纳米TiO_(2)对NH_(3)-H_(2)O-LiBr工质降膜吸收性能的影响

为了探讨纳米TiO_(2)对三元NH_(3)-H_(2)O-LiBr工质降膜吸收的影响,本文利用数值分析建立了三元工作流体薄膜吸收的连续方程、能量方程和组分质量平衡方程,采用Matlab软件进行编程和计算纳米流体的降膜吸收性能,将其与实验数据进行对比验证,并进一步分析了纳米TiO_(2)质量分数、初始氨浓度、初始温度、冷却水进口温度、吸收压力和下降薄膜管长度对薄膜吸收性能的影响。研究表明:添加纳米TiO_(2)可以增强降膜吸收的传质速率,主要原因为液膜中氨的扩散系数增加。当纳米TiO_(2)质量分数从0%增加到0.1%、0.3%和0.5%时,扩散系数分别增加了3.44倍、6.42倍和11.76倍。此外,增加初始氨浓度、降低初始温度、提高冷却水进口温度或降低吸收压力都可以提高最终溶液的饱和度。

基于时域有限差分法的TiO_(2)纳米纤维膜光学数值模拟及优化设计

针对高太阳光反射率和低成本的材料开发需求,基于时域有限差分法模拟TiO_(2)纳米纤维膜中结构参数对膜材料反射性能的影响规律,结果表明:当TiO_(2)纳米纤维直径为300nm时,材料具有最优的宽带散射性能,其太阳光波段内的积分散射率为2.462;太阳光反射率与纤维膜厚度呈正相关,当纤维膜厚度增至150μm时,膜材料具有优异的太阳光反射性能。通过调控静电纺丝工艺参数和纺丝时间,制备出不同纤维直径和不同厚度的TiO_(2)纳米纤维膜材料。膜材料的太阳光反射率测试结果表明:当所制备的TiO_(2)纳米纤维平均直径为293.2nm、膜厚度为155μm时,膜材料具有高太阳光反射率(94.50%)。

纳米SiO_(2)/聚偏二氯乙烯复合涂膜对溏心蛋保鲜效果

通过纳米SiO_(2)/聚偏二氯乙烯(polyvinylidene chloride,PVDC)乳液涂膜溏心蛋,并测定贮藏过程中溏心蛋理化指标和感官品质的变化,研究其对溏心蛋贮藏保鲜效果。结果表明:在贮藏期间经纳米SiO_(2)/PVDC涂膜的溏心蛋在失重率、蛋清蛋黄盐分含量变化方面稳定性高于其余各组,同时该组溏心蛋菌落总数超标时间相比其余3组延长1~2周。而经涂膜处理的各组溏心蛋的蛋清和蛋黄pH值稳定性明显高于对照组,但是在蛋清持水力和蛋黄黏度方面各组无明显区别。综合各品质指标变化和感官评定结果,纳米SiO_(2)/PVDC复合涂膜组在维持溏心蛋色香味稳定方面效果最明显。

抗细菌黏附氟化SiO_(2)纳米纤维膜的制备及其性能

探讨抗细菌黏附氟化SiO_(2)纳米纤维膜的制备及性能。以硅酸四乙酯(TEOS)为硅源得到SiO_(2)静电纺丝液,将全氟辛基三甲氧基硅(FAS)掺入纺丝液中,利用静电纺丝法制得抗细菌黏附的氟化SiO_(2)纳米纤维膜。结果表明:氟化SiO_(2)纳米纤维膜具有良好的疏水性,可有效抵御亲水环境中悬浮的细菌细胞,防止其在纤维膜表面黏附。将氟化SiO_(2)纳米纤维膜与大肠杆菌和金黄色葡萄球菌混合培养24 h,从抗菌平板上发现其具有较为优异的抗菌活性。此外,利用L929细胞在培养24 h和72 h后对其体外细胞毒性进行检测,发现氟化SiO_(2)纳米纤维膜仍保持较低的细胞毒性。认为:抗细菌黏附氟化SiO_(2)纳米纤维膜可进一步拓展抗菌纤维的应用。

TiO2纳米管的制备及其光电性能研究

采用水热法成功地制备了厚度为1 nm,直径为15 nm的TiO_(2)纳米管。利用差热-热重分析、X射线衍射、透射电镜及紫外-可见漫反射光谱对产物的结构进行了表征,并通过TiO_(2)纳米管对甲基橙的降解效果对其光催化活性进行评价。结果表明:制备的TiO_(2)纳米管有锐钛矿和金红石两种晶型,反应时间对样品的组织结构和光催化活性有较大影响,金红石相比例随着反应时间的增长而减少。反应时间为12 h时,TiO_(2)纳米管具有更佳的晶型比例及形貌结构,光催化性能最好。通过对TiO_(2)纳米管的形成机理研究发现:TiO_(2)前驱体先在强碱的作用下形成片状结构的碱金属钛盐,然后,该片状结构在表面静电作用和弹性形变等多因素诱导下转变成更稳定的纳米管状结构。

