TiO_2-B_2O_3-C系统反应热力学初步探讨

采用物质吉布斯自由能函数法,对TiO2-B2O3-C系进行了热力学分析。热力学计算结果表明:在采用碳热还原法还原TiO2时,TiO2是按照以下顺序依次被还原:TiO2→Ti4O7→Ti3O5→Ti2O3→TiO→Ti;采用碳热还原法合成TiB2的反应模型为:随着温度逐渐升高,TinO2n-1(n=2～4)被还原为TiO,B2O3被碳还原生成单质B和B4C,随后TiO与B或B4C进一步反应生成TiB2;采用碳热还原法合成TiB2时,硼源的选择对于合成温度的高低有直接影响,而采用B2O3作为合成TiB2的硼源,其原料来源充足,合成温度适中,适用于采用此法进行大规模工业生产;为降低反应温度,提高反应的转化率,缩短反应进程,应采用抽真空或在稀有气体气氛下进行,增大稀有气体流速,定时对炉内抽真空换气,以降低炉内CO分压PCO的工艺措施。

γ-Bi2O3/TiO2复合纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝技术与溶剂热法相结合制备了γ-Bi2O3/TiO2复合纤维光催化材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和紫外–可见吸收光谱(UV-Vis)等分析测试手段对材料进行了表征,并以罗丹明B(RB)的脱色降解为模式反应,考察了材料的可见光催化性能.结果表明:γ-Bi2O3纳米片均匀地生长在TiO2纤维上,形成了具有异质结构的γ-Bi2O3/TiO2复合纤维光催化材料,其光谱响应范围拓宽至可见光区,有利于TiO2光生电子和空穴的分离,增强了体系的量子效率.与纯TiO2纤维相比可见光催化活性明显提高,对RB的脱色率达87.8%.

CaO-B_2O_3-SiO_2-TiO_2系保护渣配位结构的计算模拟

针对新型无氟保护渣CaO-B2O3-SiO2-TiO2四元渣系,采用分子动力学模拟的方法,对该保护渣系的微观结构进行了模拟计算,分析了CaO-B2O3-SiO2-TiO2渣系的配位结构,并考察了TiO2含量对保护渣配位结构的影响规律。研究表明:该渣系中硼的配位结构只存在三配位的三角体和四配位的四面体,而Ti与O之间主要以六配位的八面体结构形式存在;随着TiO2含量的增加,保护渣微观结构中Si、B、Ti的配位形式将发生明显变化,分别向四配位结构、三配位结构及五配位结构转化。

纳米TiO2-Bi2O3-La2O3复合材料的制备及光、电催化性能研究

以钛酸丁酯、硝酸铋、硝酸镧为主要原料,溶胶-凝胶法分别制备了TiO2、TiO2-Bi2O3、TiO2-La2O3和TiO2-Bi2O3-La2O3等催化剂。用XRD、TEM等方法对其进行了表征,晶型均为锐钛矿,粒径范围10～25 nm。以罗丹明B为目标降解物,分别考察了催化剂的光、电催化活性。结果表明,在紫外光照下,TiO2-Bi2O3-La2O3的光催化活性最高,60 min时罗丹明B的降解率达98.7%,较纯TiO2光催化活性提高了162%;以负载TiO2-Bi2O3-La2O3的多孔材料为粒子电极,采用三维电极法降解罗丹明B,20 min时的降解率达98.6%,较使用负载纯TiO2粒子电极提高了9%。

Al-TiO_2-B_2O_3反应体系的机械力化学与热化学行为

通过机械球磨系统地研究Al-TiO2-B2O3反应体系粉体的机械力化学与热化学行为。结果表明:Al-TiO2-B2O3复合粉体球磨20h后,中位径可达到4.35μm,形状近乎球形,并生成少量Al2O3、TiB2等新相;机械力化学作用使其在400℃左右就可发生缓慢的固相反应,在670℃时反应最为剧烈;在700℃热处理时,产物大部分为Al2O3和TiB2;在1000℃热处理时,产物全部为Al2O3和TiB2。

