MIL-125(Ti)衍生的介孔圆盘状TiO_(2)/C高效光催化降解罗丹明B研究

针对有机污染物废水排放对生态环境带来的严重危害问题,通过在氩气(Ar)条件下煅烧钛基金属有机框架[MIL-125(Ti)],制备了具有金红石和锐钛矿混合晶型的介孔圆盘状TiO_(2)附着的碳骨架(TiO_(2)/C)。利用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)及紫外-可见光(UV-Vis DRS)等手段对TiO_(2)/C进行表征,并研究了C骨架的引入对TiO_(2)光催化性能的影响。结果表明:在一定温度和气氛条件下煅烧MIL-125(Ti),衍生得到的TiO_(2)/C具有较大的比表面积(199.8m 2/g)和适当的微孔与中孔比,C骨架支撑可有效地增强TiO_(2)表面光生电荷的分离和迁移速率,抑制电子-空穴对(e-/h+)的再结合,从而促进TiO_(2)在可见光照射下的催化活性。与MIL-125(Ti)和TiO_(2)相比,TiO_(2)/C表现出显著提高的光催化降解罗丹明B(RhB)效率,同时具有良好的光催化活性稳定性。

Ti^(3+)/C/N-TiO_(2)@NGQDs纳米复合光催化剂的制备及其可见光催化性能研究

采用两步水热法制备了Ti^(3+)、C和N共掺杂TiO_(2)@氮掺杂石墨烯量子点(Ti^(3+)/C/N-TiO_(2)@NGQDs)纳米复合光催化剂,通过X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱对其进行了详细表征,且通过降解甲基橙溶液研究了其可见光催化性能。结果表明,Ti^(3+)、C和N成功地共掺杂了TiO_(2),纳米NGQDs附着在共掺杂的TiO_(2)上;Ti^(3+)/C/N-TiO_(2)@NGQDs降解甲基橙的动力学一阶速率常数分别是纯TiO_(2)、C/N-TiO_(2)和C/N-TiO_(2)@NGQDs的25.7倍、4.7倍和1.7倍,提升的可见光催化性能归因于其具有更强的可见光吸收、更快的光生电荷传输和分离效率。超氧自由基和光生空穴是Ti^(3+)/C/N-TiO_(2)@NGQDs可见光降解甲基橙过程中的主要活性物质。此外,Ti^(3+)/C/N-TiO_(2)@NGQDs具有非常高的稳定性。这种TiO_(2)基的复合光催化剂可适用于实际废水处理过程。

Ti/RuO_2电极电催化脱除罗丹明B色度的研究

在阳极和阴极均为Ti RuO2 的无隔膜电解槽内 ,对罗丹明B的电化学脱色效果进行了研究 ,探讨了外加电压、电解质浓度、反应时间、溶液的初始pH、罗丹明B浓度以及NaCl的投加量对罗丹明B脱色的影响。研究结果表明 ,增加电压、提高电解质浓度、降低溶液pH、延长反应时间有利于罗丹明B色度的脱除 :相同条件下 ,溶液浓度越低 ,罗丹明B的电化学脱色效果越好。对于含 2 0mg L的罗丹明B溶液 ,当电解质Na2 SO4 浓度为 0 1mol L、溶液pH =2、外加电压为 8V ,电解6 0min ,溶液的脱色率即达到 95 % ;如果溶液中加入 6 0mg LNaCl,只需电解 30min ,罗丹明B溶液的脱色率即达到 96 %。

网状Ti/TiO_2电极光电催化氧化若丹明B

用阳极氧化法制备出一种网状Ti/TiO2 电极 ,扫描电镜和拉曼光谱对电极表面TiO2 膜的形貌和晶体结构的检测结果表明 :膜的结构和性能受阳极氧化过程中氧化速率的影响 ,在控制实验条件下 ,锐钛型TiO2 是其主要结晶形态 .若丹明B的光电催化降解和光催化降解的实验结果表明 :外加偏压可以有效地提高有机物的光催化降解效率 .TOC的测定结果显示 ,在光电催化氧化过程中 ,若丹明B几乎完全矿化 .若丹明B在光电催化降解过程中 。

TiO_2/Ti薄膜电极制备和光电催化降解罗丹明B的研究

以TA1钛合金为原料采用阳极氧化法制备新型薄膜电极 -TiO2 Ti电极 ,运用X射线衍射法、扫描电镜对电极表面膜的粒径、物相进行了表征。结果表明 ,控制反应条件 ,薄膜中二氧化钛晶型以锐钛矿型为主 ,粒径 45～ 5 0nm ,将其应用于光催化氧化水中的罗丹明B ,该电极对其降解有很好的光催化活性 ,同时 。

