TiO_(2)-SiO_(2)复合材料的制备及其光催化性能研究

采用溶胶凝胶法制备了一种新型的TiO_(2)-SiO_(2)复合材料,并考察了其光催化降解染料废水中罗丹明B(RhB)的效率。通过X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),扫描电子显微镜(SEM),X射线光电子能谱(XPS),光致发光光谱(PL)等仪器对制备的样品进行表征。结果表明,TiO_(2)与SiO_(2)的结合抑制了锐钛矿向金红石的转变,从而减小了电子-空穴的复合几率。研究发现,当SiO_(2)含量为40%,煅烧温度为800℃时,TiO_(2)-SiO_(2)复合材料具有最高的光催化活性。此外,复合材料具有良好的催化稳定性,在光催化降解RhB过程中·O^(2-)是主要的活性物种。

消光材料研究进展

消光材料是一种具有削弱光线作用的材料。由于消光材料具有优异的消光性能,因此广泛应用于需要表面呈现哑光效果的场景中。通过对消光材料的种类进行分类介绍,详细地对无机消光材料、有机消光材料和生物消光材料进行综述。对于生物消光材料侧重于考察可见光消光和红外消光两个方面的性能。生物消光材料因其环保无污染的特性,并且在可见光和红外消光方面具有优势,将会主导绿色消光材料的发展趋势。

纳米金颗粒@介孔二氧化硅修饰钛种植体促进高糖条件下的成骨分化

背景:微纳米结构改性是钛种植体表面处理的热点研究领域。糖尿病高血糖环境会影响钛种植体与骨组织形成稳定的结合,探索通过表面微纳结构改性来提高钛种植体在高糖环境下的成骨活性是有必要的。目的:观察钛表面纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层对体外高糖条件下成骨分化的影响。方法:分别制备纳米金颗粒悬浮液与介孔二氧化硅,将二者按一定比例混合在去离子水中,制备纳米金颗粒@介孔二氧化硅悬浮液。取钛片,分3组处理:光滑组经过水砂纸打磨处理,纳米管组经过水砂纸打磨处理后采用阳极氧化技术制备二氧化钛纳米管涂层,实验组制备二氧化钛纳米管涂层后浸泡于纳米金颗粒@介孔二氧化硅悬浮液中,制备纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层,表征3组钛片表面的微观形貌、亲水性。将大鼠骨髓间充质干细胞接种于3组钛片表面,通过细胞活/死荧光染色及CCK-8实验检测细胞增殖,DAPI/鬼笔环肽染色检测细胞黏附。将大鼠骨髓间充质干细胞接种于3组钛片表面,加入高糖成骨诱导培养基培养,通过碱性磷酸酶与茜素红S染色检测成骨分化。结果与结论:(1)扫描电镜下可见光滑组钛片表面均匀平坦,纳米管组钛片表面排列紧密的二氧化钛纳米管阵列,实验组钛片在二氧化钛纳米管表面及内部均负载纳米金颗粒@介孔二氧化硅;纳米管组、实验组钛片亲水性均优于光滑组。(2)细胞活/死荧光染色结果显示,3组钛片表面的细胞活力均高于90%;CCK-8实验结果显示,实验组细胞增殖率高于光滑组、纳米管组;DAPI/鬼笔环肽染色结果显示,二氧化钛纳米管涂层、纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层更有利于细胞黏附。(3)碱性磷酸酶与茜素红S染色结果显示,实验组钛片表面细胞碱性磷酸酶活性与细胞外基质矿化程度均高于光滑组、纳米管组。(4)结果表明,纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层可增强钛表面生物活性,促进高糖环境下的成骨分化。

特种功能电线电缆用防火涂料的制备及性能测试研究

本研究旨在优化聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)、季戊四醇(PER)的传统膨胀阻燃配方基础上,通过添加二氧化钛和氧化铝硅纤维,制备得到一种新型膨胀阻燃体系的防火涂料。本文充分分析、讨论了该防火涂料的阻燃特性和物理性能。通过实验可知,制备得到的防火涂料具有抵御快速升温和1100℃高温的能力,抵御温度比国家标准要求高出40℃。本研究制备的防火涂料可进一步应用于石油、电信、军事、隧道和电力等用途的电缆和电线产品。

