溶胶-凝胶法制备Ag/TiO_(2)纳米薄膜及其陶瓷表面抗菌性能研究

为提升TiO_(2)在陶瓷表面的光催化性能和抗菌性能,以钛酸四丁酯、无水乙醇、硝酸银为原料,乙酰丙酮和硝酸作为催化抑制剂,采用溶胶-凝胶法分别制备了TiO_(2)溶胶和Ag/TiO_(2)溶胶。以普通陶瓷片为载体,采用浸渍-提拉法制备TiO_(2)薄膜。以亚甲基蓝为目标降解物进行光催化降解实验,并探讨在不同热处理温度下对Ag/TiO_(2)薄膜光催化性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等仪器对样品进行表征。实验结果表明:在紫外灯照射下,TiO_(2)薄膜和Ag/TiO_(2)薄膜对有机物都具有降解能力,而Ag/TiO_(2)的光催化活性更明显,在光照8 h后其光催化降解率达到了70%,热处理最佳温度为500℃;Ag/TiO_(2)薄膜具有良好的亲水性,并且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抑制作用。Ag/TiO_(2)薄膜有望应用到陶瓷用品上,可有效减少材料表面的有机污染物,并且经过高温处理后还可以保持良好的光催化性能。

掺Sn的纳米TiO_2表面光致电荷分离及光催化活性

采用溶胶鄄凝胶法制备了不同掺Sn量的TiO2纳米粒子,主要利用表面光电压谱(SPS)和光致发光光谱(PL)对样品进行了表征,并通过光催化降解苯酚实验来评估样品活性.重点考察了热处理温度和掺Sn量对样品表面光生载流子的分离及光催化活性的影响,并探讨了Sn使TiO2纳米粒子改性的机制.结果表明,在适当温度处理下,适量Sn的掺入能够有效促进TiO2纳米粒子表面光生载流子的分离,以至于使其光催化活性得到显著提高.

采用溶胶-水热法合成掺La的TiO_2纳米粒子及其表征

采用溶胶-水热法制备了不同掺杂的二氧化钛纳米粒子,并用表面光电压谱(SPS) 和荧光光谱(PL)等对样品进行了表征,重点考察了La的量和焙烧温度对样品表面光电和光致发光以及光催化活性等的影响,并对它们之间的内在关系进行了探讨.结果表明:在合适的焙烧温度下,适量镧的掺杂能够提高二氧化钛的光催化活性.样品的SPS谱和PL光谱与光催化活性之间存在一定的关系,即SPS和PL信号越强,光生电子和空穴分离效率越高,光催化活性越高.

Yb_2O_3/TiO_2纳米颗粒的制备及表征

采用溶胶-凝胶法制备了微量Yb2O3掺杂纳米TiO2颗粒,采用XRD,TG-DTA,TEM等手段对试样经不同温度热处理后的结构相变、表面形貌、颗粒大小等特性进行了表征。实验表明:温度不高于400℃时,试样的颗粒粒径较小,粒径在15nm以下,比表面积大于107.22m2·g-1,TiO2呈锐钛型;在400℃以上,TiO2粒径迅速增大,微粒出现锐钛相与金红石相混晶结构;800℃时TiO2微粒完全转化成金红石相。

Au改性纳米TiO_2材料对NPE-10光催化降解的活性

以钛酸四丁酯和氯金酸为原料,通过溶胶-凝胶法制备了Au掺杂的纳米TiO2光催化剂粉体,并用XRD、BET、XPS和固体紫外可见吸收光谱等技术对其晶相结构、比表面积、表面组成及紫外可见光响应范围进行了表征,对其光催化降解非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚(NPE-10)的活性进行了考察.结果表明,掺杂的Au在纳米TiO2粉体材料中可能以两种形态存在,即以Au3+离子形式替代Ti4+进入TiO2晶格和以Au原子态形式暴露于粉体表面.前者使TiO2在480～650nm出现了更强的光吸收;后者中处于表面原子态的Au又会成为光生电子的受体,有效地避免了光生电子空穴对的复合.通过对掺杂量及处理温度的优化,在nAu3+/nTi4+=0.005,500℃煅烧的条件下可以制得具有较高的光催化活性的Au/TiO2粉体.对NPE-10的光催化氧化试验显示,日光照射4h后降解效率可以达到91.8%;而用未改性的纳米TiO2,在同样条件下,NPE-10的光催化降解效率仅能达到50.2%,商品DegussaP-25也只能达到66%.

