ZnO-TiO2的表面结构与表面性质

本文通过XRD相定量及低能离子散射谱研究了ZnO-TiO_2体系的结构. 实验表明, ZnO单层分散在TiO_2表面上, ZoO与TiO_2之间的结合较弱, 这种表面结合并不导致新的表面酸位。本文还讨论了ZnO-Al_2O_3、ZnO-SiO_2、ZnO-TiO_2三种含锌二元氧化物在结构、性能方面的明显差异及其根源。     

MO(M=Cu和Ni)/TiO2/-Al2O3催化剂在CO+O2反应中的活性

采用X射线衍射(XRD),程序升温还原(TPR)等表征手段考察了TiO2改性对CuO(或NiO)在γ-Al2O3表面上分散以及还原性能的影响,同时检测了这些改性的催化剂在CO+O2反应中的活性.结果表明:TiO2的改性使得CuO和NiO在γ-Al2O3载体上的分散复杂化,产生了多种状态的氧化铜(氧化镍)物种.当负载量低于其在γ-Al2O3上的分散容量(0.56 mmol Ti4+/100 m2γ-Al2O3)时,TiO2的加入主要是抑制了CuO和NiO在γ-Al2O3载体上的分散;而当负载量远大于其分散容量时,出现了CuO和NiO在晶相TiO2(锐钛矿)上的分散.无论其负载量如何,TiO2的加入促进了CuO的还原.因此,在250℃的CO+O2反应中,改性的催化剂中具有更多的活性位,因而显示出更高的活性;相反,TiO2的改性则抑制了NiO的还原.因此,在350℃的CO+O2反应中,可还原的氧化镍的量明显少于未经改性的催化剂,导致改性催化剂的活性降低.     

负载型纳米TiO2复合载体及其CoMo催化剂的酸性及孔特性的研究

总结了复载不同纳米尺度的复合载体及其CoMo催化剂的表面酸性及孔结构特性的表征结果。结果表明，负载型纳米TiO2与基载体γ-Al2O3存在着相互作用。当负载比较少量的纳米TiO2时，复合载体的总酸量随着TiO2含量的增加而增加，超过γ-Al2O3的酸量，但当 TiO2的含量比较高时复合载体的酸量又降低，纳米TiO2优先负载在γ-Al2O3的强酸中心位；负载了CoMo活性组分后酸量增加。不同粒径的纳米TiO2对复合载体和催化剂的酸分布没有明显影响，但对总酸量有影响。对不同尺度TiO2，随着TiO2负载量的增加以及负载金属活性组分的增加，表面积、孔容和最可几孔径均有不同程度的减少。     

聚苯胺/二氧化钛复合薄膜的制备及其气敏性能

室温条件下, 运用静电力自组装和原位化学氧化聚合相结合的方法制备了聚苯胺/纳米二氧化钛(PANI/TiO2)复合薄膜和聚苯胺(PANI)薄膜, 并通过XPS和SEM对薄膜进行了分析表征. 采用平面叉指电极式器件制备了PANI/TiO2复合薄膜和PANI薄膜气体传感器, 研究了其在常温下对有毒气体NH3和CO 的敏感性能. 结果表明, PANI/TiO2复合薄膜较PANI薄膜具有更优的灵敏度和响应恢复特性.     

TiO2-CdS-MCM-41复合纳米材料的合成和表征

利用γ-巯丙基三甲氧基硅烷及表面预吸附水解技术在MCM-41介孔分子筛孔道内部以化学键合的形式依次引入了CdS和TiO2纳米粒子.紫外-可见吸收光谱结果表明,借助于巯基的络合能力,MCM-41能有效地从反胶束中萃取CdS纳米粒子.利用小角XRD谱图成功地跟踪观察到了MCM-41介孔分子筛随纳米粒子的引入而产生的孔径变化.     