钛白粉表面包覆致密水合二氧化硅的制备工艺及性能研究

以氯化工艺制备的钛白粉粗品为原料,采用溶胶-凝胶法对钛白粉表面进行包覆水合二氧化硅的改性实验,以耐候性指标进行最佳工艺条件研究。研究结果:最佳工艺条件,老化时间180 min、pH值为10、温度90℃、搅拌转速200 r/min。ETM及颜料性能表征测试表明:最佳工艺条件下水合二氧化硅纳米薄膜能有效提高钛白粉耐候性能并改善颜料的相关性能。

新能源汽车底盘防护用聚天冬氨酸酯聚脲的综合性能研究

采用二氧化硅、钛白粉、单层石墨烯和聚天冬氨酸酯聚脲,制备了新能源汽车底盘用防护涂料。研究了防护涂料的力学性能、耐候性、耐盐雾性以及抗石击性等,并用SEM、FT-IR、EIS表征了涂层的结构和形貌,测试了人工加速老化和耐中性盐雾试验过程中,涂层耐腐蚀性和附着力的变化,并与市售PVC涂层的抗石击性能进行了比较。结果表明:聚天冬氨酸酯聚脲涂层的附着力、力学性能、耐腐蚀性以及抗石击性能优异;加入二氧化硅和钛白粉后,涂层在人工加速老化和耐中性盐雾试验后耐腐蚀性和附着力进一步提高,但拉伸强度和撕裂强度下降;而加入单层石墨烯后,涂层的各项性能均有所改善,其中抗石击性改善明显。所制备的改性聚天冬氨酸酯聚脲适用于新能源汽车底盘的防护。

添加剂对煤基石墨微观结构的影响

以太西无烟煤为原料,分别加入不同质量的二氧化硅、二氧化钛、氧化铁为添加剂,采用高温石墨化处理制备煤基石墨。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光共焦拉曼光谱仪(RAMAN)、全自动比表面积和孔径分析仪(BET)等手段表征煤基石墨微观结构。研究表明经2800℃高温热处理后,所得煤基石墨的石墨化度均超过89%,显著改善了无烟煤无序的微晶结构,实现了煤中sp^(2)杂化碳原子有序化重排;在相同的添加剂混入水平下,以二氧化钛为添加剂的煤基石墨的石墨化程度、堆砌高度相对较高,层间距与理想石墨层间距差异最小,碳材料有序度越高;拉曼光谱显示不同添加剂作用下煤基石墨的有序度差异明显,并同步受添加剂用量影响,各添加剂中TXSC3、TXTC2和TXIC3煤基石墨的有序度最高;扫描电镜下发现在3种添加剂条件下,可分别制备出鳞片状,球形以及2种形貌兼具的煤基石墨;各煤基石墨的比表面积和孔径分布数据显示具有相似的低温氮气吸附−脱附等温线。

沉淀剂对NiW/TiO_(2)-ASA催化剂加氢裂化性能的影响

无定形硅铝的织构性质和酸性质对其加氢裂化性能有很大影响。本文以氨水、碳酸铵、氢氧化钠/尿素、氢氧化钠为沉淀剂,制备了4种含钛无定形硅铝(TiO_(2)-ASA),并以其为载体负载Ni-W加氢组分,制备了NiW/TiO_(2)-ASA加氢裂化催化剂,以十氢萘为模型化合物,考察NiW/TiO_(2)-ASA催化剂的加氢裂化性能,通过X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、氨气程序升温脱附(NH_(3)-TPD)、吸附吡啶原位红外(Py-IR)、扫描电镜(SEM)对TiO_(2)-ASA和NiW/TiO_(2)-ASA催化剂进行了表征。结果表明,沉淀剂对TiO_(2)-ASA的比表面积和孔容影响非常大,以碳酸铵为沉淀剂时,TiO_(2)-ASA具有高比表面积、窄孔分布的特点,沉淀剂为氢氧化钠时,则可制备出大孔容、宽孔分布的TiO_(2)-ASA。十氢萘的加氢裂化反应结果表明,以碳酸铵为沉淀剂制备的NiW/TiO_(2)-ASA催化剂,织构性质优良,且具有更多的中强酸量,十氢萘的转化率最高达52%,开环产物选择性达到了12%。

