CuO/TiO2纳米纤维可见光催化CO2合成甲醇

以介孔SiO2球为模板、TiCl4为前驱体,采用气相生长法制备了直径为8~10nm的TiO2纳米纤维,然后采用浸渍法制备了具有异质结结构的CuO/TiO2纳米纤维,在可见光照射下催化CO2合成甲醇。通过SEM、TEM、XPS、UV-Vis、XRD、荧光光谱(PL)对催化剂进行了表征。结果表明:TiO2纳米纤维较锐钛矿TiO2纳米颗粒和商业TiO2纳米颗粒(P25)荧光强度明显降低,光生电子-空穴对更加稳定。通过在TiO2纳米纤维上负载CuO形成异质结结构后,进一步降低了催化剂的荧光强度,也增强了在可见光区的吸收。在300 W氙灯照射5 h进行光催化CO2合成甲醇实验中,P25负载CuO后,催化合成甲醇产量为676μmol/g-cat,而负载了CuO的TiO2纳米纤维,甲醇产量达1791μmol/g-cat,较CuO/P25提高了165%。

AgBr/TiO2纳米纤维的制备及其光催化性能研究

以钛酸丁酯、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、无水乙醇为原料,利用静电纺丝技术制备出Ti(OC4H9)4/PVP纳米纤维,经500~1000℃高温煅烧制得TiO2纳米纤维,再通过水热法将AgBr纳米颗粒负载到TiO2纳米纤维表面。利用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、差热-热重分析对AgBr/TiO2纳米纤维进行表征分析。利用甲基橙(MO)为降解底物模拟染料废水,研究TiO2、AgBr/TiO2纳米纤维的光催化性能。分析结果表明,经800℃煅烧后的TiO2纳米纤维,在添加量为100 mg时光催化效果较好;相同条件下,AgBr/TiO2纳米纤维的光催化降解率高于TiO2纳米纤维,AgBr/TiO2纳米纤维对甲基橙的降解率为95.97%。

钇或钕掺杂TiO_2纳米纤维的制备及光催化性能研究

采用静电纺丝技术,以Ti(SO4)2、聚乙烯吡咯烷酮(PVP,Mr=1300000)、稀土氧化物和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为原料,成功地制备了TiO2、Y/TiO2和Nd/TiO2纳米纤维.用XRD、FESEM、TEM和TG-DTA等分析手段对样品进行了表征.XRD分析结果表明,当焙烧温度为550℃时得到纯锐钛矿相RE/TiO2(RE=Y,Nd)纳米纤维,900℃时得到纯金红石型RE/TiO2(RE=Y,Nd)纳米纤维,稀土离子显著降低了TiO2的晶格参数.FESEM分析结果表明,RE/TiO2(RE=Y,Nd)纳米纤维直径约为50nm、长度>300μm.以罗丹明B和苯酚为目标降解物,研究了三种催化剂的光催化性能.其中,1.5mol%Y/TiO2光催化剂对罗丹明B的降解效率较高,而1.0mol%Nd/TiO2对苯酚具有较好的降解活性.因此,掺杂不同稀土离子的TiO2纳米纤维对不同降解物的降解能力不同.

NiO/TiO2纳米纤维的制备、表征及光催化性能

采用静电纺丝和程序升温焙烧的方法制备了NiO/TiO2纳米复合光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、紫外可见漫反射光谱(UV-visDRS)等测试技术对样品的结构与性能进行了表征,并研究了该催化剂在可见光下对有机染料罗丹明B催化降解反应的活性.结果表明,合成的NiO/TiO2复合纳米材料尺寸均匀,该催化剂相对于纯的TiO2具有更强的紫外光吸收性能,煅烧温度为600℃时,NiO/TiO2的光催化活性最高.而且,该催化剂也可被循环使用,这使得该复合光催化剂具有广阔的应用前景.

电喷法合成TiO_2纳米纤维与微米球及其光催化制氢性能

采用电喷法合成了TiO2纳米纤维与微米球.通过X射线粉末衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射光谱和比表面积与孔径分析,对TiO2纳米纤维与微米球进行了结构表征.详细研究了影响TiO2纳米纤维与微米球成型的各种因素.结果表明,电喷所用的聚合物溶液的黏度是TiO2纳米纤维与微米球成型的关键因素.光催化分解水制氢测试表明,与TiO2纳米颗粒相比,TiO2纳米纤维与微米球的光催化分解水产氢活性分别提高了80%和60%.

