纳米TiO_2光触媒及其高分子复合材料的结构与性能

研究了纳米 Ti O2 的结构特征及纳米 Ti O2 复合高分子材料的结构和性能。考察了含纳米 Ti O2 高分子复合材料的抗紫外、抗老化、抗菌及抗恶劣环境的性能。试验数据表明 ,纳米 Ti O2 光触媒对于细菌有显著的抑制作用 ,对于塑料有明显增韧作用 。

纳米碳酸钙的制备及应用进展

综述了纳米碳酸钙的制备方法及其应用 。

Sol-Gel法制备ZnO∶Al透明导电薄膜

采用Sol Gel工艺在普通载玻片上制备出C轴择优取向性、高可见光透过率以及高电导率的Al3+离子掺杂的ZnO透明导电薄膜。利用SEM、XRD等分析手段对薄膜进行了表征。研究结果表明 :所制备的薄膜为纤锌矿型结构 ,表面平整、致密。通过标准四探针法及UVS透射光谱详细研究了Al3+ 离子掺杂的ZnO薄膜的电学与光学性能。实验发现 ,当Al3+ 离子掺杂浓度为 0 8%时 ,前处理温度为 40 0℃ ,退火温度为 5 5 0℃ ,真空退火温度为 5 5 0℃时 ,薄膜具有较好的导电性 ,电阻率为 3 0 3× 10 - 3Ω·cm ,其在可见光区的透过率超过 80 %。

Cr^(3+)掺杂纳米TiO_2结构相变及光谱特征

以TiCl4、Cr(NO3)3.9H2O为原料采用共沉淀法制备了掺杂不同量Cr3+离子的纳米TiO2,通过XRD、DSC、TG-DTG、FT-IR和UV-Vis等分析手段对样品的晶体类型、光谱吸收特征进行了表征,并研究了TiO2在锐钛矿型和金红石型之间的晶型转变过程。结果表明Cr3+离子的掺入可促进TiO2的结构相变,显著降低相变温度,延缓了结晶水的排出。少量Cr3+离子掺入TiO2后,主要以替代的方式占据TiO2晶格中Ti4+的位置,并在TiO2禁带中产生掺杂能级,提高了可见波段的光吸收,使原来位于380nm的吸收边向长波方向移动,并且在480nm产生了新的吸收边,实现了与太阳光谱的匹配。当掺杂量达到33%时,Cr3+可能以Cr2O3的形式与基体TiO2形成新物质Cr2TiO5。

氧化锌薄膜溶胶-凝胶分析

应用sol gel技术,在普通载玻片上制备出透明的ZnO薄膜。由于醋酸锌前驱体在醇中的溶解度小,因此制备过程中,选用了质子化能很强的物质(如乙醇胺)改变了其在醇中的溶解度。本文还通过热分析、红外光谱等手段分析了不同温度下ZnO的sol gel热分解过程,并应用AFM、X射线衍射和UV Vis吸收光谱对sol gel路线制得的薄膜进行表征。实验结果表明:二水醋酸锌 单乙醇胺 异丙醇体系sol gel的热分解过程与纯二水醋酸锌过程的分解大相径庭。ZnO薄膜的sol gel的分解趋于一步完成。预处理温度对ZnO薄膜的性能有显著影响。只有通过控制试验条件,才能保证ZnO薄膜的透光率。

纳米TiO_2/HIPS复合体系流变性能研究

研究了纳米TiO2 含量、EVA蜡对纳米TiO2 /HIPS体系的流变性能影响 ,以原子力显微镜表征样品表面质量及母料分散性 ,以UV Vis表征样品表面的吸收谱图。结果表明复合体系的表观粘度受纳米TiO2 含量的影响较小 ,在低含量的情况下 ,复合体系的表观粘度优于纯HIPS。EVA蜡可以在较大范围内调整复合体系的流变性能 ,在流动过程中 ,复合体系内纳米TiO2 聚集结构可以被逐步破坏 ,从而使纳米TiO2 得到良好分散。原子力显微镜测试表明 ,采用 6份以上EVA蜡改性的纳米TiO2 /HIPS体系做母料 ,可得到表观及分散性良好的制品。低纳米TiO2 含量HIPS制品依然呈现纳米TiO2 本体的光学吸收特性 ,其表面对可见光仍有较强的反射能力 。