热电池抑制剂的研究

本文介绍了热电池抑制剂的选用原则,综述了热电池抑制剂的发展;对二氧化硅用作正极粉料的抑制剂进行了研究,采用热电池单体电池放电系统进行电性能测试,在500℃下,以0.3 A·cm^(-2)的电流密度进行恒流负载放电,同时叠加多个1 s宽的0.6 A·cm^(-2)脉冲电流。结果表明:电池放电后的溢流程度随着二氧化硅的比例增加而明显减少,但内阻也随之增加,不利于放电,当二氧化硅比例为2%时,内阻影响较小且溢流效果明显;同时对热电池抑制剂进行了展望。

激光陀螺表面多层膜微结构表征与分析

本文针对激光陀螺长期稳定性技术研制要求,通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、扫描透射电镜(STEM)、聚焦离子束刻蚀(FIB)、X射线光电子能谱(XPS)以及X射线能量散射谱(EDX)等微观结构和组分表征技术,对激光陀螺反射镜的微观结构和组分进行表征,研究反射镜在不同镀制工艺条件及高低温等外部工作条件下,反射镜膜层界面、膜-基界面以及膜层本身微结构特性的变化规律,建立反射镜微结构特性和不同变化之间的映射关系。本研究结果为激光陀螺表面多层膜的结构表征提供坚实的实验参考和理论依据。

溶胶-凝胶法在钛白粉表面包覆致密水合二氧化硅的工艺及性能研究

采用氯化法工艺生产的钛白粉粗品作为原料,利用溶胶-凝胶法对二氧化钛颗粒表面进行水合二氧化硅包覆。并针对其主要影响因素进行四因素三水平正交试验分析,根据试验结果得到钛白包覆水合SiO_(2)的最佳工艺条件为:老化温度为90℃,老化搅拌转速为200 r/min,老化时间为180 min,老化pH值为10。同时对优化工艺条件的钛白粉样品与未包覆的钛白粉样品进行透射电子显微镜和颜料性能表征测试,分析认为最佳工艺条件下包覆水合Si O_(2)的纳米薄膜能提高钛白的耐候性能和改善钛白在颜料方面的相关性能。

三维规则排列的大孔钛硅混合氧化物的制备与表征

以聚苯乙烯微球离心后形成的三维规则排列的胶晶作模板,用钛酸丁酯和正硅酸乙酯分别和水、乙醇等配制成的混合溶胶填充微球之间的间隙,然后原位形成凝胶,最后通过焙烧(<5℃/min;300℃,5h;570℃,5～10h,空气流速1L/min)除去微球得到三维规则排列的大孔钛硅混合氧化物.样品表面可观察到五颜六色的彩光.样品的SEM图表明,球形孔大小均匀,排列整齐,孔壁填充完全.孔径在500nm左右,孔的排列呈面心立方结构,孔与孔之间由小孔窗相互交连.较高的溶胶浓度有利于溶胶的填充,容易形成孔壁较厚的坚固的三维骨架.低浓度得到的样品孔壁薄,缺陷多,易脆裂.样品的EDS表明Si/Ti的摩尔比为2.7,XRD研究表明孔壁具有无定形的结构.

共沉淀法制备氧化硅改性的纳米二氧化钛及其性质

采用共沉淀法合成了氧化硅改性的具有高比表面积的纳米二氧化钛.氧化硅的添加提高了二氧化钛纳米颗粒的热稳定性能,有效地抑制了纳米二氧化钛的颗粒增长、团聚和锐钛向金红石的晶型转换.光催化降解亚甲基蓝证明,样品具有较高的光催化活性,而且随着氧化硅添加量的增加,光催化活性提高.