胶原纤维为模版制备TiO_2及La/TiO_2纳米纤维及光催化活性研究

以胶原纤维为模版分别负载钛（Ti4＋）或钛（Ti4＋）和镧（La3＋）,在高温下煅烧制得TiO2和La/TiO2纳米纤维。通过扫描电镜（SEM）、场发射扫描电镜（FESEM）、X-射线衍射（XRD）、比表面积和孔径分析、X-射线光电子能谱（XPS）、紫外可见光谱（UV-Vis）等对这2种纳米纤维的结构和物理性能进行了表征。结果表明,TiO2和La/TiO2较完整地保持了胶原纤维的纤维状结构。在600~800℃范围内随着煅烧温度的升高,TiO2和La/TiO2的晶粒尺寸逐渐增大,晶格常数发生各相异性的变化。La/TiO2的相变温度在700~800℃之间,明显高于未掺杂TiO2的相变温度。N2吸附-脱附等温线按Langmiur分类为Ⅳ类,表明TiO2和La/TiO2纳米纤维具有介孔结构。与Degussa P25相比,TiO2和La/TiO2吸收光谱范围明显红移。当以可见光为光源进行酸性橙Ⅱ光助催化降解反应时,TiO2和La/TiO2纳米纤维均表现出比Degussa P25更高的催化活性。

TiO_2纳米纤维的制备、表征及其抗紫外性能

结合溶胶凝胶法和静电纺丝工艺,制备了聚醋酸乙烯酯(PVAc)/TiO2杂化纳米纤维,经300～700℃的焙烧后得到TiO2纳米纤维.使用热失重分析仪(TGA)、X射线能谱分析仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所制得纳米纤维的成分、晶型和形貌进行了表征,使用紫外可见光谱反射仪对纳米纤维的紫外透过率进行测试.结果表明:随着焙烧温度的升高,TiO2纳米纤维的成分、晶型和表面形貌都发生了明显的变化;400℃焙烧所得的TiO2纳米纤维具有最佳的抗紫外效果.

La^(3+)掺杂TiO_2纳米纤维的制备、表征与光催化性能

结合溶胶-凝胶法、静电纺丝技术和高温煅烧制备了La3+掺杂TiO2纳米纤维。采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、比表面积及孔隙分析仪、X射线衍射仪和紫外分光光度计对纳米纤维的形貌、晶型、表面和孔隙结构以及光催化性能进行了表征和测试。结果表明,La3+掺杂TiO2纳米纤维表面为多孔的纤维状结构。La3+掺杂明显改善了TiO2纳米纤维的表面孔隙结构,对TiO2纳米纤维的粒子生长有一定的抑制作用。光催化降解性能测试结果表明,当La3+掺杂量为0.04%(质量分数)时,TiO2纳米纤维的光催化性能最佳。

TiO_2纳米纤维电极材料的制备及电化学性能

采用静电纺丝技术,以聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和钛酸四丁酯(TBT)为前驱体制备复合纳米纤维,经250℃预氧化,500℃碳化制得TiO2纳米纤维.通过扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)进行分析测试表明:原丝表面光滑,直径分布均匀;碳化后纤维表面粗糙,出现明显收缩,纤维中TiO2形成稳定的锐钛矿晶型.对不同钛酸四丁酯(TBT)负载量的TiO2纳米纤维进行电化学性能表征,测试结果表明:在5 mv/s扫速下,CV曲线具有明显的氧化-还原峰;在1.0、2.0 A/g的充放电电流密度下,随负载量的增加,比容量也随之增加,表现出较好的电化学性能.

前驱体比例对SnO_2/TiO_2纳米纤维晶型及光催化性能的影响

为提高SnO_2基纳米材料的光催化活性,以结晶四氯化锡和钛酸正啶酯分别为SnO_2前驱体和TiO_2前驱体,调节二者比例,利用静电纺丝协同煅烧技术制备出具有不同含量TiO_2掺杂的SnO_2/TiO_2复合纳米纤维。采用X射线衍射仪表征纳米纤维的晶型结构,利用扫描电镜观察复合纳米纤维的形貌,并将其应用到光催化降解亚甲基蓝溶液中,分析其光催化活性。结果表明:当结晶四氯化锡和钛酸正啶酯的质量比为2.5∶1、2∶1和3∶2时,纳米纤维表面由粗糙向光滑过渡;而且当前驱体的质量比为3∶2时,除了具有金红石型SnO_2晶相,复合纳米纤维还呈现出金红石型TiO_2和锐钛矿型TiO_2晶相并存的状态,在降解亚甲基蓝溶液中表现出优异的光催化活性,即光催化10 min后亚甲基蓝溶解液的降解率已达到79.5%。

