卟啉锡敏化TiO_2纳米管的光催化活性和光电性能

制备了反-二羟基-5,10,15,10-四苯基卟啉锡敏化的TiO2纳米管,并以对硝基苯酚为模型污染物,对其在可见光照射下的光催化活性进行了研究。同时,将卟啉锡敏化的TiO2纳米粒子作为参照物,探讨了形貌对催化剂光催化活性的影响。实验结果表明,卟啉锡的引入可以明显地增强TiO2纳米管的可见光催化活性。与TiO2纳米粒子相比,卟啉锡对TiO2纳米管的敏化作用更加显著,表明催化剂的形貌在光催化过程中具有重要作用。此外,我们还考察了卟啉锡敏化的TiO2纳米管的光电化学行为,并与其光催化活性相关联。最后,对卟啉锡的敏化机理进行了初步的探讨。     

乙二醇表面改性纳米二氧化钛的制备及其对水性聚氨酯的改性

以乙二醇(EG)和钛酸四丁酯(TBOT)为原料,采用原位表面修饰方法成功制备了乙二醇表面改性纳米TiO2(EG-TiO2);利用傅立叶红外光谱仪、X射线衍射仪、透射电子显微镜表征了其结构,采用热重分析仪测定了其热稳定性.结果表明,经表面修饰的纳米二氧化钛在水性聚氨酯皮革涂饰剂(WPU)基体中分散良好;将EG-TiO2添加到WPU中能显著提高其抗紫外线性能、热稳定性及耐磨性能.     

紫外光照射二氧化钛纳米管沉积纳米金颗粒应用于染料敏化太阳能电池

通过紫外光照射成功把金粒子沉积到二氧化钛纳米管的管壁中。通过扫描电镜、能谱和X射线衍射进行表征。沉积所得的金粒子为高度分散的纳米级粒子,并且金颗粒的粒径和密度可通过沉积时间控制。应用于染料敏化太阳电池中,由于金颗粒存在表面等离子增强效应,可提高电池的光电转换效率。然而随着沉积时间增长,沉积的金颗粒粒径会增大,所得电池的效率将会下降。     

载钛羟基磷灰石光催化降解内分泌干扰物双酚A

对载钛羟基磷灰石（TiHAP）进行了透射电镜、X射线衍射、紫外-可见光谱和Zeta电位表征,并应用液相色谱-质谱技术对比了TiHAP和P25 TiO₂对环境内分泌干扰物双酚A（BPA）的吸附和光催化降解性能,探讨了富里酸和Fe³⁺对TiHAP薄膜光催化性能的影响。结果表明,TiHAP和TiO₂粉体对BPA的吸附符合Langmuir吸附等温方程,且前者吸附性能更大。TiHAP薄膜光催化降解BPA的性能优于TiO₂薄膜;富里酸和Fe³⁺对TiHAP和TiO₂薄膜光催化性能的影响趋势不同,从能带结构、电子转移和吸光性等角度分析了性能不同的原因。本结果可以为应用TiHAP降解环境内分泌干扰物提供依据。     

UV photodegradation of polypropylene thick bars containing rutile-type TiO2 nanorods

Surface modified rutile-type titanium dioxide （CST） nanorods were used as a UV absorber in polypropylene （PP） thick bars in combination with the hindered amine light stabilizer （HALS） Chimassorb 944 （C944）. For all of the tested samples, the photodegradation was mainly limited in the region near the exposed surface, as proved by the carbonyl index and molecular weight. Compared with the typical HALS photostabilization system containing organic hindered phenol UV absorber Tinuvin~ 328 （T328）, the thickness of photodegradation region for PP/C944/CST was only a quarter to that for PP/C944 and PP/C944/T328, while the rates of reduction in molecular weight and increase in carbonyl index were much lower. Optical microscopic observation showed that the evolution of surface micro-cracks in PP/C944/CST was quite different from that in the other samples, while scanning electronic micrographs revealed that the depth of the micro-cracks in PP/C944/CST was much shorter than that in the others. It is therefore concluded that the protection of CST on PP thick bars is mainly attributed to the outstanding UV-shielding and cracks-blocking abilities.     

组合型Pt/TiO_2催化剂用于低温催化甲苯完全氧化

将均匀分布的纳米Pt粒子直接吸附到TiO2载体上,即制得了组合型Pt/TiO2催化剂(Pt/TiO2-AS).与浸渍法制备的Pt/TiO2催化剂(Pt/TiO2-WI)比较,Pt/TiO2-AS催化剂在催化甲苯完全氧化反应中表现出了很好的催化性能,甲苯转化率为100%时的反应温度低至150°C,而且即使在较高甲苯浓度和较高气体空速下,该催化剂也能保持较好的催化性能.通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H2-TPR)及傅里叶变换红外(FTIR)光谱等对两种Pt/TiO2催化剂的结构和表面性能进行了表征.结果表明组合型Pt/TiO2-AS催化剂粒径小(2.5 nm),活性组分主要以Pt0形式存在且分布在载体表面,而且载体表面Ti―O键活化使催化剂具有较强的催化氧化能力.另外,活性中心的价态变化(Pt0→Ptδ+)是导致Pt/TiO2-AS催化剂失活的主要原因.     

