溶剂诱导聚合物结晶的研究进展

溶剂诱导结晶(SINC)又称为液体诱导结晶,它是结晶性高聚物在溶剂(或包括其蒸汽)作用下,在低于通常Tg下诱导结晶,而在高于通常Tg时能加速结晶的现象。本文主要对溶剂诱导结晶的机理、动力学和形态学进行了讨论。     

二氧化钛纳米微粒的制备与光催化活性

本文采用溶液－凝胶法制备了粒径为１０－２０ｎｍ左右的二氧化钛纳米微粒。用ＸＲＤ研究了二氧化钛溶胶的热处理过程,研究表明温度在４７３Ｋ－６７３Ｋ左右ＴｉＯ２向量 粒呈不规整锐钛矿结构,粒径约为１０－２０ｎｍ。在８７３Ｋ左右ＴｉＯ２微粒出现锐钛矿与金红石型混晶结构。     

聚对苯二甲酸乙二酯溶剂诱导结晶研究 Ⅲ．溶剂对聚对苯二甲酸乙二酯玻璃化转变温度的影响

应用动态力学方法测定了聚对苯二甲酸乙二酯ＰＥＴ／溶剂体系的粘弹谱，从实验上证实溶剂对ＰＥＴ进行增塑，使其玻璃化转变温度降低，导致ＰＥＴ在低下通常的结晶温度下结晶，甚至在室温便进行结晶，证明溶剂诱导结晶是由于玻璃化转变温度降低的机理是正确的。可接受的。     

二氧化钛柱撑蒙脱土的溶剂热合成及光催化活性

以乙醇水溶液为溶剂,以六亚甲基四胺为沉淀剂,以TiCl3为前驱体,通过醇-水溶剂热的方法合成出二氧化钛柱撑蒙脱土复合纳米光催化剂,通过XRD、BET、AAS等对其物相组成、比表面积及元素含量等进行了表征．结果表明,复合光催化剂具有良好的介孔结构,其孔径分布主要集中在6～10nm,且比表面积明显增大．光催化降解亚甲基蓝活性结果表明,当m（TiO2）／m（蒙脱土）=0．2：1时,复合催化剂由于柱化后具有较大的比表面积、孔容和适当的孔分布而表现出良好的光催化活性．     

结晶二氧化钛多孔球的常压液相制备

利用沸水处理有机钛前驱体球较为便捷地制备出结晶二氧化钛多孔球,采用XRD、SEM和TEM对二氧化钛球进行表征,并探讨了二氧化钛球锐钛矿纳米晶形成以及形貌变化的机理。结果表明：延长沸水处理时间有利于多孔结构的形成和纳米粒子的晶化,随处理时间的增加,前驱体球表面变得越来越粗糙,二氧化钛结晶度也逐渐增强。其形成机理主要归因于沸水处理过程中有机钛前驱体球原位发生的完全水解和聚合。     

特定结构光催化剂的制备及其构效关系

高效光催化剂的设计是光催化研究的关键.本文介绍了超临界处理、醇解、溶剂蒸发诱导自组装(EISA)法和喷雾干燥技术在特定结构TiO2和非钛催化剂制备中的应用,并初步介绍了光催化剂的构效关系,说明具有特定组成和形貌结构的光催化剂的制备对提高光催化性能起到了关键的作用.     

取向对物理老化的聚对苯二甲酸乙二酯纤维溶剂诱导结晶速率的影响

通过密度法、ＤＳＣ、力学性能测试等方法研究了物理老化对聚对苯二甲酸乙二酯（ＰＥＴ）纤维溶剂诱导结晶速率及结构的影响，并进一步探讨了取向程度对ＰＥＴ纤维物理老化过程的影响．发现在一定老化温度下，ＰＥＴ纤维的溶剂诱导结晶（ＳＩＮＣ）速率随老化时间的延长呈现先降低后升高的趋势；取向程度高的样品则经较短的老化时间即可出现这种情况．对上述现象用凝聚缠结的观点加以解释．     

聚芳醚酮膜的溶剂吸附与诱导结晶行为

研究了聚芳醚酮系列在１，２－二氯乙烷中的吸附，及溶剂与温度诱导结晶行为。得到６０℃时的最大吸附量Ｃ∞及假扩散系数Ｄ为：ＰＥＥＫ，Ｃ∞＝４６％，Ｄ＝３．１０×１０＾－１２ｍ＾２·ｓ＾－１；ＰＥＥＫＫ，Ｃ∞＝５０％，Ｄ＝６．５７×１０＾－１２ｍ＾２·ｓ＾－１；ＰＥＫＫ，Ｃ∞＝５５％，Ｄ＝９．４１×１０＾－１２ｍ＾２·ｓ＾－１。实验表明，吸附及脱附行为均与分子链刚性或羰基含量有关，膜的分子链受溶剂作用而     

