模板法制备的Fe^3＋/TiO2中空纳米纤维的光催化性能

以棉花纤维为模板,利用浸渍-热转化两步法制备了Fe3+掺杂的二氧化钛(Fe3+/TiO2)中空纳米纤维光催化材料,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和ζ电位等技术对其形貌、结构、光吸收特性及其表面状态等进行了表征。以亚甲基蓝(methylene blue,MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了煅烧温度与时间对Fe3+/TiO2中空纳米纤维光催化性能的影响。结果表明:利用该法可以制得棉花纤维形貌的Fe3+/TiO2中空纳米结构材料;所得材料的催化性能除与材料的尺寸、相结构有关外,还与表面荷电性质有关,表面荷电量越高、表面结构缺陷越多、表面活性位越多,催化活性越高。500℃下煅烧2 h所得材料表面长有大量的粒子(平均尺寸为12 nm),其中TiO2为锐钛矿结构,表面荷负电荷量最高,催化性能最好,如在太阳光下,2 h可使MB溶液的脱色降解率达93%,6 h完全脱色,而在纯TiO2中空纤维材料上约为70%;该材料还具有良好的催化稳定性能,重复使用5次仍可使MB溶液的脱色降解率保持在90%以上,且该催化剂材料易于离心分离去除。

有序介孔氧化硅薄膜制备及其TiO2组装

采用正硅酸乙酯（TEOS）作硅源，分别以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和两亲性三嵌段共聚物（EO20PO70EO20）为模板剂，盐酸为催化剂，利用溶胶-凝胶工艺（solgel），通过提拉法在常压下制备介孔氧化硅薄膜。XRD和TEM测试结果表明，介孔氧化硅薄膜具有高度有序性。分别以这两种薄膜为模板，通过向模板内压入TiCl4液体，并用水解、高温热处理等方法，合成了直径为50～300nm的纳米TiO2纤维，并用SEM对其进行了表征。纳米TiO2纤维并不能形成于未去除模板剂的薄膜或未镀膜的基底上。纳米TiO2纤维的形貌可通过调节介孔氧化硅薄膜的孔径大小来控制。经200-600℃高温热处理后，纳米TiO2纤维呈锐钛矿结构。随着热处理温度升高，纳米TiO2纤维的晶化程度增加。

纳米CT成像表征锦纶6中TiO2颗粒分布状况

无机纳米材料与高分子基质共混构成有机-无机复合材料,对其电学、光学和机械性能产生显著影响,因而受到广泛关注.为使其性能得到切实改善,需要使无机纳米材料在高分子基质中均匀分散.对其分散状态的检测传统方法是对材料进行超薄、连续切片后,

纳米TiO2/ACF空气净化复合材料的制备方法及性能表征

纳米二氧化钛(TiO 2)是一种理想的环境治理光催化剂,活性炭纤维(ACF)具有良好的吸附性,用ACF负载纳米TiO 2制备空气净化复合材料,其对于净化空气中的污染源有着显著效果。综述纳米TiO 2/ACF空气净化复合材料的制备方法及其在室内空气净化中的研究进展,介绍纳米TiO 2光催化剂的物理性能和化学性能表征方法,并对今后的研究进行展望。

ACF-TiO2光催化净化室内空气中自然菌的实验研究

室内空气中存在大量的细菌,严重危害着人们的健康,与传统的空气灭菌技术相比,光催化净化技术有较大的优势。采用自制ACF-TiO2光催化净化装置对室内空气中的自然菌进行净化,通过实验研究TiO2负载量、光源种类与光照强度对净化效率的影响,结果表明:在不堵塞活性炭微孔的前提下,适当提高TiO2负载量能提高ACF-TiO2的净化效率;在黑暗、自然光、紫外灯三种光照条件下,ACF-TiO2均有一定的净化效果,净化效率为紫外灯照射>自然光照射>黑暗条件,且紫外灯照射下ACF-TiO2净化效率远大于其他两种情况;随着光照强度的增大,净化效率增大,但当光照强度达到一定值后净化效率不再有显著提升。