负载型二氧化钛光催化材料的制备及其光催化性能研究

以球形氧化铝为载体,采用溶胶-凝胶法和浸渍涂覆过程制备了负载型二氧化钛光催化材料。以扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)等手段对所合成的样品形貌及晶型进行了表征。结果表明,氧化铝载体经负载二氧化钛后,在球形氧化铝表面沉积了一层粒径为10~20nm的锐钛型二氧化钛纳米颗粒。通过能量色散X射线光谱(EDX)对氧化铝载体和所合成的样品进行进一步分析,表明样品中明显存在Ti元素。另外,提高氧化铝载体在二氧化钛溶胶中的浸渍次数能够有效提高二氧化钛的负载量。当浸渍次数增加到5次时,Ti元素的含量由3.8Wt.%提高至15.7Wt.%。另外,以亚甲基蓝为目标降解物,详细研究了不同浸渍次数获得的负载型二氧化钛催化材料的催化性能。结果表明:随着浸渍次数的增加,负载型二氧化钛催化材料的表面形貌不仅得到明显改善,而且显著提高了样品的光催化活性。当浸渍次数由1次提高至4次时,亚甲基蓝的降解率由40%上升至83.1%。然而,当二氧化钛负载量达到一定程度时,由于不断浸渍导致下层的二氧化钛受光照机会和光照强度减弱,导致其光催化活性提高缓慢。当浸渍次数提高至5次时,亚甲基蓝降解率仅为85.6%。所制备的负载型二氧化钛光催化材料重复使用5次,其光催化活性保持相对稳定。     

羧酸型聚芴/二氧化钛杂化材料的制备及其荧光猝灭行为

通过Suzuki偶合反应合成了聚[9,9-二辛基芴-9,9-双(丙酸基)芴](PF8COOH),并采用溶胶-凝胶法制备了羧酸型聚芴/二氧化钛(TiO₂)杂化材料。通过核磁共振氢谱(¹H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)和荧光发射光谱对聚合物及其杂化材料进行了表征,并研究了杂化材料的荧光猝灭行为。结果表明,所合成的PF8COOH数均分子量为19 600,PF8COOH的紫外-可见吸收和荧光发射光谱较聚(9,9-二辛基芴)(PF8)均发生红移。通过溶胶-凝胶法制得了PF8COOH/TiO₂杂化材料,其中TiO₂主要为金红石型。杂化材料出现明显的荧光猝灭现象,TiO₂含量越大则杂化材料的荧光猝灭现象越明显。羧基的引入可使聚芴与TiO₂之间的相互作用增强,电子更容易从聚芴向TiO₂转移,因而PF8COOH/TiO₂杂化材料的荧光猝灭现象比PF8/TiO₂杂化材料更明显。     

新型纳米二氧化钛的制备、表征及其在甲胎蛋白免疫传感器中的应用

以猪皮胶原和硫酸钛为原料,经过鞣制反应高温煅烧后,制得纳米二氧化钛（TiO₂）。基于静电吸附作用,将制备的二氧化钛（TiO₂）与壳聚糖（Chitosan）纳米复合物固定在金电极上,利用壳聚糖上丰富的氨基吸附纳米金颗粒,最后吸附甲胎蛋白抗体,从而成功制得甲胎蛋白免疫传感器。通过紫外可见光谱（UVVis）、红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）对纳米二氧化钛粒子进行表征。在最优实验条件下,该免疫传感器对AFP的线性检测范围为0.01¹00 ng/mL,相关系数为0.998 2,检出限为0.003ng/mL。     

PW11Cu/TiO2膜光催化剂的制备及可见光催化性能

以PW₁₁Cu为可见光活性组分, TiO₂为载体结构组分, 采用溶胶-凝胶法制备了PW₁₁Cu/TiO₂复合膜可见光催化剂, 并用UV-Vis DRS、IR、Raman、XRD、SEM、TEM等手段对催化剂的光吸收性质、化学组成、晶相、表面结构和形貌进行了表征, 同时, 以模型污染物RhB的可见光降解为探针评估了它的光催化活性, 考察了膜处理温度、PW₁₁Cu含量和溶液酸性对催化活性的影响, 最后, 通过催化剂循环降解RhB试验评估了PW₁₁Cu/TiO₂膜的稳定性。实验结果表明, PW₁₁Cu/TiO₂膜对可见光有明显吸收, 低温(100 ℃)处理的膜为无定形态, 高温(500 ℃)处理的膜为多晶态;低温处理的膜具有较高的可见光催化活性, 用于RhB的可见光催化降解, 在中性条件下反应80 min, RhB的降解率为100%, TOC去除达32%(4 h);提高溶液酸性有利于催化剂活性的提高, 在pH=2.5的条件下, 达到100%的RhB降解仅需30 min。在本实验条件下, PW₁₁Cu的最佳剂量是3.0 g。经过10次循环降解RhB, 催化剂的光催化活性仍保留约90%。