PAN/TiO2复合微粒的制备与表征

采用沉淀法合成聚丙烯腈(PAN),并通过化学吸附法制备得到PAN/TiO2纳米复合微粒.采用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射吸收光谱(DRS)等方法对复合微粒的结构和性能进行了分析表征.结果表明,复合微粒的形貌、晶型和粒径和纯二氧化钛比较基本没有发生改变;PAN/TiO2纳米复合微粒在可见光区的光吸收能力增强.对甲基橙降解实验研究结果表明,所制备的PAN/TiO2纳米复合微粒具有良好的光催化降解性能,其14 h对甲基橙的降解去除率可以达到86.5;.     

Fe3+诱导囊泡相磁流体的形成及性能

以阳离子表面活性剂N,N-二甲基十二烷基氧化胺(DDAO)和阴离子表面活性剂硬质酸铁(STFE)为原料,通过Fe3+诱导形成囊泡,并以其为微反应器,促使Fe2+在囊泡内发生反应,得到平均粒径为15 nm的Fe3O4纳米晶,该纳米晶分散于囊泡内,得到稳定磁流体.采用广角X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、磁滞回线(VSM)等对合成的Fe3O4纳米晶以及磁流体进行分析表征.结果表明,以Fe3+诱导囊泡为微反应器形成的磁流体稳定性优良,在磁场反复作用后,仍具有良好的稳定性,其中的Fe3O4纳米粒子颗粒均匀,具有超顺磁性特征,磁饱和度达到79.98 emu/g.     

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.     

Ce掺杂TiO2纳米复合薄膜的制备及光催化活性

采用溶胶-凝胶技术,以CTAB作为模板剂,提拉法镀膜制备了Ce掺杂TiO2纳米复合薄膜,利用XRD、N2吸附-脱附、UV-Vis、SEM及XPS对样品进行了表征.结果表明,铈离子以Ce4+和Ce3+两种形式存在于体系中,而CTAB有效抑制了TiO2晶粒的长大和二氧化钛晶相的转变,加入CTAB的Ce掺杂TiO2纳米复合薄膜的吸收带边较纯的TiO2发生了红移.光催化活性表明,这种处理方式明显提高了TiO2光催化活性.在紫外光照120 min下,CRAB(1.0;)/Ce(1.0;)-TiO2纳米复合薄膜的光催化活性最佳,对甲基橙降解率达到95.3;.     

La-TiO2/ZnO异质结纳米复合材料的光催化性能

利用溶胶-凝胶法与固相混合法制备了掺La超微纳米晶TiO2负载ZnO异质结纳米复合材料La-TiO2/ZnO.采用比表面积(BET和BJH)、X-射线衍射(XRD)、紫外-可见光吸收(UV-vis)、高分辨透射电镜(HRTEM)和X-射线光电子能谱(XPS)表征催化剂的物理化学性能.La-TiO2/ZnO异质结光催化活性通过紫外光降解亚甲基蓝(MB)来评价,当nTiO2:nLa∶ nZnO=1∶0.015∶0.5时,光催化活性最佳.其主要原因是掺La超微纳米晶TiO2在ZnO表面形成多异质结,可有效抑制光生电子空穴对的复合.本文探讨了光催化活性较高的催化机理.     

乙酰丙酮对PMMA负载锐钛矿型TiO2薄膜及其光催化性能影响

以钛酸丁酯作为钛源,水为溶剂,乙酰丙酮(AcAcH)为表面修饰剂,采用微波水热辅助溶胶-凝胶法制备了纳米晶二氧化钛水溶液,利用提拉镀膜法在聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基板上沉积得到了透明TiO2纳米晶薄膜.通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)和紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)等对TiO2纳米颗粒和薄膜的晶相组成、表面形貌及光学性能进行表征.同时通过紫外光光催化降解罗丹明B研究了TiO2薄膜的光催化性能.结果表明:通过引入乙酰丙酮,可以得到高度分散、晶相为锐钛矿型的TiO2水溶胶,在PMMA基板上沉积得到的薄膜表面平整、致密,具有良好的透光率,经过180 min紫外光照射,对罗丹明B的降解率达到90;以上.     