PEG/GO/TiO_(2)纳米复合材料改性PVDF膜的制备及其抗污性能

为改善聚偏氟乙烯(PVDF)膜的抗污性能,以聚乙二醇2000接枝的GO/TiO_(2)(PEG/GO/TiO_(2))纳米复合材料为添加剂,通过非溶剂诱导沉淀相分离法制备了一系列PEG/GO/TiO_(2)/PVDF复合超滤膜。采用FTIR、SEM和接触角测试仪对其结构和形貌进行了表征,采用超滤法评价其纯水通量和抗污性能。结果表明,当PEG/GO/TiO_(2)纳米复合材料质量分数为0.60%时,制备的PEG/GO/TiO_(2)/PVDF复合超滤膜(记为0.60%PEG/GO/TiO_(2)/PVDF)表现出最佳的亲水性和抗污性能,其接触角比PVDF膜下降8.2°,总孔隙率增加13.40%,PEG/GO/TiO_(2)纳米复合材料在PVDF膜中分散较均匀。在0.08 MPa的工作压力下,0.60%PEG/GO/TiO_(2)/PVDF的纯水通量高达282.44 L/(m^(2)·h),对腐植酸溶液的过滤通量为131.96 L/(m^(2)·h),水力清洗后的纯水通量为194.98 L/(m^(2)·h),分别为PVDF膜[133.80 L/(m^(2)·h)、90.50 L/(m^(2)·h)、109.57 L/(m^(2)·h)]的2.1倍、1.5倍和1.8倍。因此,PEG/GO/TiO_(2)纳米复合材料作为一种有效添加剂显著提高了PVDF膜的抗污性能。

纳米TiO_2-SnO_2复合薄膜的光生阴极保护作用及机理研究

用溶胶-凝胶法和旋转涂膜技术在导电玻璃(ITO)表面构筑纳米TiO2膜和纳米TiO2-SnO2复合膜,应用AFM、XRD对膜的形貌及晶体结构进行表征.用光电化学和腐蚀电化学相结合技术,通过测试时间—电位曲线和交流阻抗谱研究光生阴极保护状态下316L不锈钢电极在0.5 mol/L NaCl溶液中的微观界面电荷分布及电子传递规律,探讨光生阴极保护的作用机理.结果表明以TiO2—SnO2复合膜作为光生阳极时,在紫外光照下,316L不锈钢电极可处在阴极保护状态,并且在切断光源后,光生电极电位仍可在较长的一段时间内维持在-0.2 V左右,仍具有一定的阴极保护作用.

二维GO、MXene和MoS_(2)限域离子液体复合膜用于碳捕集

工业化的急速发展导致大气中CO_(2)的浓度急剧增加,给人类的生活带来了严重的威胁.因此,亟需发展碳捕集、利用与封存技术用于降低CO_(2)的排放量.在多种方法中,膜分离技术逐渐成为全球碳捕集技术的主要发展方向.膜材料是膜的核心,随着新型制膜材料的不断涌现,一系列高性能气体分离膜层出不穷.离子液体(ILs)作为一种新型材料,因其在CO_(2)分离过程中具有不易挥发、结构可调、对CO_(2)有优异的亲和力等特点而备受欢迎.然而,由于ILs的高黏度和高成本限制了其在工业领域的应用.将ILs与二维纳米材料相结合,得到的新型复合膜兼具ILs和二维纳米材料的优势,可突破ILs的缺陷,成为未来膜材料的研究趋势之一.本综述以ILs为核心,重点介绍了将IL限域于二维氧化石墨烯(GO)、MXene和MoS_(2)纳米材料的研究进展,讨论了ILs的性质;总结了不同ILs与二维GO、MXene和MoS_(2)材料所构建的气体分离膜在CO_(2)捕获中的应用;讨论了ILs在气体分离领域中的优势和挑战,并提出了未来的研究和发展机会.

SnO_2TiO_2复合半导体纳米薄膜的研究进展

本文概述了SnO2TiO2复合半导体纳米薄膜的发展历史和研究现状,对比分析了“混合”、“核壳”和“叠层”3种复合薄膜的结构和性能特点,着重论述了叠层结构的SnO2/TiO2复合薄膜的光电化学和光催化特性。结合作者的研究工作,探讨了SnO2/TiO2双层复合薄膜上下层厚度对其光催化活性的影响,指出复合薄膜光催化活性的提高可归因于电子从TiO2向SnO2的迁移。最后对SnO2/TiO2复合薄膜的局限性和发展潜势做一简要分析,强调了该复合薄膜本身的应用特点。