糠醛液相加氢用Mo改性Ni-B/TiO_2-Al_2O_3(S)非晶态合金催化剂

以溶胶-凝胶法制备复合载体TiO2-Al2O3(S)负载非晶态Ni-B合金用于催化糠醛液相加氢反应,并研究了Mo对催化剂的改性作用.采用ICP(等离子发射光谱)、DSC(差示扫描量热)、N2吸附、TPR(程序升温还原)和TPD(程序升温脱附)等技术对催化剂进行了表征.研究结果表明,与单一氧化铝载体相比,复合载体负载的Ni-B合金催化性能明显提高,这是由于在同样的制备条件下,复合载体负载的Ni-B中Ni含量更高,同时TiO2分散到了!-Al2O3的孔中,堵住了部分细孔,有利于产物糠醇扩散出来,防止深度加氢.Mo能提高Ni-B/TiO2-Al2O3(S)的热稳定性,增大Ni的负载量,使部分氧化态物种变得易于被还原,表面出现新的加氢活性中心,并增加化学吸附中心数,减弱吸氢强度,因而显著提高了Ni-B/TiO2-Al2O3(S)的活性;Mo添加使Ni-B/TiO2-Al2O3(S)的平均孔径及总孔容均增大,有利于产物糠醇扩散出来,还能使糠醇更易从催化剂的表面脱附,防止其深度加氢,因而提高了糠醇的选择性.当Mo含量为1.25%时,糠醛转化率、糠醇选择性都达到了100%.

不锈钢基/β-PbO_2-TiO_2-Co_3O_4复合镀层制备及其性能表征

使用直流复合电沉积方法制备不锈钢基β-PbO2、TiO2掺杂β-PbO2、Co3O4掺杂β-PbO2、TiO2和Co3O4共掺杂β-PbO2复合镀层材料。采用SEM、EDS、XRD和电化学测试等对复合电极进行形貌、成分、组成和催化活性表征,并且将不锈钢基/β-PbO2-TiO2-Co3O4电极应用到锌电积实验中。结果表明,添加Co3O4能提高PbO2电极的催化活性;添加TiO2可以起到细化晶粒,增大比表面积的作用;不锈钢基β-PbO2-TiO2-Co3O4复合镀层阳极与Pb-Ag合金阳极相比,锌电积槽电压降低为2.97 V,电流效率提高到91.2%,使用寿命延长。

α-Bi_2O_3/TiO_2纳米粒子的制备及其光催化性能的研究

采用两步水热法合成了α-Bi2O3/TiO_2纳米粒子,利用透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见固体漫反射光谱(DRS)对其进行了表征,以罗丹明B(Rh B)为模型污染物评价了其光催化活性,结果表明:在模拟可见光源的照射下,α-Bi2O3/TiO_2比α-Bi2O3、TiO_2单体具有更好地光催化活性,当α-Bi_2O_3与TiO_2的摩尔比为1︰5时复合纳米粒子的光催化活性最佳,光照150 min降解率为98.5%.经过3次循环利用,α-Bi2O3/TiO_2纳米粒子具有较好的稳定性.

[Cu_3(μ_(10)-bta)(μ_2-C_2O_4)(H_2O)_2]_n的水热合成与结构表征

有机-无机杂化材料因其在催化、化学吸附、磁性和电子导体等方面具有广泛的应用而成为人们的研究热点。通过过渡金属离子和特殊的有机配体之间的反应,一系列具有独特结构的配位聚合物已被合成出来。多齿有机配体可螯合两个或多个金属离子,这些金属离子之间存在良好的电子交换,可形成一维、二维或三维的配位聚合物。

