.     

氯掺杂二氧化钛柱撑蒙脱土的合成及光催化性能

采用溶胶 凝胶法制备了氯掺杂二氧化钛柱撑蒙脱土催化剂。 利用XRD、SEM、UV-Vis-DRS、光致发光谱(PLS)、N2吸附-脱附和XPS等测试技术对其进行了表征。 结果表明,该催化剂具有明显的锐钛矿相结构,且氯掺杂与二氧化钛柱撑后,蒙脱土的层间结构没有完全被破坏;氯掺杂拓宽了其光吸收范围,在可见光区吸收增强;其带隙能由3.19 eV减小至3.14 eV;氯以阴离子形式存在于TiO2晶格中。 对硝基苯胺降解实验表明,氯掺杂可显著提高二氧化钛柱撑蒙脱土的光催化活性,氯掺杂量为6%(与钛的摩尔比)的催化剂具有较好光催化活性。     

蒙脱石-有机化合物的相互作用

综述了蒙脱石与有机物的相互作用，包括蒙脱石对有机化合物的分配吸附现象及原理；蒙脱石与有机阳离子的离子交换反应；蒙脱石与芳香性化合物的三种吸附的相互作用形式以及这种反应在环境保护方面的应用。     

Pt/TiO2光催化重整降解2-氯乙醇水溶液制氢

在无氧条件下,进行了Pt担载的TiO2光催化有毒的2-氯乙醇(下文简称氯乙醇)重整制氢反应的研究.详细讨论了动力学因素如催化剂表面Pt化学状态、Pt担载量、溶液pH值、氯乙醇浓度等对产氢速率的影响,并用XRD、HNMR、XPS等技术进行了表征,探讨了氯乙醇降解和产氢反应机理.研究表明,在光催化降解氯乙醇的同时产生氢是完全可行的.催化剂表面的Pt以Pt0的化学状态存在,有利于析氧;溶液pH值对产生速率影响也很大,而氯乙醇的浓度变化只是在开始略有影响,浓度的增加对产氢并没有明显的影响.研究得出Pt担载的TiO2光催化重整氯乙醇制氢反应的最佳条件是Pt的最佳担载量约为1.0%;氯乙醇溶液浓度范围为0.04～0.10 M;最佳溶液pH值范围为4～10.     

TiO2-Coated Surface Acoustic Wave Devices

A surface, acoustic wave (SAW)filter, coated with TiO₂ thin film, was applied to a sensor to monitor photochemical process. By using this filter with a center frequency of about 150 MHz, photocatalytic reactions on the surface,of TiO₂ was monitored under ambient atmosphere containing a slight amount of various gases.     

制备条件对金红石型SO42-/TiO2微粒气相光催化活性的影响

以Ti(SO4)2酸溶液为前驱体．氢氧化钠作沉淀剂，采用沉淀法低温焙烧制备了SO4^2-掺杂的金红石型TiO2微粒．用光催化降解正庚烷为反应模型．结合BET、TG-DTA、IR、XRD等表征手段，探讨了制备条件对金红石型SO4^2-／TiO2微粒气相光催化活性的影响，并优化实验条件获得了光催化性能优良的金红石型SO4^2-／TiO2微粒．     

纳米粒子TiO2/Ti膜的表征及其光催化活性

以钛酸四丁酯为原料，采用溶胶－凝胶法，在600℃焙烧制备了纳米粒子TiO2/Ti膜，并利用TG－DTA，XRD、SEM、XPS、PL、SPS和EFISPS测试技术，对膜样品进行了表征。结果表明，纳米粒子TiO2/Ti膜表面为高密度的均匀碎片结构，TiO2纳米粒子具有与国际P-25TiO2粒子相类似的组成、结构以及微晶尺寸；在纳米粒子TiO2/Ti膜的表面，Ti主要以＋4价化学态存在。而O主要以晶格氧、羟基氧和吸附氧3种化学态存在。以纳米粒子TiO2／Ti膜的PL光谱测试中，以260nm为激发波长，观察到了峰位在380nm处的PL光谱，该值与SPS信号的响应阈值是一致的，此PL光谱峰可能与导带低的电子向价带顶的能级跃迁有关，同时说明了TiO2纳米粒子的量子尺寸效应的影响要大于库仑作用能和表面极化能的影响。以310nm为激发波长，分别观察到了与锐钛矿和金红石相关的发光信号；以450nm为激发波长，观察到了与表面态相关的弱的发光信号。此外，在光催化降解苯酚实验中，当涂膜3次时，TiO2粒子膜达到最高的光催化活性。