Ag-TiO_2/SnO_2纳米薄膜的制备及其光催化降解罗丹明B的性能

以光还原法沉积Ag修饰TiO2/SnO2,制备Ag-TiO2/SnO2纳米薄膜,讨论紫外光照时间、光照强度、AgNO3浓度等工艺条件对光催化活性的影响。用XRD和SEM对薄膜的结构、表面形貌和化学组成进行表征,以罗丹明B为模拟污染物对光催化性能进行测定。结果表明,最佳条件下制备的Ag-TiO2/SnO2薄膜,Ag担载量为0.51%(at%),Ag簇直径在30～90nm之间。薄膜具有较高的光催化活性,对罗丹明B的降解率是修饰前TiO2/SnO2薄膜的1.92倍,是相同质量TiO2/ITO薄膜的2.54倍。催化活性的提高,源于反应机制的改变。薄膜中Ag-TiO2异质结的引入,一方面进一步促使光生电荷分离,另一方面加速了氧气与激发电子的还原反应。

Ag改性TiO_2/SnO_2纳米薄膜及光催化降解甲基橙的性能

以光还原沉积法对TiO2/SnO2薄膜进行Ag改性,制备Ag-TiO2/SnO2纳米薄膜,讨论紫外光照时间、光照强度、AgNO3浓度等工艺条件对光催化活性的影响。用XRD和SEM对薄膜的结构、表面形貌和化学组成进行表征,以甲基橙为模拟污染物对光催化性能进行测定。结果表明:在最佳条件下制备的Ag-TiO2/SnO2薄膜,Ag担载量为0.51%(摩尔分数),Ag簇直径在30～90nm之间;薄膜具有较高的光催化活性,对甲基橙的降解率是修饰前TiO2/SnO2薄膜的2.02倍,是相同质量TiO2/ITO薄膜的3.30倍;催化活性的提高,源于反应机理的改变;薄膜中Ag-TiO2异质结的引入,一方面进一步促使光生电荷的分离,另一方面加速了氧气与激发电子的还原反应。

两亲SiO_(2)纳米颗粒的制备和界面扩张流变行为研究

制备了一种两亲SiO_(2)纳米颗粒,借助红外光谱及接触角测量证实了相关基团在SiO_(2)纳米颗粒表面的成功接枝,探究了其界面活性和界面扩张流变行为。通过动态界面张力测量及小幅正弦振荡实验发现,两亲SiO_(2)纳米颗粒相比亲水和疏水SiO_(2)纳米颗粒能够更稳定地吸附在界面形成一层吸附膜,降低界面张力,同时由于其扩散交换速度较慢,界面扩张模量大于亲水和疏水SiO_(2)纳米颗粒。进一步的大幅线性压缩实验发现两亲SiO_(2)纳米颗粒在表面比为0.35时其界面吸附量会发生激增,扩张模量迅速增大,其形成的界面膜具有抵抗较大程度形变的能力。

TiO_2/SnO_2纳米晶膜的制备及其电学性能研究

采用丝网印刷的方式制备了TiO2纳米晶薄膜,然后在其上采用浸泡的方式制备了SnO2纳米晶薄膜,形成TiO2/SnO2膜结构的光阳极并应用于染料敏化太阳能电池。用SEM对样品进行了结构形貌分析,用电化学工作站研究表征了SnO2的浸泡溶液浓度和浸泡时间对光阳极的调制改性作用。SEM分析表明在TiO2纳米晶薄膜表面生长的SnO2纳米晶薄膜晶粒比TiO2更加细小,电学性能研究表明TiO2薄膜经过0.4 mol/L SnO2溶液浸泡处理50 min能对TiO2薄膜的结构及性能起到很好的改善作用,电池的光电转化效率提高了约7%。

可降解型PHBV/PBAT/TiO_(2)抗菌纳米纤维膜制备

为制备一种可生物降解型抗菌纳米纤维膜,对PHBV与PBAT混纺纺丝液的质量分数和质量比以及加入抗菌剂纳米TiO_(2)的质量分数进行探究。通过扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱、差示扫描量热分析、力学性能测试和亲水性能测试,结果表明,PHBV/PBAT质量比为50∶50、质量分数为13.0%时纳米纤维膜具有良好纤维形态并具备一定的力学性能和疏水性。其中添加1.0%的TiO_(2)的PHBV/PBAT/TiO_(2)纳米纤维膜的断裂伸长率由137.5%增加到203.1%,并且疏水性显著提高。抗菌结果表明,其具有优异的抗菌性能,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率高达98.0%以上。

SnO_2-TiO_2薄膜载体对Au-Pt纳米颗粒电化学性能的影响

采用真空镀膜法在玻碳(GC)电极表面修饰SnO2-TiO2薄膜,在SnO2-TiO2/GC复合电极表面组装Au-Pt双金属纳米颗粒,制得Au-Pt/SnO2-TiO2/GC复合电极.通过循环伏安法(CV)研究了SnO2-TiO2薄膜载体对Au-Pt双金属纳米颗粒电化学性能的影响;采用扫描电镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)对Au-Pt在SnO2-TiO2薄膜沉积的形貌及结构进行了表征.研究结果表明,10nm的Au-Pt双金属纳米颗粒均匀地组装于SnO2-TiO2薄膜表面;SnO2-TiO2薄膜载体改善了复合电极抗CO中毒能力;Au-Pt双金属合金的形成提高了Pt对甲醇氧化的电催化能力,SnO2-TiO2薄膜载体又使Pt纳米粒子d空轨道增多,提高了Au-Pt双金属纳米颗粒的稳定性和催化性能.