微胶囊模板法TiO2微球的制备及表征

以钛酸丁酯为原料、硝酸为催化剂,通过水解-胶溶法制备了TiO2溶胶.以TiO2溶胶为内水相、环己烷为油相,制备了稳定的W/O型乳状液.在此基础上,以聚乙烯醇水溶液为外水相在W/O/W复相乳液体系中制备了TiO2溶胶微胶囊,经500℃煅烧除去有机物模板可得TiO2微球.利用SEM、FT-IR、TG/DTG等表征手段,重点考察了外水相中表面活性剂的使用对TiO2微球形貌的影响.结果表明,外水相中添加表面活性剂OP-10时所制备微胶囊的球形完整性、分散性和囊壁包覆完整性均较好,经煅烧后可得到球形完整、分散良好、粒径均匀且平均粒径在6μm左右的TiO2微球.XRD分析表明所得TiO2微球呈单一锐钛矿型、晶粒的平均尺寸约为6.5 nm.     

炭黑吸附水热法制备纳米TiO2粉体及其光催化降解甲基橙

利用炭黑吸附钛酸异丙酯水热法制得锐钛矿型TiO2纳米粉体.采用热重/差热分析(TG-DTA)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积吸附(BET)和紫外-可见光谱(Uv-vIS)等分析方法对不同煅烧机制下所得粉体的物相、颗粒度、分散性和光吸收性能进行表征.同时利用纳米TiO2粉体对甲基橙进行了光催化降解,研究了其光催化性能.结果表明,炭黑的吸附阻止了纳米TiO2超细颗粒的团聚和烧结,制得的颗粒分散均匀、具有单一锐钛矿晶型结构的TiO2纳米粉体.经500℃煅烧获得的TiO2粉体粒径约为15 nm,比表面积为76.31 g/m2.在紫外灯照射下,由于炭黑的吸附和纳米TiO2的光催化形成协同效应,甲基橙的光催化降解率在6min达到99;.     

复合晶核剂对黄磷炉渣微晶玻璃析晶的影响

以黄磷炉渣为主要原料,通过添加不同种类的复合晶核剂,采用熔融法制备了黄磷炉渣微晶玻璃.借助化学热力学软件FactSage 6.4模拟计算晶相类型,借助Kissinger方程分析析晶能力,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行验证.结果表明:相比添加单一晶核剂TiO2,复合晶核剂TiO2+CaF2或复合晶核剂TiO2+P2O5均能够降低黄磷炉渣基础玻璃的析晶活化能E,促进其析晶,复合晶核剂TiO2+Cr2O3能够提高黄磷炉渣基础玻璃的析晶活化能E,抑制其析晶;无论添加单一晶核剂TiO2,还是添加复合晶核剂TiO2+CaF2、复合晶核剂TiO2+P2O5或复合晶核剂TiO2+Cr2O3,黄磷炉渣微晶玻璃晶相类型相同,主晶相为硅灰石(CaSiO3),副晶相为铝透辉石(Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6)和氟磷灰石(Ca5(PO4)3F),这与化学热力学软件FactSage 6.4模拟计算结果基本一致.     

低温下制备具有高光催化降解罗丹明B活性的CuS/TiO2复合材料

采用元素直接反应法,以Cu粉和S粉作为前驱体,将在氯化胆碱与乙二醇的低共熔溶剂中低温(40℃)下生成的CuS原位浸渍到具有锐钛矿晶相的TiO2载体上,成功制备了CuS/TiO2复合型光催化剂.采用X射线衍射光谱(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和X光电子能谱(XPS)等对CuS/TiO2的晶相结构、颗粒大小、CuS存在状态以及光学性质进行了表征.以染料罗丹明B的降解为探针反应,研究了CuS对TiO2光催化性能的影响.结果表明,CuS的复合没有影响TiO2的晶相结构和粒径,CuS的复合降低了TiO2带隙能,增加了TiO2对可见光的吸收.CuS/TiO2复合材料的光催化活性比CuS或TiO2的光催化活性都高,而且CuS的含量对CuS/TiO2催化剂的光催化活性有明显影响,0.1wt; CuS/TiO2光催化剂表现了最佳的光催化性能.     

铝合金表面复合陶瓷防火涂层的制备及性能研究

以无机胶粘剂及陶瓷粉体为原料,制备用于地铁内饰的铝合金板表面阻燃陶瓷涂层.研究了胶粘剂、无机阻燃剂的加入量及料浆粒度与涂层致密度的关系.按照饰面型防火涂料的国家标准(GB12441-2005)和材料非燃性的英国标准(BS476-4)对涂层的理化性能进行检测.结果表明:当粘结剂的用量为60;、添加剂粒度为1～2 μm时,涂层表面均匀、致密、无缩孔.所制备的陶瓷涂层均达到上述标准.涂层的耐火极限高于30 min,不燃,不脱落,无烟,不产生有毒的气体,具有很好的防火阻燃作用.     