B_2O_3·TiO_2/Ti催化剂对水中腐殖酸吸附行为研究

TiO2光电催化氧化有机物的反应被认为是表面反应,有机物在TiO2表面的吸附是其降解的先决条件,因此系统研究有机物在TiO2表面的吸附行为,可以为进一步的光电催化降解提供实验依据。现采用阳极氧化法在基体钛表面原位合成B2O3·TiO2/Ti催化剂为吸附剂,系统地研究了腐殖酸在膜催化剂上的吸附行为,探讨了温度、溶液pH值、腐殖酸初始浓度、外加偏压等因素对吸附的影响,结果表明:低温、酸性条件下有利于腐殖酸在膜催化剂上吸附,吸附量随初始浓度、外加偏压的增加而增大,B2O3·TiO2/Ti催化剂吸附腐殖酸的等温线数据可用Freundlich等温吸附方程描述,吸附过程遵循Lagergren二级吸附动力学模型。

热喷涂TiB_2-Ni复合涂层组织结构和力学性能

采用团聚烧结方法制备TiB2-Ni复合粉末喂料,并采用大气等离子喷涂和高速火焰喷涂两种喷涂方法制备了TiB2-Ni涂层,比较分析了两种涂层的显微组织、物相组成、孔隙率、硬度和断裂韧性.结果表明,与等离子喷涂相比,高速火焰喷涂制备的TiB2-Ni涂层具有更高的致密度,TiB2含量,硬度和断裂韧性.两种涂层中TiB2都没有发生明显的脱硼,氧化,但等离子喷涂过程中TiB2向金属相中发生了溶解生成了大量脆性Ni20Ti3B6相,并降低了涂层中TiB2的含量,这是涂层硬度和断裂韧性相对较低的主要原因.

添加TiB_2对Ti-B-C复相陶瓷性能的影响

在1800℃,35MPa的条件下热压烧结B4C/Ti(摩尔比1:3),得到了TiB2/TiC陶瓷材料.材料的弯曲强度和断裂韧性分别为454MPa和8.4MPa·m1/2.当材料中添加不同含量的TiB2时,发现显微结构中有棒晶出现,经X射线分析为TiB2.添加5%(体积比)TiB2时,复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别高达540MPa和10.8MPa·m1/2;而添加20%TiB2时,复合材料的弯曲强度和断裂韧性下降到357MPa和8.19MPa·m1/2.经扫描电镜观察,添加5%TiB2的材料中棒晶数量明显,长度在10～40μm,气孔较少;而20%TiB2材料中的棒晶发育不充分,数量较少,并且存在大量的气孔.这说明一定数量的添加剂可以促进棒晶的生长和发育.原位形成的棒晶,使材料起到了自增韧的效果,大幅度提高了复合材料的力学性能。

TiO_2/Ti转盘液膜反应器光电催化处理罗丹明B

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/Ti电极,X射线衍射(XRD)分析表明,TiO2主要为锐钛矿,晶粒尺寸约为46nm。以TiO2/Ti电极作阳极,Cu电极作阴极,组装成转盘液膜反应器,考察了其光电催化处理染料罗丹明B(RhB)的影响因素(转盘转速、偏压、溶液初始pH、RhB初始浓度和电解质浓度)。得到最佳处理条件为:转盘转速90r/min,偏压0.4V,溶液初始pH 2.5,电解质(硫酸钠)质量浓度0.5g/L。在最佳处理条件下,处理20mg/L RhB染料废水90min的脱色率和总有机碳(TOC)去除率分别达到97.2%和72.7%。结果表明,由于同时强化了激发光源的利用率和溶液的传质效率,TiO2/Ti转盘液膜反应器可高效光电催化处理染料废水。

团簇Ti_3B_2结构稳定性、成键及电子性质

为了解Ti-B体系的性质,采用密度泛函理论中B3LYP的方法对团簇Ti_3B_2的单、三重态进行全参数优化计算和相关频率的计算验证,得出8种稳定构型。对这些稳定构型的结构、成键情况以及电子性质进行分析。其中构型1^((3))的稳定性是所有优化构型中最好的,构型2^((3))和3^((3))互为对映异构体;Ti-B键对团簇Ti_3B_2的稳定性起重要作用;团簇Ti3B2中所有构型的电子都是由Ti原子流向B原子。

AZ91D镁合金表面激光熔覆Ti_(74)Ni_(20)Si_4B_2涂层

为改善AZ91D镁合金的表面性能,采用6 kW连续CO2激光器在AZ91D镁合金表面熔覆Ti74Ni20Si4B2涂层。用光学显微镜和带能谱分析的扫描电镜观察熔覆层组织和结合区域的形貌以及元素分布,测试合金层的显微硬度、耐磨性和耐蚀性。结果表明,合金层与基体结合良好,并且元素分布没有明显界限。由XRD分析发现,生成TiBx、B4Si等化合物;通过对熔覆层和基体性能测试,发现平均显微硬度提高至625 HV0.05,耐磨性提高了1倍,极化曲线动态极化腐蚀电位提高了0.194 V,腐蚀电流密度降低了0.093 A·cm-2,在3.5%的NaCl溶液中耐腐蚀性能提高了约96%。