埋炭热处理时Al_2O_3-SiC-TiO_2-C浇注料的物相演变

为了探明可否通过原位反应在Al2O3-SiC-TiO2-C浇注料中合成碳氮化钛，在Al2O3-SiC-TiO2-C浇注料常规配方中直接加入6％质量分数的TiO，制备了Al2O3-SiC-TiO2-C浇注料，结合1100-1500℃下埋炭热处理后浇注料的物相组成分析结果及热力学计算，研究了Al2O3-SiC-TiO2-C浇注料的物相演变过程。结果表明：在热处理温度为1100℃时，体系内的主要变化为锐钛矿向金红石的转变过程；加热至1200℃后，体系内的单质硅则可以完全与碳反应生成SiC；当温度升至1300℃时，体系内的金红石TiO2开始被还原而转变为Ti3O5，同时铝酸钙水泥的主要组分CaO、Al2O3与SiO2之间也开始相互反应生成钙铝石榴石相；温度升高至1400℃后，莫来石相开始生成，同时Ti3O5继续被还原并氮化转变为碳氮化钛；1500℃时，已经不再有新相生成，但莫来石和碳氮化钛的量明显增多，且晶格发育更加完善。

SO_4^(2-)/TiO_2-La_2O_3催化剂催化合成苹果酯-B

制备了稀土改性固体超强酸SO42-/TiO2-La2O3催化剂。以SO42-/TiO2-La2O3为多相催化剂,对以乙酰乙酸乙酯和1,2-丙二醇为原料合成苹果酯-B的反应条件进行了研究。实验表明:固体超强酸SO42-/TiO2-La2O3是合成苹果酯-B的良好催化剂,最佳反应条件为:n(乙酰乙酸乙酯)∶n(1,2-丙二醇)=1∶1.5,催化剂用量为反应物料总质量的1.5%,环己烷为带水剂,反应时间1.5h,反应温度85℃～110℃。在上述条件下,苹果酯-B的收率可达88.6%。

Bi2O3/g-C3N4/TiO2三元复合物的制备及其可见光催化活性研究

以工业纳米Ti O2,三聚氰胺(C3H6N6)和硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)为原料,通过高温煅烧制备Bi2O3/gC3N4/Ti O2三元复合物,采用XRD、XPS、FT-IR、UV-vis、PL光谱等对其结构进行了表征。结果表明g-C3N4和Bi2O3分散覆盖在Ti O2表面,形成具有异质结结构的Bi2O3/g-C3N4/Ti O2三元复合物,其带隙降低,对可见光的吸收增强,电子和空穴通过在Bi2O3、g-C3N4和Ti O2三者界面间的转移有效延长了光生载流子的寿命,从而提高光催化效率。以亚甲基蓝为目标污染物评价其光催化活性。结果表明,当Ti O2与C3H6N6质量比为1∶2.5,Bi(NO3)3·5H2O含量为0.35%,煅烧温度为520℃,煅烧时间为5 h时制得的Bi2O3/g-C3N4/Ti O2三元复合物(即0.35Bi/C/T)活性最高,LED灯(12 W)光照180 min后对10mg/L亚甲基蓝溶液降解率达98.1%。

BaO-SiO2-B2O3-TiO2系统玻璃的电子自旋共振研究

采用电子自旋共振(ESR)方法研究了钛在BaO-SiO2-B2O3-TiO2系统玻璃中的价态及Ti3+的结构状态.结果表明:在正常空气气氛下熔制的玻璃中,钛主要以Ti4+形式存在,所产生的顺磁信号归因于玻璃的本征缺陷和熔制时TiO2中氧的逸出而形成的氧空位捕获电子引起,且随温度升高,氧空位浓度减少;在微还原性气氛下,有部分Ti3+形成,出现g┃=1.9954,g┸=1.9823两处顺磁峰,它们对温度有着不同的依从性,即随温度升高:g┃ 峰增强,g┸峰降低;根据Ti3+的g┃ 、g┸)参数的性质,认为Ti3+是处于带四方畸变的八面体配位场中,形成[TiO6];即便在液氮温度下,也难以观察到Ti3+的超精细结构谱线.