磁载纳米TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究

采用肼((NH2)2*H2O)还原硝酸铁(Fe(NO3)3)法制备纳米级磁基体(Fe3O4), 以聚乙二醇对其表面进行改性, 通过溶胶-凝胶法制得TiO2/Fe3O4磁载纳米TiO2光催化剂, 并用于光催化降解橙黄-II, 对其活性进行评价. 结果表明 TiO2/Fe3O4光催化剂的降解率在第一次使用时与纯TiO2相近, 三次循环使用后, 仍能保持较高的催化活性. 催化剂的最佳用量为4 g/L, 在酸性和碱性环境中均能保持很好的催化活性.     

掺铁纳米TiO_2的制备及其光催化性能

以TiC l4为原料,采用微波加热与常规加热2步合成法制备掺铁纳米TiO2。用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-V is)、光电子能谱(XPS)等测试技术对其进行了表征。结果表明,所制得的掺铁纳米TiO2是以锐钛矿为主相的混晶,平均粒径约为10 nm,适量Fe3+的掺杂能促进金红石相变,抑制锐钛矿晶粒的生长,使Ti2p电子结合能升高0.3 eV,并使TiO2吸光能力增强,带边吸收向可见光区移动。在UVA段(320~400 nm)光照下,通过对维生素VB12的光催化降解,发现掺入摩尔分数为0.5%的Fe3+的纳米TiO2能明显提高其光催化活性,使维生素B12的降解速率提高2.3倍。     

TiO2纳米膜表面结构形态特征

采用反胶束法制备TiO2纳米溶胶,用浸渍提拉法在不同的条件下制备了三种TiO2多孔纳米薄膜,并利用AFM、SEM、XRD等方法对膜表面结构物理化学特性进行表征.结果表明三种膜基本上由粒径约为59 nm的纳米粒子以不同的方式堆积而成,溶胶刚生成时浸提一次,干燥、焙烧得到膜上纳米粒子分布均匀,所生成的二次粒子粒径最小,二次粒子形成的二次表面粗糙度最小,浸提10次得到膜上纳米粒子间存在较丰富缝隙结构,二次粒子粒径及其形成的表面粗糙度较大,而溶胶制备好陈化6 h后浸提得到的膜上二次粒子粒径最大,表面粗糙度最高.由分形理论估算得到三种膜的分形维数分别是2.22、2.20和2.27. XRD测试表明,膜上TiO2为锐钛矿晶相.这些结果表明,采用不同制备步骤得到的膜,其表面结构形态存在较大的差异.     

纳米CeO2包覆TiO2氧传感器材料氧敏性能的机理研究

在用溶胶-凝胶方法成功制备纳米TiO2、纳米CeO2包覆纳米TiO2材料的基础上,进行了氧敏性能、阻抗谱的测试和对比,并且通过热力学和活化能计算对实验结果进行了分析.实验结果表明:纳米CeO2包覆纳米TiO2材料的氧敏性能优于纯TiO2材料,.当包覆4.9mol?O2时材料的氧敏性能最好.热力学计算证明:CeO2对TiO2起到催化作用,从而改善TiO2的氧敏性能.对材料活化能计算表明:包覆纳米CeO2后材料的晶粒、晶界活化能显著降低,TiO2的活性得到提高:并且随着CeO2包覆量降低活化能降低,说明活化能存在极小值,CeO2包覆量有最优值,从而解释了实验结果中出现极值的现象.     

耐晒大红BBN与表面活性剂双组分光催化降解

以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和难溶有机颜料耐晒大红BBN(简称BBN)为双组分降解底物, 以TiO2为光催化剂, 研究双组分底物的光催化降解的快慢及规律, 双组分降解的相互影响, 初步建立双组分和催化剂之间的作用模型. 结果表明, pH值及底物的浓度对双组分体系的降解都有显著影响, 碱性条件更适合体系的降解, 在中性(pH=6.8)环境中两种底物的降解效果明显高于单组分的降解. 在碱性条件下(pH=9.2), 加入BBN使CTAB的降解速率略有下降. CTAB的浓度对BBN褪色速率影响较大, 当CTAB 的浓度为1 cmc 时, BBN和CTAB的降解速率都达到最快. BBN在TiO2表面吸附性强, 且被优先降解.