微流控技术制备ATO@TiO2/PVP导电纤维的研究

以三氯化锑和四氯化锡为原料采用湿化学共沉淀法制备氧化锡锑(ATO),将其包覆在大长径比TiO2纳米线上,制成复合导电粉体,再添加到聚乙烯吡咯烷酮(PVP)纺丝液中,利用微流纺丝技术制备了结构完整、粗细均匀、排列整齐的ATO@TiO2/PVP共混导电纤维,并分别对其性能和结构进行了表征,并优化了工艺条件。结果表明:以15.0%PVP乙醇溶液作为纺丝液、添加4.5%ATO@TiO2导电填料时制备的ATO@TiO2/PVP共混纤维性能较好,直径平均约为3μm,粗细均匀,互相之间基本无粘连和缠结,ATO@TiO2/PVP共混纤维最小电阻率平均为70.0 KΩ·cm。

纳米TiO_2与炭纤维协同填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能

考察了不同含量的纳米二氧化钛对炭纤维/聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜、光学显微镜分析了磨损面、磨屑及对偶面转移膜形貌,并探讨了其磨损机理。结果表明,纳米TiO2与炭纤维能够很好地协同增强聚四氟乙烯,改变磨屑形成机理,有利于形成均匀致密的转移膜,明显提高CF/PTFE复合材料的耐磨性。当纳米TiO2含量为5%时,10%CF/PTFE复合材料表现出最佳的耐磨性,耐磨性又提高了2.77倍,而磨屑尺寸只有未加时的1/20。

纳米TiO_2纤维的制备及其光催化降解甲醛研究

以胶原纤维为模板制备纳米TiO2纤维用于光助催化降解甲醛气体,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和N2吸附-脱附技术对纳米TiO2纤维进行了表征。结果表明,纳米TiO2纤维的比表面积为11.33 m2/g,晶型为锐钛矿型。在相同催化反应条件下纳米TiO2纤维对甲醛气体的催化降解率与商品纳米TiO(2Degussa P25)催化剂相当。纳米TiO2纤维的用量、甲醛气体初始浓度是影响催化效果的两个因素。当甲醛气体初始浓度为0.270 mg/m3,相对湿度为38%,气体流速0.1 L/min,纳米TiO2纤维用量为1.0 g时,甲醛的降解率达到96%。因此,纳米TiO2纤维可用于室内甲醛气体的催化降解。

海藻酸钙/纳米TiO_2共混纤维的制备与表征

将含固体质量分数为5%的海藻酸钠纺丝原液与纳米二氧化钛(TiO2)水分散液均匀混合,制得海藻酸钠/纳米TiO2混合纺丝原液,采用湿法纺丝,通过氯化钙凝固浴,经拉伸、水洗,制备了海藻酸钙/纳米TiO2共混纤维,研究了纳米TiO2含量对共混纤维结构及性能的影响。结果表明:纳米TiO2的加入,提高了共混纤维的力学性能;加入质量分数为0.5%的纳米TiO2,海藻酸钙大分子链上的红外特征吸收峰峰形明显变宽,共混纤维的力学性能最佳,断裂强度为2.93 cN/dtex,断裂伸长率为7.34%,优于海藻酸钙纤维;添加纳米TiO2质量分数为3%时,纳米TiO2在共混纤维中仍能较好的分散,且纤维表面光滑。加入纳米TiO2后,共混纤维的热稳定性提高。

离子液体中制备纳米TiO_2/纤维素复合纤维及产物的光催化性能

纳米TiO2/纤维素的复合纤维可以用于纺织、材料和催化等领域。在1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)离子液体中,将纳米TiO2粉末与纤维素浆粕共混,采用湿法成型技术制备不同含量的纳米TiO2/纤维素纤维复合纤维。通过力学测试、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)对所得复合纤维的力学性能、形貌和结构等进行表征;以亚甲基蓝为模型物,对其光催化性能进行测试。结果表明,TiO2质量分数对复合纤维的形貌和性能影响显著,随TiO2质量分数由2%增大至16.7%,复合纤维的断裂强度降低,初始模量由0.139 cN/dtex降至0.077 cN/dtex,光催化性能先降低而后增强,其中含TiO2 16.7%的复合纤维催化性能较强。以[BMIM]Cl离子液体为介质,湿法纺丝制备有光催化活性纳米TiO2/纤维素纤维的方法是可行的;综合考虑,含TiO2 2.0%的复合纤维性能较佳。