低温制备锐钛矿型TiO_2溶胶的性能研究

采用溶胶-凝胶法,以水为溶剂,在低于70℃下直接合成纳米锐钛矿型TiO2溶胶,研究了反应温度、pH值对溶胶晶型、晶粒大小和稳定性的影响。以不同光照下对亚甲基蓝的降解,评价了溶胶的光催化活性。结果表明:较低pH值下溶胶中的TiO2出现了金红石相与锐钛矿相组成的混晶相,而pH值相对较高时则得到纯锐钛矿相TiO2;在紫外光、日光灯和太阳光下,与P25对亚甲基蓝的降解相比,同等条件下所制备的TiO2溶胶显示出更好的光催化活性;混晶相TiO2溶胶的光催化性优于纯锐钛矿相TiO2溶胶。

纳米TiO_2光半导体材料防治植物病害的初步研究

纳米T iO2光半导体材料是一种具有抗菌与环境净化功能的新型环境友好材料,试验首次探索了将其应用于植物病害防治的可能性。在黄瓜霜霉病防治研究的栽培试验中发现,喷施纳米T iO2光半导体溶胶材料可以显著地降低黄瓜霜霉病的发病率和病情指数,减少叶片病斑数量与病斑面积。试验研究结果初步证实了其对黄瓜霜霉病害具有一定的防治作用,为以纳米T iO2光半导体溶胶材料为主要有效成分的植物抗菌剂与保护剂的开发提供了参考依据。

氮掺杂TiO2光催化剂的制备及可见光催化性能研究

在溶胶-凝胶法基础之上,以尿素为氮源,通过较温和的反应条件来制备氮掺杂TiO2光催化剂。以亚甲基蓝为模型化合物、日光色镝灯为光源,探索了其可见光光催化性能;并用XRD、低温氮气吸附-脱附技术、UV-Vis等表征了其结构特征;同时以对苯二甲酸为探针分子,结合化学荧光技术研究了光催化体系中.OH自由基的变化规律,进一步验证了其光催化活性规律。结果表明:氮掺杂能引起TiO2光催化剂的激发吸收光谱明显红移并具较好的可见光响应性;在不同煅烧温度和尿素/钛酸丁酯物质的量的比条件下,所得样品的光催化活性随着煅烧温度的升高而逐渐降低,随着尿素/钛酸丁酯物质的量的比值的增大而逐渐增强;荧光强度变化规律与光催化活性规律相一致,即光催化体系中.OH自由基的生成量越多,光催化活性越好。

高岭土/纳米TiO_2复合光催化材料制备及性能研究

以高岭土为载体、钛酸丁酯为钛源，采用溶胶一凝胶法制备出高岭土／纳米TiO2复合光催化材料。采用XRD、SEM、EDS等方法对其物相组成和显微结构进行了表征，以亚甲基蓝（MB）溶液为目标降解物对其光催化性能进行了研究。结果表明：高岭石的粒径明显减小，且晶片表面负载了大量10～30nm的锐钛矿相TiO2晶粒。复合光催化材料对MB分子的去除率随光催化反应时间的延长逐步提高，且受TiO2负载量、投入量、MB溶液浓度的影响；当TiO2负载量为5mmol／g、投入量为2g／L、MB溶液为10mg／L时，暗反应吸附1h、光催化90min后对MB的去除率可达89．26％，显示出较好的光催化性能和去除效果。随着循环利用次数的增加，复合粉体的光催化性能逐步提高，并具有较高的回收率。

Ag掺杂对TiO_2粉末结构的影响

采用溶胶-凝胶工艺制备了Ag掺杂的TiO_2粉末.通过XRD、SEM、EDX、DSC-TG、BET氮吸附法等研究了Ag掺杂对TiO2结构的影响,结果发现掺杂的Ag降低了TiO_2锐钛矿向金红石相转变的温度,促进了相转变.适量掺杂时,Ag抑制了锐钛矿粒子的生长,结果使锐钛矿粒子的粒径降低,TiO2_粉末的比表面积增加.

