稀土Eu^3＋掺杂纳米TiO2-SiO2发光材料的制备和发光性质的研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土Eu3+掺杂于不同比例的纳米TiO2—SiO2复合体系,研究了基质中钛、硅摩尔配比对发光性能的影响。样品的FTIR谱图显示:纳米复合氧化物SiO2—TiO2之间发生了键合作用,形成了Ti—O—Si键;TEM显示样品的颗粒大小约为35 nm,是具有一定的单分散性的球形颗粒;XRD和SAED结果表明,样品退火至700℃后仍为单一的锐钛矿相,这说明微量硅的加入对二氧化钛的锐钛矿相有热稳定的作用。当微量的Si4+进入TiO2的晶格,取代部分Ti4+的位置时,形成了结构等电子陷阱。通过对样品的激发光谱、发射光谱分析,发现这种结构有利于将基质吸收的能量传递到发光中心,使Eu3+的465nm处7F0→5D2激发效率最高,成为最灵敏的激发线。

溶胶-凝胶法制备TiO2-SiO2多层增透膜

在酸催化体系中以钛酸丁酯为前驱体制得TiO2溶胶，以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体制得SiO2溶胶，采用提拉法在普通载玻片上镀膜．辅助MASS膜系设计软件进行模拟计算，得到了透射比为99％的膜片．根据理论模拟结果，实验采用交叉镀膜，制备出了宽带增透TiO2-SiO2多层膜．用紫外可见分光光度计测量了样品的透射光谱．实验发现，样品具有明显的宽带增透效果：在400～700nm波段，当光线垂直入射时，增透5．5％左右；45°角入射时，可增透10％．

共沉淀法制备多孔TiO2-SiO2复合氧化物的结构特点

以TiOSO4和硅溶胶为原料,采用氨水滴定共沉淀方法制备了不同SiO2掺杂量的TiO2-SiO2复合氧化物,并对样品进行了BET、孔结构、XRD、SEM、FT-IR表征。结果表明,复合氧化物具有明显的多孔性质,比表面积和孔体积随着Si含量增加而增大。孔结构表现为由近似球形颗粒经均匀排列而成的无序"隧道"孔,当Ti/Si为4时平均孔径最小(5.1nm),分布最为集中。IR和表面元素分析发现,复合氧化物存在Ti-O-Si键,Ti元素更易在材料表面富集。

TiO2-SiO2纳米复合颗粒改性形状记忆聚氨酯

利用分子量为3 000的聚己内酯二元醇作为软段,二苯基甲烷二异氰酸酯作为硬段用预聚体法合成了形状记忆聚氨酯,在合成过程中原位加入经KH550表面处理后的TiO2-SiO2纳米复合颗粒,制备了新型形状记忆聚氨酯/TiO2-SiO2纳米复合颗粒复合材料。采用傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热、力学性能测试、扫描电镜、形状回复测试、循环形变记忆分析及偏光显微镜考察了改性形状记忆聚氨酯样品的力学性能和形状回复性能。研究结果表明:复合材料拉伸强度较纯SMPU提升90%,形状固定率Rs在90%左右,形状回复率Rf保持在94%以上,纳米颗粒的加入可以降低循环形变后损失的形状回复率。

静电纺TiO2-SiO2复合纳米纤维的制备及其光催化性能研究

采用静电纺丝技术制备了PVP-TiO2-SiO2前驱体复合纳米纤维,利用视频显微镜观察了其成纤状态和形貌结构;经600℃煅烧得到TiO2-SiO2复合纳米纤维,利用FT-IR、XRD、SEM和分光光度计对TiO2-SiO2复合纳米纤维的形成、晶型结构、形貌和光催化降解性能进行了表征。结果表明,经600℃煅烧后,PVP-TiO2-SiO2复合纳米纤维中的PVP被有效的去除,制得无定形TiO2-SiO2复合纳米纤维,且纤维呈圆柱形;TiO2-SiO2复合纳米纤维对亚甲基蓝染液具有良好的光催化效果,且光催化效率随TiO2-SiO2复合纳米纤维用量的增加而提高。