Ti/SnO2-Sb电极的制备及降解罗丹明B的研究

采用高温热氧化法制备Ti/SnO2-Sb电极,用扫描电子显微镜(SEM)表征电极的形貌,EDX对电极表层各元素组分的相对含量进行分析.以Ti/SnO2-Sb电极为阳极,钛网为阴极,对罗丹明B染料模拟废水进行电催化氧化降解.结果表明,当罗丹明B的初始浓度为100 mg/L,电流密度为10 mA/cm2,电解质浓度为0.10 mol/L,pH=7时,反应30 min罗丹明B脱色率为97.5%,60 min时溶液的COD去除率为70.5%.

Ti-Fe粉的加入量对TiC和TiB_2颗粒增强45钢基表面复合材料显微组织的影响

采用真空消失模铸渗工艺结合自蔓延高温合成技术制备TiC和TiB2颗粒增强45钢基表面复合材料,重点研究了不同Ti-Fe粉的加入量对表面复合材料复合层和过渡层显微组织的影响。利用光学显微镜对复合材料复合层与基体的结合情况及复合层增强颗粒分布情况进行观察,并利用扫描电镜及能谱分析对Ti-Fe粉加入量45wt%的复合材料复合层的颗粒形貌进行观察及化学成分的确定,为确定光学显微镜下的增强颗粒是TiB2和TiC提供依据。

(ZrTi)B_2固溶体的价电子结构与性能

TiB_2与ZrB_2在热压过程中发生反应生成富Ti的(Ti_(0.8)Zr_(0.2))B_2与富Zr的(Zr_(0.8)Ti_(0.2))B_2两种置换型固溶体。为了预测这两种固溶体的性能,根据固体与分子经验电子理论(EET),对两种固溶体相进行了价电子结构分析;并与TiB_2、ZrB_2基体的价电子结构进行比较。结果表明,TiB_2溶入ZrB_2基体后,引起Zr杂阶从甲种16阶下降到14阶,最强键上共价电子数、共价键电子数百分比、最强键键能下降,表明TiB_2溶入导致ZrB_2基体的硬度、强度、结合能与熔点下降,韧性增加。而ZrB_2溶入TiB_2基体后,引起Ti的杂阶从甲种13阶上升到15阶,ZrB_2溶入的改变作用与TiB_2溶入后的改变作用相反。两种固溶体与两种基体相的价电子结构中各项参数都非常接近,表明TiB_2与ZrB_2两者在烧结过程中很容易发生固溶反应:也说明TiB_2与ZrB_2互相溶入后对基体性能改变幅度较小。

纳米NiCrBSi-TiB_2涂层800℃循环氧化行为研究

采用超音速火焰喷涂技术制备纳米Ni Cr BSi-Ti B_2涂层,对比研究了纳米和微米涂层在800℃下的循环氧化行为。结果表明:纳米涂层表面由完整连续的外层Si O_2膜+内层Cr_2O_3膜构成,细小的Ti O_2颗粒弥散地分布于Si O_2膜上。在800℃循环氧化条件下,纳米涂层氧化增重曲线遵循抛物线规律,扩散机制为该涂层氧化过程中的主要控制步骤。在氧化过程中,纳米涂层表面形成了完整连续的外层Si O_2膜+内层Cr_2O_3膜,同时晶粒细化能够降低涂层内应力,有效地防止涂层开裂,提高了涂层的抗氧化性能。

超重力反应合成TiB_2-TiC陶瓷温度场模拟与显微组织分析

利用ANSYS有限元模拟超重力反应合成TiB_2-TiC陶瓷凝固过程中温度场分布及各区域温度随时间变化曲线并对制备的陶瓷进行显微组织分析。由模拟结果可知,陶瓷熔体自边缘向心部迅速降温、凝固,且不同区域的温度变化速率差异明显。XRD、FESEM和EDS分析表明,陶瓷基体主要由TiB_2片晶与不规则的TiC球晶组成,但各区域的组织形态有所变化,这主要是由于凝固速率差异造成的。同时,超重力反应合成TiB_2-TiC陶瓷显微组织分布验证了ANSYS有限元模拟陶瓷凝固过程中温度场变化趋势的有效性。