TiO2纳米粒子对PVDF超滤膜的结构与性能影响研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同纳米TiO2溶胶含量的TiO2/PVDF超滤膜,探讨TiO2溶胶及其含量对膜性能及结构的影响,并利用X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱和接触角测量仪表征了复合膜的结构。结果表明,经纳米TiO2溶胶改性后,TiO2/PVDF复合膜的孔隙率、接触角和结构等都发生了显著的变化,在TiO2溶胶添加质量分数为4%时条件下,膜的孔隙率为74.5%,水通量为430.6 L.m-.2h-1,截留率为82.5%。

常压干燥法制备TiO_2气凝胶

以钛酸丁酯为原料,以甲酰胺为干燥控制化学添加剂控制凝胶网络结构,采用溶胶-凝胶法制得TiO2醇凝胶;结合正硅酸乙酯母液浸泡和低表面张力溶剂替换及常压干燥等后处理步骤,实现了TiO2气凝胶的常压干燥法制备.采用XRD、BET、TEM、SEM、EDS及FT-IR等测试手段对样品进行表征.结果表明:所制备的TiO2气凝胶为无定形结构,表观密度为0.375g/cm3,比表面积达523m2/g,平均孔径约9.9nm;经850℃空气气氛下煅烧4h后,TiO2气凝胶转变为锐钛矿型结构,平均孔径增大到16.3nm,比表面积仍达208m2/g.本研究提出的制备方法简单,所制备的气凝胶比表面积高、热稳定好.

溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2凝胶的机理研究

以钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法分别考察了在一定pH条件下制备纳米TiO2溶胶凝胶的原料选配、实验原理、工艺过程以及实验控制条件和实验参量等。实验主要考察了加水量与加水方式、乙醇的用量、溶液pH值的范围及水解温度等实验参量对凝胶形成时间的影响;同时考察了实验参量对溶胶凝胶均匀性、稳定性、透明性和凝胶形成机理的影响。依据实验结果,溶胶-凝胶法制备稳定的纳米TiO2溶胶的优化条件为：采用滴加的方式加入水,且将水与乙醇和pH值调节剂配成混合溶液;水与钛酸四丁酯的摩尔比取6-7;乙醇与钛酸四丁酯的摩尔比取27-28;pH值控制在3-4或8-9;水解的温度控制在20-30℃。

TiO_2纳米薄膜的微结构控制

通过有机酸修饰的水基sol-gel法,分别制备了由层状、针形和球形纳米粒子构成的纳米二氧化钛薄膜,采用SEM、XRD、红外光谱进行了表征。研究发现,调节水解过程中钛酸四丁酯:醋酸的摩尔比,可以控制薄膜的微结构,并对其机理进行了分析。该方法可以应用于sol-gel法制备其他纳米薄膜过程中的材料微结构控制。

棉织物纳米TiO_2抗紫外线整理

针对纺织品整理时直接使用纳米粒子存在易团聚、分散较困难的问题,采用溶胶凝胶法制备纳米TiO2溶胶,再将其制成织物整理剂。用整理剂对棉织物进行整理(浸轧法),用XRD、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪对制得的TiO2及整理前后的织物进行表征,并测试整理后织物的抗紫外线性能及其他服用性能。结果表明:制得的TiO2为锐钛矿晶型;整理后的棉织物具有优异的抗UV性能;UPF值达到50+级别。标准水洗(皂洗)实验结果显示,50次洗涤后织物的UPF值稍有下降,但仍可保持在50+水平。整理后棉织物的断裂强力没有下降,透气性基本不受影响。

溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2的胶凝过程机理研究

利用冰醋酸为螯合剂，钛酸丁酯为前驱物，用溶胶－凝胶法制得了ＴｉＯ２凝胶，对其溶胶－凝胶过程在不同条件进行了分析研究，并对其胶凝过程机理作了初步探讨。

活性炭纤维布担载纳米TiO_2的三种方法

TiO2光催化剂与多孔炭材料的复合,可以将吸附性能与光催化降解性能有机地结合在一起。以活性炭纤维布(ACFC)为载体,采用TiO2粉体分散液直接浸涂法、中频交流磁控溅射法及溶胶-凝胶法进行了担载实验,用SEM对三种担载方法得到的样品进行形貌观察,结果表明溶胶-凝胶法比较适合于ACFC上担载TiO2。而且,通过控制提拉速度、浸涂次数、热处理条件,可以得到形貌完整、结合强度较好的复合体,该复合体的XRD衍射结果表明,ACFC表面担载的TiO2为锐钛矿,在紫外-可见光漫反射光谱中,于350～400nm区间有明显的吸收边,表明此复合体具有光催化活性。

负载型纳米TiO_2/AC对偶氮染料的光催化降解研究

以钛酸四丁酯和粒状活性炭(AC)为主要原料,采用溶胶凝胶浸渍法制备出负载型纳米TiO2/AC催化剂。在流化床反应器中分别对2种典型的偶氮类染料橙黄G、活性艳红X3B模拟废水进行了光催化降解研究,探讨了pH值、外加氧化剂对光催化降解率的影响,并对催化剂进行了回收再生利用试验.结果表明,TiO2/AC催化剂具有良好的光催化活性、吸附特性及可再生性,60min后对2种染料反应的光催化降解率分别可达到99.71%和97.12%,反应180min后的TOC去除率分别达到81.54%和81.99%;反应后TiO2/AC催化剂回收率大于95%,经焙烧再生后对橙黄G反应60min的光催化降解率仍高达95.93%.

室温离子液体辅助制备纳米TiO_2研究进展

评述了离子液体[Bmim][BF4]、[Bmim][PF6]、[C2OHmim]Cl、[C2OHmim][BF4]、[Emim][Tf2N]、[Emim][AcO]、[Acmim]Br等在制备纳米TiO2中的应用。在采用溶胶-凝胶法、水热法、微波辅助法和电化学法制备纳米TiO2时,离子液体可作为溶剂和稳定剂。与其它溶剂相比,在离子液体中制备的纳米TiO2具有更细的粒度以及更好的分散性。指出了离子液体用于制备纳米TiO2存在的问题和今后研究的方向。

TiO_2纳米粒子的制备和表征及光催化活性

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米粒子,利用XRD,TEM,SPS,XPS,PL和UV-VIS测试技术对样品进行了表征。考察了TiO2样品的微晶尺寸、晶型结构、表面组成、光电性能和光学性能以及焙烧温度对TiO2粒子性质的影响。结果表明:随着焙烧温度升高,TiO2纳米粒子完成了相转变过程,并表现出量子尺寸效应。600℃焙烧的TiO2纳米粒子具有与国际商品P-25型TiO2粒子相类似的晶相组成、结构、形貌和粒子尺寸,并且表面含有一定量的氧空位,这解释了表面有一定量的羟基氧和吸附氧,同时进一步引发表面态能级。TiO2纳米粒子PL光谱的产生与其表面氧空位和缺陷有很大关系,并能够提供氧空位和缺陷浓度以及光生电子和空穴的分离与复合等信息。此外,在光催化氧化苯酚的实验中,600℃焙烧的TiO2纳米粒子表现出最高的光催化活性,这与表征结果一致,说明TiO2纳米粒子的性质如晶型结构和表面组成等是影响其活性的主要因素。