稀土掺杂对TiO2-SiO2薄膜晶相转变及性能的影响

采用溶胶-凝胶法在釉面砖上制备了均匀的稀土离子La3+掺杂和Ce4+掺杂的TiO2-SiO2光催化薄膜。应用X射线衍射(XRD)和紫外可见分光光度计研究了La3+掺杂和Ce4+掺杂对TiO2-SiO2薄膜晶相转变、光催化性能及亲水性能的影响,用紫外光照射亚甲基蓝的光催化降解实验比较了不同薄膜的光催化性能。结果表明:La3+掺杂后,抑制了TiO2-SiO2薄膜中的TiO2从锐钛矿向金红石相的晶型转变,显著提高了TiO2-SiO2薄膜的光催化性能,也提高了其亲水性能;Ce4+掺杂后,则促进了TiO2-SiO2薄膜中TiO2从锐钛矿向金红石相的晶型转变,同时降低了薄膜的光催化性能。

溶胶-凝胶(水热)法制备TiO2-SiO2及其对Co/TiO2-SiO2的F-T反应催化性能的影响

分别采用溶胶-凝胶法和溶胶-凝胶水热法制备了TiO2-SiO2复合氧化物,采用等体积浸渍法制备了Co/TiO2-SiO2催化剂。采用N2吸脱附、XRD、Raman、XPS、TPR等手段考察了载体制备方法对催化剂结构的影响,考察了载体制备方法对催化剂费-托合成反应性能的影响。结果表明,溶胶-凝胶水热法制备的TiO2-SiO2复合氧化物具有较高的比表面积,在提高Co物种还原度的同时,有利于更多的Co物种在载体表面分散,进而提高了催化剂对费-托合成反应的催化活性,降低了甲烷的选择性,并提高了C5+烃的选择性。

Zr改性CoMo/TiO2-SiO2催化剂的结构和脱硫性能研究

由四氯化钛气相沉积在粗孔硅胶表面上制备钛硅复合氧化物载体,之后负载活性组分Co、Mo制备CoMo/TiO2-SiO2加氢脱硫催化剂,同时对催化剂用硫酸锆进行了改性,改性后对噻吩的脱硫活性有了很大的提高,脱硫率由88.62%上升到了99.41%,为了揭示不同方法获得催化剂活性差别的结构原因,对催化剂中Mo原子的K边进行了XAFS分析,分析结果表明:改性前后催化剂的活性组分Mo原子的第一配位层Mo-S的配位数减小,相当于在Mo原子周围存在更多的硫空穴,增加了吸附噻吩的能力.因此增加催化剂对噻吩加氢脱硫活性.

TiO2-SiO2复合气凝胶制备及其砂浆性能研究

以正硅酸乙酯和异丙醇钛为原料,采用溶胶-凝胶法结合水热合成制备TiO2-SiO2气凝胶颗粒,利用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外可见光光谱(UV-vis)和拉曼光谱(Raman)对其形貌和结构进行表征。用等体积替换法取代砂浆中的砂制备TiO2-SiO2气凝胶砂浆,研究TiO2-SiO2气凝胶颗粒的取代率分别为10%、20%、30%、40%、50%、60%时,对砂浆密度、力学性能以及光催化性能的影响,并通过添加纤维来研究砂浆力学性能。结果表明:复合气凝胶中有大量的Ti-O-Si键存在;当气凝胶掺量为60%时,密度由2 117 kg/m3降低到1 199 kg/m3,28 d的抗压、抗折强度分别降至9.6、0.9 MPa,光降解甲基橙效率达78.6%;当纤维掺量为总体积的0.1%时,纤维增强气凝胶砂浆28 d的抗压、抗折强度分别较普通气凝胶砂浆提高了18.3%、11.9%。

混凝-光催化联用技术处理制浆中段废水的研究--TiO2-SiO2光催化剂的制备

以钛酸丁酯、正硅酸乙酯、无水乙醇等为原料,采用Sol-Gel法制备TiO2-SiO2光催化剂,通过单因素实验得到最佳制备工艺条件为:n(钛酸丁酯)∶n(正硅酸乙酯)为2.33∶1,煅烧温度为600℃,煅烧时间为3 h,反应溶液pH值为3。当进水CODCr为379.5 mg/L,TiO2-SiO2光催化剂的投加量为0.5 g/L,紫外光照时间为3 h时,出水CODCr为67.8 mg/L。TiO2-SiO2光催化剂颗粒大小为100～500 nm,具有较高的催化活性和稳定性,可以多次重复使用。对比实验表明,TiO2-SiO2处理制浆中段废水的效率比TiO2高。