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。     

纳米TiO2薄膜的制备与光催化性能研究

以四氯化钛为前驱体,采用水解沉淀法,在不同的水解温度下,在硅藻土基多孔陶瓷上负载纳米TiO2薄膜,结合XRD和TEM对负载的纳米TiO2粒径进行了表征。对比分析了测试方法及水解温度对纳米TiO2粒径的影响。以罗丹明B为目标降解物,考察了水解温度对光催化剂活性的影响。结果表明:样品经550℃煅烧后,TiO2薄膜为锐钛矿型;水解温度为50℃时TiO2粒径小于水解温度为75℃时所负载纳米TiO2粒径;两种方法所测TiO2粒径有一定差异:dXRD>dTEM;水解温度为50℃所负载纳米TiO2薄膜,紫外光照300 min,对罗丹明B的去除率为89.9%,而75℃时,样品在紫外光照330 min,对罗丹明B的去除率为78.6%。     

二氧化钛表面改性及其涂布膜光催化性能的研究

采用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂对二氧化钛进行表面改性,利用粒径和Zeta电位等表征得出最佳改性条件.结果表明,钛酸酯偶联剂对粉体表面改性效果更优.将偶联后的粉体分散在聚乙烯醇中,用涂布的方式将其涂覆在双向拉伸聚丙烯薄膜上,制备了有良好光催化性能的二氧化钛涂布膜.采用微型光泽仪、摩擦系数测定仪、雾度仪等分析了薄膜各项物理性能,当粉体加入量为1;时,涂布膜具有最优的机械性能.通过抗菌和光降解实验分析了涂布膜的光催化性能,当粉体加入量为2;时,薄膜抗菌效果达到最佳的99.2;,并对有机染料降解效果提高近70倍.     

铁、镧共掺杂介孔TiO2微球的制备及光催化性能研究

以钛酸异丙酯为钛源,利用三嵌段共聚物EO106 PO70 EO106(F127)修饰的溶胶-凝胶法合成了La、Fe共掺杂的单分散TiO2介孔微球.并通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、能谱分析(EDX)、透射电镜(TEM)、BET、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光漫反射技术对样品的物相组成及微观结构进行了表征,利用紫外光照射降解亚甲基蓝溶液的方法测定其光催化性能.结果表明:与纯TiO2介孔微球相比,La3+的掺入抑制了TiO2晶粒的长大,La3+和Fe3+共掺入TiO2介孔微球的紫外-可见光的吸收带边发生红移,禁带宽度减小;在紫外光照射下,1at;La3+掺杂以及Fe3+、La3+共掺TiO2介孔微球的光催化活性均高于纯TiO2,其中1at;Fe/1at;La-TiO2的光催化性能最好.     

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.     

水热反应温度对碱性条件下TiO2纳米晶生长动力学及其光电性能的影响

以钛酸丁酯为原料,在碱性条件下水热合成了锐钛矿相TiO2纳米晶.采用X射线衍射仪、比表面积测试仪、扫描电子显微镜等方法对纳米晶粒的晶体结构、比表面积以及光阳极的表面形貌分别进行表征,研究水热反应温度对TiO2纳米晶生长动力学过程的影响规律.结果表明:随着温度的升高,锐钛矿相纳米晶的平均晶粒尺寸先增大后减小.光电转换性能测试表明,电池的光电转换性能随着水热反应温度的升高而增大,在220℃时获得最大光电转换效率4.05;( 1sun,100 mW/cm2).并分析了水热反应温度对碱性条件下TiO2纳米晶粒的生长动力学过程和电池光电转换性能的影响机制.     

Formation and properties of Fe-based amorphous/nanocrystalline alloy coating prepared by wire arc spraying process

Wire arc spraying process was used to deposit FeBSiCrNbMnY amorphous/nanocrystalline alloy coating onto stainless steel substrate. The microstructure of the coating was characterized by using X-ray diffraction (XRD), scanning election microscopy (SEM) equipped with energy dispersive X-ray analysis (EDXA) and transmission electron microscopy (TEM). The coating is about 500 μm in thickness with fully dense and low porosity. The microstructure of the coating is classified into two regions, namely, a full amorphous phase region and homogeneous dispersion of α Fe, Cr nanoscale particles with a scale of 30–60 nm in a residual amorphous matrix region. The formation mechanism of the amorphous and nanocrystalline alloy was discussed. Mechanical properties, such as microhardness and wear resistance of the coating were also analyzed. The Vickers hardness of the coating is around Hv = 900–1050. The relatively wear resistance of the amorphous/nanocrystalline alloy coating is about 3× than that of crystalline structure 3Cr13 martensite stainless steel coating under the same wear testing condition. The FeBSiCrNbMnY amorphous/nanocrystalline alloy coating has high microhardness and excellent wear resistance.