CNTs/La^(3+)掺杂TiO_2纳米纤维对Cr(Ⅵ)的催化性能研究

通过静电纺丝技术分别制备了碳纳米管(CNTs)掺杂,CNTs/La^(3+)共掺杂的TiO_2纳米纤维,以重金属Cr(Ⅵ)为目标降解物,考察了碳纳米管单组分掺杂,La3+/碳纳米管(CNTs)共掺杂TiO_2纳米纤维(CLCT)及溶液p H值对重金属Cr(Ⅵ)催化活性的影响。结果表明,La3+掺杂的TiO_2光催化活性高于纯TiO_2,适量La3+/碳纳米管共掺杂TiO_2光催化活性进一步提高,最佳掺杂量是当CNTs相当于Ti的摩尔浓度为0.15∶1和La3+的摩尔比为0.05%时得到的纳米纤维催化剂。当重金属Cr(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L,纳米纤维催化剂(CLCT)投加量为1.0 g/L,p H值为4时,10mg/L的Cr(Ⅵ),在可见光源照射下100 min后的催化效率达99.86%。

碳包覆ZnO-TiO_2纳米纤维的制备及其太阳光催化性能

采用溶胶-凝胶法和静电纺丝法制备ZnO-TiO_2纳米纤维和碳包覆ZnO-TiO_2纳米纤维,以扫描电镜、热重-差示热量、红外光谱、X射线衍射和比表面积分析等方法进行表征。以10mg/L亚甲基蓝溶液为底物,研究了ZnO掺杂量对亚甲基蓝光催化降解性能的影响。结果表明:ZnO的质量分数为3%的碳包覆ZnO-TiO_2纳米纤维光催化性能最高,太阳光照射6h时亚甲基蓝的降解率达到94.4%。对其光催化机理进行了简要分析。

胶原纤维为模板TiO_2、La_x/TiO_2纳米纤维的制备、表征及光催化活性研究

以胶原纤维为模板分别负载钛(Ti4+)或钛(Ti4+)和镧(La3+),经高温煅烧制得介孔TiO2和La x/TiO2纳米纤维。通过场发射扫描电镜(FESEM)、N2吸附-脱附等温线、X射线衍射(XRD)、分子荧光光谱(PL)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等对这2类纳米纤维的结构和物理性能进行了表征。结果表明胶原纤维的纤维状结构能被较好地保留在TiO2和La x/TiO2纳米纤维中。TiO2和La x/TiO2纳米纤维的N2吸附-脱附等温线属于典型的Ⅳ型,表明其具有介孔结构。XRD分析表明,La3+的掺杂减小了TiO2的晶粒尺寸。与Degussa P25相比,介孔TiO2和La x/TiO2(x≤0.02)纳米纤维的紫外-可见吸收光谱红移,分子荧光光谱强度明显减弱。以孔雀石绿的光催化降解为模型反应,在可见光和紫外光激发下,介孔TiO2和La x/TiO2纳米纤维的光催化活性均高于Degussa P25。此外,La x/TiO2在可见光激发下的光催化活性高于未掺杂的TiO2纳米纤维。

TiO_2纳米纤维掺杂熔纺PA6基复合长丝的制备及性能研究

结合溶胶-凝胶、静电纺丝和高温煅烧的技术与原理,制备了TiO2纳米纤维,然后将研磨后的TiO2纳米纤维与PA6切片在双螺杆挤出机中进行共混、熔融纺丝制备出PA6基复合长丝。利用TEM、SEM表征了TiO2纳米纤维的结构形貌,通过视频显微镜观察了PA6基复合长丝的形貌,利用差式扫描量热仪(DSC)和流变仪对复合长丝的结晶性能及流变性能进行了测试分析,并且利用纤维强力测试仪对PA6基复合长丝的力学性能进行了测试。结果表明,当TiO2纳米纤维含量较低时PA6复合长丝的结晶度有所提高,剪切粘度变大,断裂强度有所提高。

锐钛矿相TiO_2纳米纤维制备与摩擦学性能

采用简便且可重复性较好的碱熔法制备锐钛矿相TiO2,采用简便的表面修饰技术对其进行表面改性,得到TiO2纳米纤维,并采用XRD、SEM和FT-IR方法对其进行表征。利用四球摩擦试验机考察其作为油品润滑添加剂的摩擦学性能。结果表明,所合成的TiO2纳米纤维为锐钛矿相结构,结晶度和纯度较高,而且在油品中具有良好的分散性;TiO2纳米纤维具有良好的抗磨减摩性能,并能够很好地提高油品承载能力,当其加入量为1.5%(质量分数)时,抗磨减摩以及提高承载能力的效果最好。这些特性使得锐钛矿相TiO2纳米纤维有望在未来成为绿色润滑油添加剂。