TiO2-SiO2复合氧化物的制备及在液相氧化中应用的研究进展

TiO2-SiO2复合氧化物是一种新型催化剂,因其在液相氧化方面有着高效的催化能力,而逐渐受到广泛关注。本文详细介绍了近年来国内外TiO2-SiO2复合氧化物的制备方法(如化学沉淀法,溶胶-凝胶法,非水解溶胶-凝胶法和水热法)及其对复合氧化物材料孔结构,元素分布均匀程度影响的研究进展。同时总结了近年来TiO2-SiO2复合氧化物在催化氧化方面的应用,并提出了TiO2-SiO2复合氧化物今后研究需关注的问题。

宽谱增透双层TiO2-SiO2/SiO2薄膜的制备与性能

采用溶胶-凝胶法制备了双层TiO2-SiO2/SiO2薄膜,调控了底层薄膜的折射率及双层薄膜不同的厚度匹配,研究了在不同厚度匹配下薄膜的光学性能。通过场发射扫描电子显微镜、椭偏仪、紫外-可见-红外分光光度计研究了薄膜的微观结构、厚度、折射率和光学透过率。研究表明:以TiO2与SiO2混合溶胶镀膜获得了折射率可调(1.5~2.0)的薄膜,在TiO2-SiO2层与SiO2层的厚度分别约为160 nm、90 nm时获得了光学性能较优的薄膜,薄膜在光学宽谱380~1100 nm范围内表现出明显的增透效果,可见光最高透过率可达97.5%,宽谱平均透过率为93.9%。

H4GeW12O40/TiO2-SiO2复合物催化合成乙酸正戊酯

共沉淀法制备TiO2-SiO2,采用浸渍法将锗钨酸H4GeW12O40与TiO2-SiO2复合制得催化剂,以正戊醇和乙酸为原料合成乙酸正戊酯.实验探究了复合物制备条件:锗钨酸负载量、煅烧时间、煅烧温度,乙酸正戊酯的合成条件:n(正戊醇)∶n(乙酸)、带水剂用量、催化剂用量、反应时间等因素对产率的影响.通过XRD、FT-IR、SEM对材料进行表征.实验结果在锗钨酸负载量为30%,催化剂100℃煅烧4 h,n(正戊醇)∶n(乙酸)=1.4∶1,催化剂用量为0.5%,带水剂环己烷8 mL,反应时间90 min为合成乙酸正戊酯的最优条件,产率最高可达95.3%.

Pt@TiO2-SiO2复合纳米纤维的制备及其光催化性能研究

TiO2材料是近年来一种常用的光催化材料。为了提高TiO2材料对染料分子的吸附以及改善其在可见光区的光催化性能,本文通过静电纺丝法和溶胶凝胶法制备了Pt掺杂的TiO2-SiO2复合纳米纤维,通过SEM、XRD、BET、UV-vis等方法对材料进行表征,以亚甲基蓝模拟污染物进行光催化降解动力学实验。实验结果显示[m(Pt)∶m(TiO2)]=0. 328%时显现出最佳的光催化性能,对溶液中的亚甲基蓝的降解率达到了99%。

TiO2-SiO2复合催化剂制备及活性研究

为充分利用TiO2纳米粒子有效降解空气中的甲醛,将TiO2纳米颗粒(P25)分散于SiO2溶胶中,利用提拉的方法将其附着在金属丝网上降解甲醛,讨论TiO2与SiO2溶胶的比例、提拉次数、干燥温度等因素对降解甲醛活性的影响,利用气相色谱检测甲醛浓度的变化。SiO2溶胶本身不具有降解甲醛的活性,但是一定量的SiO2溶胶可以防止TiO2纳米粒子聚合。结果表明:随着金属丝网上附着的TiO2量的增加,活性位点增多,对甲醛的催化活性也会增强,但是继续增加TiO2的量,降解活性反而下降,当TiO2和SiO2摩尔比为0.3时,对甲醛有最高的催化活性。这是由于当TiO2的量过大时,纳米粒子容易发生团聚,导致活性位点被覆盖,这时催化活性也会有所下降;将金属丝网在TiO2/SiO2催化剂中提拉3次,降解甲醛的活性最大,提拉次数增多后活性位点的密度变大,催化活性也随之提升,当提拉次数为4次时,TiO2纳米粒子相互团聚,导致催化活性降低。附有催化剂的金属丝网经过5次冲刷试验,催化活性只降低31.72%。从试验结果可以看出,SiO2起到了很好的连结和支撑作用。由于冲刷过程冲掉了一部分TiO2纳米粒子,导致催化活性降低。利用SEM观察摩尔比的增加、提拉次数越多TiO2纳米粒子分布的更稠密,活性逐渐增加,但增加到一定程度后催化活性会下降。