水热法制备具有高光催化活性的镧掺杂二氧化钛纳米晶

采用水热法合成钛酸钾(K₂Ti₈O₁₇)纳米棒,并将它作为前驱体水热转晶合成TiO₂纳米晶,同时通过在水热体系中引入稀土元素La³⁺实现对TiO₂的La掺杂.考察了不同条件下钛酸盐向TiO₂的转晶过程,发现水热溶液的pH值、温度以及预处理步骤对转晶过程有很大的影响.利用X射线衍射以及透射电子显微镜对样品的晶相和形貌进行了表征.利用电感耦合等离子体原子发射光谱测量了所合成的La掺杂TiO₂样品中的La含量.通过在紫外光下降解甲基橙(MO,10mg/L)测试了La掺杂TiO₂样品的光催化性能.结果表明La掺杂后TiO₂的光催化活性大大提高.在0.15mol/LLa³⁺浓度下180oC水热合成的La掺杂TiO₂样品显示了最佳的光催化活性.其对MO的光催化降解反应常数高达0.11min^-1,大约是空白TiO₂样品的9.20倍,P25TiO₂的3.69倍.     

聚对苯二甲酸乙二酯溶剂诱导结晶研究——Ⅱ.表层与断面结构形态形成的探讨

溶剂诱导结晶的结构形态与热结晶的有很大差别.本文应用偏光显微镜,小角激光光散射,电子扫描显微镜,进一步研究了形态及其形成,证明球形堆砌状结构仅在表层形成.在断面能观察到三层的结构形态和溶剂扩散前沿,并据此测定了溶剂扩散动力学,表明符合Fick方程,溶剂在表层和内部扩散过程不同,是表里形态结构各异的原因.     

氮铂共掺杂纳米二氧化钛的制备及表征

采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂纳米TiO2(N-TiO2),并用光分解沉积法在N-TiO2表面负载上微量金属Pt形成铂-氮共掺杂纳米TiO2(Pt/N-TiO2).通过X射线衍射、光电子谱、紫外-可见吸收、扫描电镜和光电流测试对催化剂进行了表征.结果表明:Pt和N共掺杂对TiO2的晶型和形貌影响不大,但其吸收边带较纳米TiO2约红移20nm,Pt/N-TiO2电极在可见光区的光电流约为纳米TiO2电极的4倍.     

超细钴掺杂二氧化钛的制备、表征及气相光催化性能

以四氯化钛为原料、硝酸钴为掺杂剂,制备了粒径10 nm～30 nm的钴掺杂超细二氧化钛并进行了XRD、TEM和FT-IR表征及气相光催化性能的评价。钴掺杂造成了锐钛矿向金红石相的转变温度明显降低,掺杂量从0增加到4%时,相变温度下降了90 ℃左右。制备过程中的pH值对相变也有影响,pH值很小时相变在较低的温度下就能发生。当pH<3,500 ℃焙烧的样品中就基本是金红石型TiO2;红外光谱分析证明掺杂样品比纯样品有更强的吸水性;以苯作为反应物在一个固定床光反应器中考察了钴掺杂二氧化钛的光催化活性。结果表明,钴掺杂对催化剂的光催化性能有影响。反应初期掺杂样品与纯二氧化钛样品相比活性相差不大,但随着反应的进行活性差别逐渐增大。在实验条件下160 min后纯样品基本失活,掺杂样品的活性仍大于50%。     

利用光学显微镜研究溶剂诱导的梯形苯基聚倍半硅氧烷结晶

通过溶剂诱导结晶的方法研究了梯形苯基聚倍半硅氧烷(PPSQ)的球晶结构. 采用光学显微镜研究了溶液的浓度、溶剂的挥发时间以及温度等影响因素对梯形苯基聚倍半硅氧烷的球晶结构形貌的影响. 实验结果表明:稀释溶液浓度与提高结晶温度在改变球晶的形态方面具有相同的效果. 球晶的尺寸会随着溶液浓度的降低或者结晶温度的升高而增加. 这都归因于梯形苯基聚倍半硅氧烷在二甲苯中的溶解度的增加. 在不改变其它结晶条件的情况下,延长溶剂的挥发时间也会形成更大的球晶. 当在光学显微镜下旋转样品时球晶的结构不会发生改变,这表明球晶具有均一的晶体学取向结构. 负性球晶的特征也表明梯形苯基聚倍半硅氧烷的分子链是沿着球晶的切线方向排列. 考虑到梯形苯基聚倍半硅氧烷具有刚性的分子链,还提出了梯形苯基聚倍半硅氧烷可能的球晶结构模型.     