铁离子对二氧化钛晶型转变的影响

通过共沉淀法制得纳米掺铁TiO2粒子,并利用TEM、DSC TG和XRD测试手段研究了铁离子在TiO2晶型转变过程中的作用,以及铁离子掺杂浓度对TiO2晶型转变的影响。

镧掺杂纳米TiO_2薄膜的制备及对甲醛的光催化降解

采用sol gel技术 ,在细玻璃管表面制备了La掺杂复合TiO2 薄膜光催化剂。通过SEM、XRD和UV VIS等测量手段对该催化剂表面形貌、薄膜相组成、光吸收特性进行了表征和研究。结果表明 ,薄膜表面为多孔状 ,粒子晶型为锐钛矿相 ,适当的La掺杂可以细化晶粒并且有效提高薄膜对紫外光 (λ <387nm)的吸收。在一个封闭循环装置中考察了甲醛气体的光催化降解。甲醛的光催化降解曲线是吸附和降解共同作用的结果 ,其降解率随初始浓度的升高而增加。实验发现热处理温度为 5 0 0℃、镧掺杂量 1 5 %(质量分数 )

纳米TiO_2改性塑料的抗菌及分解内毒素特性研究

研究了纳米TiO2的制备、相结构及抑菌作用,含0.7％TiO2的纳米TiO2/PS复合材料的分解内毒素及抑菌作用。结果表明:锐钛矿型纳米TiO2对常见的菌种具有良好的抑制作用。纳米TiO2/PS复合材料具有明显的分解细菌内毒素的作用和良好的抑菌效果;对内毒素的分解率可达90％以上,对常见细菌的杀菌率达到99％以上。

纳米碳酸钙制备过程中添加剂作用机理探讨

采用鼓泡碳化法 ,在最佳反应温度、反应物浓度的条件下 ,考察了添加剂对产物形状及粒径大小的影响 ,得到了直径为 2 0～ 30nm、长径比在 2 0左右且分散性能良好的针状纳米碳酸钙 ,并对添加剂作用机理进行了分析。

纳米卡拉胶微球的制备

利用 Span 80作表面活性剂 ,正丁醇作助表面活性剂制得反相微乳液。将天然海洋高分子κ-卡拉胶进行酸水解使其分子量降低 ,通过反相乳液法对水解后的κ-卡拉胶进行分散并用甲醛和戊二醛进行交联 ,制备卡拉胶微球 ,利用 TEM、IR研究了卡拉胶微球的粒度和分子结构变化。 TEM显示 :低分子量的卡拉胶能够得到纳米级的卡拉胶微球 ,粒径约为 40 nm,添加正丁醇有助于卡拉胶的分散。 IR光谱证明了甲醛和戊二醛在卡拉胶微球内部发生了羟醛缩合反应 。

过渡金属离子掺杂纳米TiO_2的机理和光吸收特性

综述了过渡金属离子掺杂改性 Ti O2 的光催化性能及掺杂离子的原子摩尔分数、半径、化合价等因素对 Ti O2 光催化性能的影响。同时结合具体实验结果 ,分析了掺 Fe3+ Ti O2 的光吸收特性。结果表明 ,Ti O2 的吸收阀值随掺 Fe3+量的增加而增大 ,拓宽了光响应范围 。

纳米铜粒子的热稳定性研究

利用惰性气体蒸发法制备了平均粒径为40～50nm的纳米铜粒子。采用示差扫描量热法(DSC)对纳米铜粒子的热性能进行了研究。纳米铜粒子在477℃开始熔化,但不同的升温速度有着不同的熔化过程。升温速率低于30℃/min时,纳米铜粒子有足够的时间长大因而观察不到明显的熔点降低。升温速率在30℃/min时,纳米铜粒子快速吸热熔化,在490℃出现明显的熔点,且绝大部分纳米粒子在此温度下熔化。

载体改性对纳米加氢催化剂活性的影响

应用不同的助剂对纳米加氢催化剂的载体进行改性,以甲苯加氢反应为探针,对改性后的纳米加氢催化剂进行了性能测试。运用XRD、SEM方法对改性的纳米加氢催化剂进行表征,研究了载体改性对纳米加氢催化剂活性的影响。结果表明,载体改性细化了催化剂活性组分的粒子,提高了活性组分粒子的分散度,有利于提高纳米加氢催化剂的活性,助剂中TiO2改性的催化剂活性较高且稳定。