TiO2-SiO2气凝胶制备及其降解对硝基苯酚研究

以钛酸四丁酯为钛源,稻壳灰为硅源,采用超声辅助溶胶-凝胶法经常压干燥制备了具有可见光响应的TiO2-SiO2复合气凝胶,通过X射线衍射、场发射扫描电镜、透射电镜、全自动比表面积分析、傅立叶红外和紫外可见光漫反射光谱研究了气凝胶在不同温度热处理后结构性能的变化,以及其在超声辅助作用下光降解对硝基苯酚(PNP)废水的性能。结果表明,超声辅助溶胶-凝胶法制备的TiO2-SiO2气凝胶在常压干燥过程中能有效降低孔坍塌;超声空化能量可使气凝胶形成Ti-O-Si键,拓宽TiO2光响应范围至可见光;超声暗反应-光催化方法有效降低PNP分子的表观活化能,提升光催化效能。

三元杂化TiO2-SiO2-H3PW12O40材料的合成与表征

结合分步溶胶凝胶法和超声技术,以正硅酸乙酯、四异丙醇钛及磷钨酸为原料制备TiO2、TiO2-SiO2、TiO2-H3PW12O40及TiO2-SiO2-H3PW12O40材料,并用N2吸附测定(BET)、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)分析测试技术对材料进行了表征。结果表明:SiO2的加入有利于单一TiO2或TiO2-H3PW12O40样品的高度分散;制备的所有材料均出现锐钛矿晶型的TiO2特征衍射峰;含H3PW12O40样品中H3PW12O40以杂多酸微晶形式存在,掺杂杂多酸后样品弱酸位和强酸位强度均有一定增加。

聚丙烯酸酯／TiO2-SiO2纳米杂化材料

武汉科技大学高温陶瓷与耐火材料湖北省重点实验室用原位复合、溶胶一凝胶法成功的制得了热固性聚丙烯酸酯基纳米SiO2包覆TiO2的有机一无机纳米杂化材料，通过红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜fSEM)、紫外一可见光谱(UV-Vis)及热失重和差示扫描量热法(TC-DSC)等研究方法，对材料的结构和性能进行了表征，实验表明，

Fe-TiO2-SiO2/QCS复合膜催化剂的制备及其甲基橙光降解性能研究

在季铵化壳聚糖(QCS)铸膜液中,借助水解反应将Fe-TiO2和Fe2O3量子点负载于多孔SiO2孔结构中,制备Fe-TiO2-SiO2/QCS复合膜催化剂。通过X射线衍射、透射电镜和红外光谱对其进行表征。结果表明:当Ti/Fe(摩尔比)≥10时,形成Fe-TiO2量子点;当Ti/Fe(摩尔比)≤3时,形成Fe2O3量子点。以甲基橙为模型污染物,在λ=365nm的辐射源辐照下,研究Fe-TiO2-SiO2/QCS膜催化剂催化降解甲基橙染料的性能。结果表明:当甲基橙初始浓度C0=10mg/L,pH=2时,Ti/Fe=3的复合膜催化剂对甲基橙溶液的降解率达到最大值(90%),明显高于只含TiO2复合膜催化剂相同条件下光催化降解甲基橙的降解率(60%)。

TiO2-SiO2复合材料应用研究进展

无机材料TiO2和SiO2因稳定性好、无毒害等性能得到广泛关注和应用,TiO2-SiO2复合材料因TiO2和SiO2组分的协同作用,表现出更加优异的性能。综述TiO2-SiO2复合材料在药物缓释、光催化、吸附、抗菌等相关应用领域中的研究进展,以期为其后续研究提供参考。