聚对苯二甲酸乙二酯溶剂诱导结晶研究 Ⅲ．溶剂对聚对苯二甲酸乙二酯玻璃化转变温度的影响

应用动态力学方法测定了聚对苯二甲酸乙二酯ＰＥＴ／溶剂体系的粘弹谱，从实验上证实溶剂对ＰＥＴ进行增塑，使其玻璃化转变温度降低，导致ＰＥＴ在低于通常的结晶温度下结晶，甚至在室温便进行结晶，证明溶剂诱导结晶是由于玻璃化转变温度降低的机理是正确的，可接受的．     

光催化活性二氧化钛溶胶的低温制备与表征

以钛酸丁酯为原料,在70 ℃制备了具有光催化活性的TiO2溶胶.用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)表征了溶胶结构;用紫外-可见分光光度计研究了TiO2溶胶对甲基橙的吸附和光催化降解性能.XRD图谱表明TiO2溶胶粒子的一次粒径约4 nm,晶型主要为锐钛矿型,并含有少量结晶不完善的板钛矿型;TEM图像表明溶胶中TiO2粒子分散良好,二次粒径约10 nm.吸附实验表明TiO2溶胶使甲基橙溶液褪色约17%;光催化实验表明TiO2溶胶光催化性能优异,自然光催化降解甲基橙溶液(10 mg/L),16min后甲基橙浓度几乎降为0.     

溶剂热法合成锐钛矿型二氧化钛纳米晶的形状演化规律

以钛酸四丁酯为前驱体,乙醇为溶剂,月桂酸和十二胺为共同稳定剂,采用溶剂热法制备了不同形状的锐钛矿型二氧化钛纳米晶。利用透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和热失重-差热分析(TG-DTA)等技术对纳米晶的结构、尺寸、形貌及形状进行了系统的表征,并探讨了月桂酸与十二胺不同配比时纳米晶的形状演化规律。结果表明:用溶剂热法在不同配比情况下获得的二氧化钛均为锐钛矿相;在月桂酸与十二胺总摩尔量不变的情况下,随着十二胺含量的增加,二氧化钛纳米晶的形状由球形逐渐演化为棒状,且结晶化程度在两者摩尔比为1:1时最好;月桂酸与十二胺稳定剂与纳米晶内核之间以桥接配位体的形式结合,且稳定剂在样品中的含量约为5%。     

全氟磺酸树脂/二氧化钛杂化薄膜的制备与表征

利用可溶性全氟磺酸树脂和二氧化钛前躯体钛酸丁酯液-液相体系, 结合蒸汽水热结晶方法制备了全氟磺酸树脂/二氧化钛杂化薄膜, 并通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、红外光谱分析仪(FT-IR)及紫外-可见分光光度计(UV-vis)等测试方法对杂化薄膜的形貌、晶型、结构及光学性能进行了表征. 结果表明: 蒸汽水热结晶法能促进全氟磺酸树脂/二氧化钛杂化薄膜的结晶和相变; 水热后该杂化薄膜表面平整光滑, 没有裂纹, 二氧化钛晶型为锐钛矿并以球形微粒均匀分散在全氟磺酸树脂基体中; 随着杂化体系中二氧化钛含量的增多, 其粒径逐渐减小、团聚现象消失且杂化薄膜的紫外吸收性能显著提高.     

TiO2纳米粒子制备方法对其光催化活性的影响

分别用胶溶法、金属醇盐水解法和低温水解法制备了TiO2纳米粒子;采用XRD和BET技术,测试了TiO2粒子的粒径、晶型及表面积。以庚烷的气相光催化氧化为探针反应,考察了不同方法、不同温度处理的TiO2粒子的光催化活性。结果表明,以胶溶法和金属醇盐水解法制备的TiO2粒子,随焙烧温度的增加TiO2粒子长大,晶型由锐钛矿向金红石型转变,光催化活性降低。用低温水解法,可在低温下制得金红石型TiO2粒子,但其催化活性很低。说明由原料和制备方法所决定的TiO2粒子的物理化学性质,影响其光催化行为。锐钛矿型TiO2粒子催化活性较金红石型TiO2好。这是由于前者的表面羟基含量较高且带隙能较大的缘故。     

铁、氮共掺杂二氧化钛粉末的制备及光催化活性

Using TiCl₄ as the titanium source, nanoparticles of TiO₂ doped with nitrogen(N-TiO₂) were synthesized by triethylamine. TiO₂ powder codoped with iron and nitrogen(Fe/N-TiO₂) were prepared by adsorption-deposition of Fe³⁺ on N-TiO₂ and calcining at 400 ℃ for 2 h. From the XPS results for N1s binding energy at 399.6 eV and 396.6 eV, it is proposed that the partial N atoms as substitution atoms replace for O atoms in TiO₂ lattice. The onset of the absorption spectrum of Fe/N-TiO₂ has a 45 nm red-shift compared with that of TiO₂. The results of photocatalytic degradation of methylene blue solution indicate that Fe/N-TiO₂(0.45% Fe³⁺) has a higher activity. Its photocatalytic activity is about 2 times as high as that of pure TiO₂ under UV-light, and 3 times under sunlight. Doping of nitrogen in TiO₂ enhances photoresponse in visible light region and doping of Fe³⁺ reduces the recombination of electrons and holes. Both of the above effects are beneficial for improving the performances of Fe/N-TiO₂ photocatalyst.