反应熔铸（Ti,W,Cr）B2-（Ti,W,Cr）C复相陶瓷刀具材料

采用超重力场反应熔铸技术,以（Ti＋B_4C）为主体系,辅以（Cr O_3＋WO_3＋Ni O＋Al）复杂铝热体系,制备出（Ti,W,Cr）B_2-（Ti,W,Cr）C陶瓷刀具材料。XRD、FESEM与EDS分析表明：（Ti,W,Cr）B_2-（Ti,W,Cr）C陶瓷基体主要由（Ti,W,Cr）B_2块晶、不规则（Ti,W,Cr）C、Al Ni及少量Al_2O_3构成。燃烧体系反应完成后,Al_2O_3熔滴被分离,得到Ti-W-Cr-Ni-C-B混合熔体。在混合熔体的冷却凝固过程中,Ti C优先形核析出,[W]、[Cr]原子取代部分[Ti],扩散至Ti C相中,先后生成（Ti,W）C、（Ti,W,Cr）C;在Ti B_2长大过程,[W]、[Cr]原子取代部分[Ti],生成（Ti,W,Cr）B_2;在凝固后期,[Ni]与少量未反应的[Al]反应生成Al Ni,分布于基体间,提高了陶瓷的致密性。

TiB_2/Ti-6Al-4V梯度装甲复合材料界面结构与防弹机理

为了不断提升装甲车辆的防护效能,采用超高重力场反应加工技术,实现Ti B2基陶瓷与Ti-6Al-4V的熔化连接,制备出Ti B2/Ti-6Al-4V梯度装甲复合材料。通过X射线衍射(XRD)与场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察、残余穿深(DOP)实验及数值理论分析,研究其界面结构对防弹性能的影响。XRD和FESEM结果表明,在Ti B2/Ti-6Al-4V的连接界面上,Ti B2、Ti B陶瓷相自陶瓷侧逐渐过渡至钛合金侧,呈现梯度复合特征。经对Ti B2基陶瓷与Ti B2/Ti-6Al-4V梯度装甲复合材料进行DOP试验,二者防护系数分别为3.05和7.30.相比于Ti B2基陶瓷,Ti B2/Ti-6Al-4V梯度装甲复合材料的防弹性能大幅提高。陶瓷与钛合金连接区的梯度复合结构缓解了Ti B2/Ti-6Al-4V之间声阻抗失配状况,提高其剪切强度,在表观上使防弹性能得以显著提升。

烧结法制备Al-Ti-B中间合金粉体

采用TiO_(2)粉、CaO、Al粉和B_(2)O_(3)为原料,经混匀、压片、烧结后,制备出了Al-Ti-B中间合金粉末。利用XRD、SEM-EDS、XPS等表征手段,对烧结产物的物相组成、微观形貌和原子价态进行分析。结果表明,在钙铝比1.6、钛硼比5、1485℃烧结20 min的条件下,烧结产物的主要物相为Al_(3)Ti、TiB_(2)、Al、CaAl_(4)O_(7)和CaAl_(2)O_(4);烧结产物中Al_(3)Ti呈块状,TiB_(2)呈小颗粒状,两者均匀分布在铝基体中;TiO_(2)在反应中存在逐级还原的现象。烧结法可以制备出Al-Ti-B中间合金粉体。

MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜结构设计及其宽温域摩擦性能研究

目的探究环境温度对MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜摩擦磨损性能的影响,探讨并揭示薄膜在高温环境下的损伤机理。方法采用非平衡磁控溅射技术制备MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜,评价Ti、WC双功能组元以及纳米多层结构设计对薄膜表面形貌和微观结构的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、扫描探针显微镜(SPM)等表征手段对薄膜的晶体结构、表截面形貌以及表面粗糙度进行分析,利用原位纳米压痕仪对薄膜的力学性能进行评估,利用高温摩擦磨损试验机评价薄膜在不同温度环境(25~300℃)下的摩擦磨损性能,进一步通过激光共聚焦对磨痕和磨斑进行光学形貌分析,并利用能谱仪(EDS)和共聚焦显微拉曼光谱(Micro-Raman)对钢配副表面的摩擦转移膜进行成分分析。最终揭示MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜在不同温度下的磨损机理。结果MoS_(2)/Ti-WC纳米多层的结构设计可以诱导MoS_(2)(002)晶面的择优生长,获得表面平整光滑、结构致密的薄膜。相比于MoS_(2)/Ti薄膜,WC纳米层的引入,赋予薄膜更高的硬度和硬/弹比。MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜在潮湿空气中的平均摩擦因数为0.07,平均磨损率为6.14×10^(-7)mm^(3)/(N·m)。结论MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜在宽温域(100~300℃)内保持稳定的摩擦性能,这得益于薄膜纳米多层的结构设计、高的硬/弹比以及优异的抗氧化性能,同时在钢配副表面形成了连续且致密的转移膜。