胶原纤维为模版制备TiO_2及La/TiO_2纳米纤维及光催化活性研究

以胶原纤维为模版分别负载钛（Ti4＋）或钛（Ti4＋）和镧（La3＋）,在高温下煅烧制得TiO2和La/TiO2纳米纤维。通过扫描电镜（SEM）、场发射扫描电镜（FESEM）、X-射线衍射（XRD）、比表面积和孔径分析、X-射线光电子能谱（XPS）、紫外可见光谱（UV-Vis）等对这2种纳米纤维的结构和物理性能进行了表征。结果表明,TiO2和La/TiO2较完整地保持了胶原纤维的纤维状结构。在600~800℃范围内随着煅烧温度的升高,TiO2和La/TiO2的晶粒尺寸逐渐增大,晶格常数发生各相异性的变化。La/TiO2的相变温度在700~800℃之间,明显高于未掺杂TiO2的相变温度。N2吸附-脱附等温线按Langmiur分类为Ⅳ类,表明TiO2和La/TiO2纳米纤维具有介孔结构。与Degussa P25相比,TiO2和La/TiO2吸收光谱范围明显红移。当以可见光为光源进行酸性橙Ⅱ光助催化降解反应时,TiO2和La/TiO2纳米纤维均表现出比Degussa P25更高的催化活性。

纳米TiO_2/CaCO_3-玄武岩纤维复合改性沥青的路用性能

为了同时改善沥青高温稳定性和低温抗裂性,本文选用纳米TiO_2/CaCO_3和玄武岩纤维对沥青进行复合改性。采用锥入度试验、软化点试验、延度试验、黏度试验、动态剪切流变试验以及低温弯曲蠕变试验对复合改性沥青的高温稳定性和低温抗裂性进行评价。结果表明:掺入纳米TiO_2/CaCO_3和玄武岩纤维可有效提升沥青的抗剪切强度和黏结力,增强高温抗永久变形能力;掺入纳米TiO_2/CaCO_3和玄武岩纤维后沥青低温延展性降低,在改性材料掺量较低时弯曲蠕变速率升高,低温应力松弛能力增强,改善了低温性能;同时掺入两种改性材料对于沥青性能的改善作用具有叠加效应,在沥青路面中进行应用有利于进一步提高其使用寿命。

超细氧化钛纤维对PEEK摩擦学和热性能的影响

研究了超细氧化钛纤维对PEEK摩擦磨损、耐热和结晶性能的影响,并与nano-TiO2粒子增强PEEK作对比,探讨了相关作用机理。结果表明:与nano-TiO2微粒相比,超细TiO2纤维具有更强的显微补强、显微耐磨作用,填充超细TiO2纤维的PEEK表现出更好的减摩耐磨特性和耐热性能。无论在较低载荷还是较高载荷下,超细TiO2纤维/PEEK复合材料的摩擦系数和磨损率均低于nano-TiO2/PEEK复合材料,且其磨损面、对偶面更加平整光滑。载荷200 N时,5%～10%(质量)TiO2纤维/PEEK复合材料的耐磨性能是相同含量nano-TiO2增强PEEK复合材料的3.28～7.63倍。

新型纳米/亚微米纤维态催化剂的制备及表征

采用静电纺丝法以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和纳米T iO2为原料制备了一种新型纳米/亚微米纤维态催化剂。采用SEM、TEM、XRD、FT-IR对所制得的新型纳米/亚微米纤维态催化剂进行了表征,结果表明纤维直径随着纳米T iO2含量的增加而增加,纳米T iO2颗粒在PVP纤维基体中分散均匀,并且纳米T iO2颗粒和PVP分子形成了氢键。光催化性能测试结果表明纤维中纳米T iO2含量为20%时,紫外光照射80 m in对甲醛的光催化降解率达到了56.8%。