SO_4^(2-)/TiO_2-WO_3催化合成苹果酯-B的研究

制备了固体超强酸SO2 4/TiO2 WO3 催化剂。以SO2 4/TiO2 WO3 为多相催化剂 ,对以乙酰乙酸乙酯和 1,2 丙二醇为原料合成苹果酯 B的反应条件进行了研究。实验表明 :固体超强酸SO2 4/TiO2 WO3 是合成苹果酯 B的良好催化剂 ,最佳反应条件为 :n(乙酰乙酸乙酯 ) :n(1,2 丙二醇 ) =1∶1.5 ,催化剂用量为反应物料总质量的 1.0 % ,环己烷为带水剂 ,反应时间 2 .0h ,反应温度 85～ 110℃。在上述条件下 ,苹果酯 B的收率可达 89.4 %。

不同制备方法对Ni-Ce/TiO_2-Al_2O_3催化剂催化性能的影响

采用改良的浸渍法和改良的溶胶-凝胶法,并引入等离子体对催化剂进行改性,制备一系列固定质量比例的负载型Ni-Ce/TiO_2-Al_2O_3催化剂,通过固定床反应器考察不同制备方法和不同反应温度对催化剂性能的影响,并采用XRD,BET,CO_2-TPD,TG技术对催化剂进行了表征。结果表明:催化剂的适宜反应温度为800℃,焙烧辅助等离子体还原改性处理的催化剂的催化活性较佳,且催化剂的比表面积较大,镍晶粒分散度较高,碱性活性位较多。

Ba-Bi复合掺杂对Y_2O_3·2TiO_2微波介质陶瓷性能的影响

采用Ba-Bi复合掺杂对Y2O3·2TiO2微波介质陶瓷进行改性,以降低其烧结温度并改善其介电性能。在固定Bi2Ti2O7掺杂量为质量分数8%的基础上,研究了BaCO3掺杂量对陶瓷微结构、烧结性能和介电性能的影响。结果表明:当w(BaCO3)为1%时,在较低的烧结温度(约1280℃)下保温2h制备了一种新型中介电常数Y2O3·2TiO2微波介质陶瓷。该陶瓷具有较好的介电性能:在1MHz下,εr≈72.5,tanδ≈2.5×10-3;在微波频率(5.03GHz)下,εr=72.1,Q·f值为2241.0GHz。

SO_4^(2-)/TiO_2-MoO_3催化合成苹果酸酯-B

以固体超强酸SO2 -4/TiO2 MoO3 为多相催化剂 ,对以乙酰乙酸乙酯和 1,2 丙二醇为原料合成苹果酸酯 B的反应条件进行了研究。实验表明固体超强酸SO2 -4/TiO2 MoO3 是合成苹果酸酯 B的良好催化剂 ,最佳反应条件为∶n(乙酰乙酸乙酯 )∶n( 1,2 丙二醇 )为 1∶1.5 ,催化剂用量为反应物料总质量的1.5 % ,环己烷为带水剂 ,反应时间 1.0h ,反应温度 88～ 116℃ ,苹果酸酯 B收率达 74 .0 %。

Fe_3O_4/TiO_2-CaSO_4核壳材料的制备及光催化性能试验

本实验用反滴法化学共沉淀工艺合成Fe3O4。再以制备的Fe3O4为核心,采用液相沉积法制备Fe3O4/TiO2-CaSO4核壳材料。对样品的形态、结构和光学性质进行了X射线荧光和X射线衍射(XRD)表征。以催化降解活性大红BES来考察其光催化性能,并研究了沉淀时pH、煅烧温度、PEG(4000)加入量对粉体催化性能的影响。结果表明:所制备的粉体无论从节能方面还是从环保方面均是一个优良的催化剂;当粉体用量为4.5 g/L,50 mg/L的活性大红溶液在紫外灯下照射120 min后,降解率可达到99.5%。并且,所制备的粉体还可以回收利用。

SiO_2-Al_2O_3-CaO-MgO高强度玻璃纤维掺杂TiO_2的结构性能研究

采用高温熔融的方法制备了不同TiO_2掺杂量的Si O_2-Al_2O_3-Ca O-Mg O高强玻璃纤维,借助FT-IR、XRD和SEM等研究了玻璃的结构和性能。结果表明:随着TiO_2掺杂量的增加,玻璃的密度先快速上升后变缓,玻璃的摩尔体积则先快速下降后变缓;玻璃的介电常数出现极大值,介电损耗出现极小值;玻璃纤维的拉伸强度和断裂伸长率均呈现先增大后减小的趋势。XRD和SEM表明掺杂TiO_2不会使玻璃析晶倾向增加,不影响玻璃纤维的拉丝工艺。