复合电沉积制备SnO_2/TiO_2薄膜及其光电催化性能

为了寻求廉价、高效和稳定的光催化剂,用复合电沉积技术在紫铜片上制备了Sn/TiO2薄膜,经300℃热氧化使之形成SnO2/TiO2复合电极.利用SEM,XRD对薄膜进行了表征,以甲基橙为模型化合物,对复合电极的光催化和光电催化性能进行了测定.研究表明：该薄膜由0.3～1μm的颗粒构成,每个颗粒又由纳米晶粒形成;电极具有多孔结构,膜中的SnO2以两种不同的晶体结构存在;在薄膜质量相等的情况下,SnO2/TiO2薄膜的光催化活性是纯TiO2粒子膜的2.87倍;外加一定偏压下,其催化性能大幅度提高.

纳米SnO_2/SiO_2/TiO_2溶胶凝胶超亲水自清洁玻璃涂膜性能的研究

本文制备的纳米SnO2/SiO2/TiO2溶胶凝胶,能够常温5～30℃成膜,可见条件下具有超亲水、防雾、自清洁的性能。其中水接触角为3.7°,最大透光率波长在555～565 nm处,增投率达3.89%。一年测试结果,涂膜玻璃比普通玻璃透光率提高8.32%（12次平均）。

纳米SnO_2-TiO_2改性双极膜的制备及表征

将纳米SnO2-TiO2复合半导体材料添加到壳聚糖(CS)阴离子交换膜中,制备了PVA-CMC/nano-SnO2-TiO2-CS双极膜(CMC羧甲基纤维素钠,PVA聚乙烯醇),并用扫描电镜、接触角测定仪等对其进行了表征。研究表明,添加纳米SnO2-TiO2可提高双极膜的亲水性和机械性能。在高压汞灯照射下,纳米SnO2-TiO2复合半导体材料较纳米SnO2或纳米TiO2单一半导体材料具有更强的光催化双极膜中间界面层水解离能力,从而大大降低双极膜的膜阻抗和膜电阻压降(即IR降)。

一维纳米SnO_2/TiO_2复合薄膜电极的制备及光电性能

采用静电纺丝的方法,通过调节前驱体液中SnCl2.2H2O的质量分数,制备了直径为90～180 nm的SnO2纳米线,经TiCl4溶液水解处理制备得到了SnO2/TiO2薄膜电极。使用SEM和EDS对薄膜电极进行表征,通过线性扫描伏安法和光电催化测试,分析研究了SnO2/TiO2纳米复合薄膜电极的光电化学性质。结果表明,当SnCl2.2H2O质量分数为3%时,SnO2/TiO2复合薄膜电极的光电流密度达到最大;随后将其与TiO2、SnO2薄膜电极相比,SnO2/TiO2复合薄膜电极产生的光电流明显增大;复合薄膜电极对罗丹明B(RhB)的光电催化降解率在90 min后可达到95%,而TiO2仅为56%、SnO2为58%。

纳米SiO_(2)-壳聚糖/脱脂豆粕复合膜的制备及保鲜性能测定

为了改善脱脂豆粕蛋白膜的性能,添加化学性能稳定,能够改善薄膜透明度和力学性能的壳聚糖,以及提高阻水率和改善薄膜脆性较和延伸性的纳米二氧化硅等,制备纳米SiO_(2)-壳聚糖/脱脂豆粕复合膜,并对壳聚糖膜或脱脂豆粕膜以及复合膜的抗氧化和抗菌性能进行测定。试验结果显示,在8%(w/v)的脱脂豆粕中加入浓度为0.05%(v/v)的丙三醇、0.06 g的纳米SiO_(2)、4.0%(w/v)浓度的壳聚糖、0.1%浓度的亚硫酸钠条件下制备的复合膜,透光率为80.41%,水蒸气透过率为5.384 g·mm/h·m^(2)·kPa,水溶性为28.36%。自由基清除率为8.53%,抗菌率为18.68%,自由基清除率和抗菌性与壳聚糖膜或脱脂豆粕膜相比较得到显著提升,可以为食品的保鲜提供一定理论依据。