纳米TiO_2/玻璃纤维复合增强体的制备及表征

利用植酸对短玻璃纤维粉进行预处理,然后以钛酸丁酯为原料,乙醇介质中通过胶溶-水解法在玻璃纤维表面制备了纳米TiO2。SEM观察表明直接在玻璃纤维表面进行制备难以形成有效包覆,而植酸处理有利于TiO2均匀包覆,纤维表面TiO2颗粒尺寸约50nm,呈多孔结构。XPS结果显示纳米TiO2/玻璃纤维复合粉体表面Ti元素处于TiO2中Ti 4+结合态,同时存在Ti—O—Si键。分析粉体的XRD结果认为纳米TiO2主要以锐钛矿形式存在,热分析结果表明复合粉体在受热过程中失重约6.3%,相应DTA曲线中未出现明显吸热峰。对比了原始玻璃纤维粉和纳米TiO2/玻璃纤维复合粉体在环氧树脂中分散状态及相应复合材料涂层的耐磨失重,SEM观察表明未处理玻璃纤维难以与树脂形成有效的界面粘结,而经过改性后,复合颗粒与基体结合紧密,纳米TiO2表面的羟基参与环氧树脂的固化过程,显著改善了两相之间的界面作用,改性后填充体系的耐磨失重降低63.6%。

Fe^(3+)对水热法合成金红石相TiO_2形貌的影响

采用水热法,以TiCl4水溶液为原料,合成了纯金红石相TiO2纳米晶体。在溶液中同时添加FeCl3.6H2O条件下,合成了纯金红石相TiO2纳米纤维晶体,采用XRD、EDS和高分辨TEM等方法对合成产物进行表征。高分辨TEM测量表明,晶体[001]方向较为快速的生长,说明Fe3+对晶体生长方向产生了诱导作用。

纳米TiO_2改性炭纤维/环氧树脂复合材料性能研究

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)仪和NOL环等方法,对纳米TiO2在环氧树脂(EP)体系中的分散效果、炭纤维表面状态及复合材料性能等进行了系统研究。结果表明:采用高速剪切与超声波复合分散工艺,可以将纳米TiO2均匀分散在EP体系中;当w(纳米TiO2)=2%～3%时,纳米TiO2/EP浇铸体的最大拉伸强度为112 MPa、最大弯曲强度为175 MPa和最大Tg为141.9℃;纳米TiO2可以有效改善炭纤维与EP基体间的界面结合力,形成较理想的界面相,制成的复合材料具有优异的力学性能,其拉伸强度、拉伸模量和剪切强度分别为2.15 GPa、117 GPa和49.9 MPa。

炭纤维/纳米TiO_2/PEK-C复合材料NOL环的制备及性能研究

采用在线溶液浸渍/原位固结的缠绕成型方法制备连续炭纤维增强PEK-C复合材料。考察了影响炭预浸带质量的工艺因素,分析了加工温度及纳米TiO2含量对复合材料NOL环层间剪切强度的影响,对其界面破坏机理进行了探讨。研究表明,在一定加工温度范围内,NOL环的力学性能良好,且适量的纳米TiO2可有效改善树脂和纤维的界面粘接效果,提高复合材料的层间剪切强度。

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。

活性炭纤维负载纳米TiO_2光催化降解苯实验研究

通过对活性炭(ACF)负载纳米TiO2降解苯的实验研究,分析了TiO2负载量、光照条件、苯初始浓度及ACF/TiO2层数对催化剂活性的影响,结果表明:适量负载TiO2能充分发挥ACF的吸附性和TiO2的光催化功能,提高降解效果;ACF/TiO2在不同光照条件下紫外光效果>自然光效果>黑暗条件效果;苯初始浓度在一定范围(200ppm)时,18.49g/m2 ACF/TiO2具有良好的降解效果,浓度太高,降解效果不理想;在苯浓度为100ppm的实验环境下,3层ACF/TiO2就足以起到很好的降解效果,因此在设计滤毒罐时,可以根据使用场所有毒气体浓度的不同采用不同层数的ACF/TiO2装填滤毒罐。