碳纳米管/La^(3+)共掺杂TiO_2纳米纤维的制备与结构分析

采用静电纺丝的方法制备了碳纳米管(CNTs)与稀土La^(3+)共掺杂TiO_2的纳米纤维,并通过SEM、FT-IR,XRD,Ramon光谱和光致发光光谱的方法对样品的结构和微观形貌进行表征.结果表明:掺杂了稀土La^(3+)和CNTs的TiO_2纳米纤维(CLPT)经过500℃碳化后,所得到的纳米纤维(CLCT)变得弯曲;分散在纳米纤维CLCT内部的TiO_2以锐钛矿晶形存在,碳纳米管在纳米纤维中分布均匀,并表现出较高的石墨化程度;催化实验表明,掺杂了稀土和碳纳米管的TiO_2纳米纤维(CLCT)对亚甲基蓝光催化3 h后的降解率为82%,这主要是由于CNTs和稀土La^(3+)的协同作用增强了TiO_2的催化效率.

TiO2纳米纤维固定化脂肪酶催化合成油酸甘油二脂

以电纺TiO2纳米纤维为载体固定化脂肪酶,催化米糠油与甘油反应,合成油酸甘油二脂。通过单因素试验,研究了不同反应温度、反应时间、pH、加水量以及有机溶剂对油酸甘油二脂的产率及油酸转化率的影响。结果表明,最优工艺条件为反应温度60℃,反应时间6 h, pH 7.5,初始加水量10%,此条件下油酸甘油二酯的产率最大,以正己烷为溶剂时,油酸的转化率较高。

介孔SiO2球为模板制备TiO2纳米纤维及光催化合成氨

以介孔SiO_2球为模板,TiCl_4为前躯体,制备了高催化活性的TiO_2纳米纤维以及非晶态合金(Ni-Mo-B)修饰的纳米纤维.TiO_2纳米纤维直径为7~10 nm,结晶度高,不仅对紫外光有很强的吸光度,而且对可见光也有一定程度的吸收.此外,纳米纤维降低了荧光强度,稳定了光生电子-空穴对.经过非晶态合金(Ni-Mo-B)修饰的纳米纤维进一步降低了荧光强度.在紫外光催化N_2与水合成氨的反应中,当反应时间为2 h时,P25氨氮产量为31μmol,Ti的转换频率(TOF)为0.5·h-1.纯TiO_2纳米纤维氨氮产量提高了约71%,达53μmol,Ti的转换频率(TOF)提高到了0.8·h-1.经过非晶态合金修饰的纳米纤维,氨氮产量达66μmol,Ti的转换频率(TOF)为0.95·h^(-1),比P25提高了113%.

N掺杂TiO_2纳米纤维高可见光催化CO_2合成甲醇

采用气相生长法在介孔SiO_2球的表面上制备了?8~10 nm的TiO_2纳米纤维,采用相同的方法,还成功地制备了氮掺杂的TiO_2(N-TiO_2)纳米纤维,它具有更高的可见光催化活性。采用X射线光电子能谱(XPS)、紫外光电子能谱(UPS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、荧光分光光度计(PL)等对样品进行了测试分析。TiO_2纳米纤维具有高结晶度的锐钛矿晶型,掺氮后的TiO_2纳米纤维带隙变窄,在可见光波段有明显的吸收,同时,光生电子还原能力更强,大大提高了可见光下催化还原CO_2合成甲醇的产率。在300 W氙灯光照2 h后,用纯TiO_2纤维催化CO_2合成甲醇,产率为493.4μmol×g^(–1)?h^(–1),转换频率(TOF)为0.089 h^(–1);以N-TiO_2为催化剂合成甲醇产率提高了40.1%,达695.1μmol?g^(–1)?h^(–1),转换频率(TOF)提高了40.4%,为0.125 h^(–1)。

SnO_2/TiO_2复合纳米纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝技术,以聚乙烯吡咯烷酮和钛酸正丁酯为前驱体,制得锐钛矿相TiO2纳米纤维,并以此为模板,采用水热方法制备了具有异质结构的SnO2/TiO2复合纳米纤维.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散光谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等分析测试手段对产物形貌和结构进行了表征.结果表明,SnO2纳米粒子均匀地生长在TiO2纳米纤维表面,形成了异质结构的SnO2/TiO2复合纳米纤维.通过改变反应物浓度,能有效地实现SnO2/TiO2复合纳米纤维的可控合成.以罗丹明B为模拟污染物,考察了SnO2/TiO2复合纳米纤维的光催化性能,结果表明,该复合纳米纤维的光催化活性明显高于纯TiO2纳米纤维,初步探讨了光催化反应机理.