HIPS/纳米TiO_2的分散及光老化性能研究

研究了纳米TiO2粒子在高抗冲聚苯乙烯(HIPS) /纳米TiO2复合材料中的分散及纳米TiO2对复合材料光老化性能的影响,探讨了复合材料的光老化机理。结果表明,通过两步法熔融共混,可得到纳米粒子均匀分散的复合材料;纳米TiO2质量分数为 1. 0%时,复合材料的综合力学性能最好,纳米TiO2对HIPS具有一定的增韧效果;经氙灯加速光老化后,HIPS/纳米TiO2复合材料的力学性能明显优于纯HIPS样品,纳米TiO2可显著提高复合材料的抗光老化能力。

纳米TiO_2的结构相变和光学性能

以TiCl4为原料 ,采用沉淀法制备了水合TiO2 沉淀 ,分别于 1 0 0℃、30 0℃、40 0℃、60 0℃、80 0℃煅烧处理。用紫外 可见光谱和导数吸收光谱研究了纳米TiO2 的吸收带边、能隙随着煅烧温度变化而变化的情况 ,结合XRD、TG DSC分析了不同温度下TiO2 的晶型及晶型转变情况。结果表明 ,随热处理温度的升高 ,TiO2 的晶相结构由非晶到锐钛矿型再到金红石型转变 ,40 0℃为锐钛矿型 ,60 0℃已出现金红石型 ,80 0℃已完全转变为金红石型 ;晶粒尺寸随热处理温度的升高而逐渐增大 ;带隙宽度、吸收带边随热处理温度的升高而变窄和“红移”。

Ni(NO_3)_2·6H_2O的热分解机理及非等温动力学参数

利用DSC-TG热分析技术，研究了Ni（NO3）2·6H2O的热分解过程和非等温动力学参数。在N2气氛下，线性升温速率为10℃·min^-1时，Ni（NO3）2·6H2O在200℃以前失去4个水分子，然后脱去硝酸，形成碱式盐，最后碱式盐分解生成NiO.动力学研究确定，由碱式盐分解生成NiO的反应属于Avrami—Erofeev的成核和核成长为控制步骤的Al机理，热分解的表观活化能182．3-232．7kJ·mol^-1，lnA41．69-43．1。

氮化钛纳米粒子的制备及表征

以金属钛为原料 ,采用氢等离子体金属反应法制备了纳米TiN颗粒。通过X射线衍射 (XRD) ,透射电镜 (TEM ) ,扫描电镜 (SEM ) ,X射线能谱 (EDS) ,热重 差热分析(TG DSC)等手段对粒子的成分、形貌 ,相结构 ,热性能等进行了表征。实验结果表明 :在氮气氛下 ,采用等离子体金属反应法可制备氮化钛纳米粒子 ,粒子粒径均匀 ,形状均为立方体 ,纯度高 ,分散性好 。

纳米二氧化钛/壳聚糖一维纳米复合材料制备及结构分析

无机材料纳米二氧化钛和生物材料壳聚糖在抗菌方面都有比较广泛的应用,但是二者的抑菌机理有所差别,各自在应用中也存在一定缺点和局限性。为改善性能,扩展应用,提出纳米二氧化钛/壳聚糖一维复合的概念,制备了纳米二氧化钛/壳聚糖一维纳米复合材料,并利用IR、XRD、SEM对其基本结构进行了研究。

LLDPE/LDPE/TiO_2复合膜的分散及光学性能

讨论了纳米TiO2在线型低密度聚乙烯(LLDPE)/低密度聚乙烯(LDPE)复合体系中的分散和体系流变行为,研究了复合薄膜的光学性能。结果表明,以高流动性LDPE为基体的纳米TiO2母料,加入LLDPE/LDPE体系中后,复合体系的表观粘度有所提高,但拉伸粘度显著下降。纳米TiO2母料在LLDPE/LDPE复合体系中具有良好的分散性,复合薄膜中的纳米TiO2为一次粒子。纳米TiO2起到了异相成核剂的作用,球晶的粒子得到细化。在本研究的纳米填充范围内(质量分数不大于1.0%),复合薄膜的透光度基本不变,雾度发生了较大幅度上升,复合薄膜在紫外光区域的吸收显著增强。