钒氮共掺杂TiO_2的制备及其光催化性能

通过水解沉淀-浸渍法制备了钒、氮共掺杂纳米TiO2光催化剂,并用XRD、UV-Vis、XPS表征了其结构特征。XRD分析结果表明,共掺杂和单掺杂均为单一的锐钛矿相,氮和钒都进入了TiO2晶格中。UV-Vis漫反射光谱显示,钒、氮的掺杂使得催化剂对可见光的响应红移至509 nm。XPS研究表明,N以O-Ti-N和Ti-O-N结构存在于钒氮共掺杂TiO2中,V以V4+和V3+的形式存在于钒氮共掺杂TiO2晶格中。分别以汞灯和太阳光为光源,以亚甲基蓝为降解物,进行催化剂的光催化降解实验,结果表明,煅烧温度为300℃,钒的掺杂量为1%时,钒、氮共掺杂TiO2的光催化降解效率最高。

氮钒共掺杂纳米TiO_2的表面改性及其对涂料中甲醛的降解

利用硅烷偶联剂(KH570)对氮钒共掺杂纳米TiO_2进行表面改性,考察了偶联剂用量、反应时间、反应温度及pH等改性条件的影响,从而确定最佳用量和最佳反应条件。利用元素分析、红外光谱、透射电子显微镜和热质等表征手段及亲油化度的测定,研究了表面改性的效果及分散状况。红外光谱表明,KH570以化学键合的方式结合在纳米TiO_2的表面,并形成了有机包覆层,经测量,氮钒共掺杂纳米TiO_2表面包覆的KH570的质量分数约为13.36%～14.99%。将改性后的氮钒共掺杂纳米TiO_2以一定的比例加入到成膜物质中制成一系列的涂料样品,然后测定其甲醛含量。结果表明,甲醛的降解率可达到82.2%。与普通涂料相比,加入改性后的氮钒共掺杂的纳米TiO_2的涂料具有优异的物理性能。

碳纳米管/苯丙乳液导电内墙涂料的制备

先利用混酸体系和3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行表面修饰,然后将修饰后的MWCNTs加入苯丙乳液中,成功制备了具有良好抗静电性能和力学性能的碳纳米管/苯丙乳液改性内墙涂料。利用透射电镜,对修饰前后的MWCNTs进行了热重分析。结果表明:KH550成功地接枝到MWCNTs表面,修饰后的MWCNTs能实现很好的分散。研究了MWCNTs用量对所制备涂料的导电性能、力学性能的影响。研究表明当MWCNTs添加量达到2.50%时,涂料的表面电阻最小,为1.42×107Ω,力学性能最佳。

3-氨丙基三乙氧基硅烷对多壁碳纳米管的化学修饰研究

先用混酸体系(浓硫酸/浓硝酸体积比为3:1)对多壁碳纳米管进行了氧化处理,再利用氧化处理后多壁碳纳米管表面生成的羟基与3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)进行反应,制备了表面有机修饰的多壁碳纳米管。对比了未经改性的原始多壁碳纳米管、混酸处理过的多壁碳纳米管以及经过表面有机修饰的多壁碳纳米管在水中的分散性能。采用红外光谱、透射电镜、拉曼光谱等对化学修饰前后的各种多壁碳纳米管进行了表征和分析。结果表明,硅烷偶联剂KH550已成功地接到多壁碳纳米管上。硅烷化后的多壁碳纳米管保持碳纳米管的结构不变,在水中基本呈现分散状态并可稳定放置20天以上。