H_2Ti_4O_9纳米晶的制备与表征

采用机械化学法,利用离子交换反应,通过离子交换、层离和沉淀过程制备了高比表面积的H_2Ti_4O_9纳米晶体.采用XRD、TEM、热分析、N2吸附-脱附等温过程和吸收光谱对制备的H_2Ti_4O_9纳米晶体进行了表征.结果表明,以TiO_2纳米晶片形式存在的微晶Ti_4O_9^(2-),其径向尺寸低于50nm,纳米晶片的比表面积取决于反应溶液的pH值和对前驱物K_2Ti_4O_9球磨的时间.将K_2Ti_4O_9球磨2h后悬浮于1mol/L HCl溶液中搅拌,进行离子交换反应,最后将溶液pH值调整至8,沉淀后所得产物H_2Ti_4O_9的比表面积达328.4m^2·g^(-1).

Ag-H_2Ti_4O_9复合材料的制备以及可见光下对甲苯降解的研究

采用剥离-重堆积法,制备了Ag掺杂的H_2Ti_4O_9复合材料(Ag-H_2Ti_4O_9)。紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)表明Ag-H_2Ti_4O_9光吸收起始波长由350 nm红移至468 nm。由X射线光电子能谱(XPS)分析,材料中Ag以Ag^+和Ag^0存在。N_2吸附-脱附(BET)显示,掺杂后材料的比表面积由33. 7 m^2/g增加到了56. 0 m^2/g。光致发光(PL)表明Ag-H_2Ti_4O_9的光生载流子的复合得到了有效抑制。在300 W氙气灯下,10 min内Ag-H_2Ti_4O_9对甲苯降解效率达到了90%以上。

聚苯胺/钛酸纳米复合材料的合成及其电化学和可见光催化性能的研究与应用

聚苯胺(PANI)/钛酸(H_2Ti_4O_9)层状纳米复合材料以苯胺(ANI)/H_2Ti_4O_9为前驱体,通过原位聚合的方法合成。复合材料的合成过程、形貌和结构通过XRD、SEM、IR和TGA/DSC表征手段进行研究。苯胺以单层且苯环垂直于层板的方式排列在H_2Ti_4O_9层间,聚合后的聚苯胺分子以单层方式排列在层间。PANI/H_2Ti_4O_9复合材料具有优异的热稳定性、氧化还原活性以及可见光催化降解亚甲基蓝活性,在电化学传感器和污水处理方面具有潜在的应用前景。

H_2Ti_4O_9纳米带的制备及其水热反应

目的以K_2Ti_4O_9·3H_2O为主要原料,制备H_2Ti_4O_9·nH_2O纳米带,研究纳米带的结构与性能,为开发新型功能材料提供新靶点。方法 K_2Ti_4O_9·3H_2O与盐酸进行离子交换反应,其产物分别与乙二胺和四甲基氢氧化铵溶液进行剥离反应,形成胶体再与Ba(OH)2·8H_2O溶液进行水热反应,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重-差热分析(TG-DTA)和能谱分析(EDS)等手段对所得的样品进行表征分析。结果 K_2Ti_4O_9·3H_2O经过酸交换后可得到H_2Ti_4O_9·1.1H_2O晶体,该晶体剥离后得到二维纤维状H_2Ti_4O_9·nH_2O纳米带胶体。纳米带胶体与Ba(OH)2·8H_2O溶液进行水热反应后可得到110nm大小且有正方晶系的BaTiO3纳米陶瓷粉体,BaTiO_3纳米陶瓷粉体形貌规整,颗粒分布均匀,呈扁平的椭圆形块状。结论 K_2Ti_4O_9·3H_2O的离子交换反应可完全进行,交换后得到的层状化合物H_2Ti_4O_9·1.1H_2O在100℃时用乙二胺剥离效果最好,而且剥离的纳米带宽度仅有20nm。纳米带与Ba(OH)_2·8H_2O溶液基于溶解析出机制,反应12h后生成的BaTiO_3晶粒最小,结晶性最好。