液相沉积法制备TiO_2颗粒表面包覆SiO_2纳米膜

研究了用液相沉积法在TiO2颗粒表面包覆SiO2纳米膜的过程.通过透射电镜（TEM）和酸溶实验分析,证实本实验在TiO2颗粒表面包覆了一层连续、致密的SiO2纳米膜.(?)-电位分析表明,颗粒表面只需少量包覆就可以显著改变颗粒表面的电动力学行为.采用X射线荧光光谱分析仪（XRF）测定SiO2包覆量随包覆过程的变化.通过X射线光电子能谱（XPS）分析,获得Ti2p、Si2p及Ols电子结合能及其相对强度随包覆过程的变化规律,揭示硅酸分子在TiO2颗粒表面的包覆过程.分析表明,初期形成的活性硅酸分子与TiO2颗粒表面的羟基反应形成Ti-O-Si键,后期形成的硅酸分子与已键合在表面的硅酸发生缩合反应,形成连续致密的硅膜,膜层在陈化过程中继续缓慢生长.

纳米级二氧化钛包硅过程及形成机理研究

研究了各种因素对包膜效果的影响 ,探索致密二氧化硅膜的形成机理 .结果表明中和速度。

H_2对Rh-Mn-Li-Ti/SiO_2催化剂上CO吸附和脱附的影响

应用红外光谱和程序升温脱附技术研究了Rh-Mn-Li-Ti/SiO2催化剂上H2对CO吸附和脱附的影响.结果表明,预吸附的H2主要占据线式CO的吸附位.共吸附时H2与CO在Rh位上形成了羰基氢化物,从而导致线式物种谱带红移,且高的H2浓度有利于CO的吸附.在323 K下,H2对预吸附的CO谱带位置和强度没有影响.但是,随着温度的升高,H2的存在促进了弱吸附CO的脱附,并使之重新吸附;同时,H2促进了强吸附CO的解离,增强了CO的吸附强度和催化剂的吸附能力.

载体SiO_2上纳米TiO_2膜的制备及光催化性能

以SiO2 为载体 ,在酸性条件下 ,用TiCl4 水解法制备了TiO2 纳米膜催化剂TiO2 /SiO2 。以IR、XRD、SEM和吸光光度法对其进行了表征 ,所制TiO2 膜的平均粒径在 12nm以内 ,并能在很宽的煅烧温度范围内保持锐钛矿晶体结构 ;将TiO2 /SiO2 应用于光催化降解敌敌畏 (DDVP) ,具有高的光催化活性 ,且易回收及反复使用。探讨了不同条件对光催化活性的影响。

以硅溶胶和三氯化钛为原料合成Ti-MCM-41分子筛 Ⅰ.Ti-MCM-41分子筛的合成

以硅溶胶和TiCl3 水溶液为原料 ,采用水热合成方法制备了结晶度和长程有序性较高的中孔Ti MCM 41分子筛 .钛的加入提高了中孔分子筛的长程有序性 .辅助模板剂的选择对分子筛的合成很重要 ,其中以四甲基氢氧化铵和四乙基氢氧化铵作辅助模板剂的效果较好 .四甲基氢氧化铵的用量对分子筛的结晶度和长程有序性也有影响 ,用量过高和过低都会降低分子筛的结晶度 .合成的分子筛中的钛含量 (摩尔分数 )可以达到 3 75 % ,进一步增加钛的含量 。

SiO_2或TiO_2改性S_2O_8^(2-)/ZrO_2固体超强酸的结构及其催化性能

利用共沉淀法合成了S2O82-/ZrO2-SiO2(SZS)和S2O82-/ZrO2-TiO2(SZT)固体超强酸催化剂,通过XRD,FTIR,SEM对催化剂进行了表征;以酯化反应为探针,考察了催化剂的配比、浸渍液(NH4)2S2O8的浓度、浸渍时间及焙烧温度对酯化率的影响,初步探讨了SiO2或TiO2改性对S2O82-/ZrO2固体超强酸的结构和催化活性的影响。实验结果表明,SiO2或TiO2的引入对ZrO2的晶化和催化活性有不同的影响,引入SiO2比引入TiO2更易于覆盖催化剂的酸中心,且引入TiO2的SZT催化剂比引入SiO2的SZS催化剂更容易被S2O82-溶解形成硫酸盐;焙烧温度高于500℃后,固体酸表面的硫物种流失严重,同时由于SZS催化剂形成的晶面,因此SZS催化剂的活性比SZT催化剂下降明显。

光催化超亲水性TiO_2-SiO_2薄膜的研究

采用溶胶 -凝胶法在普通载玻片上制备了TiO2 -SiO2 复合薄膜 .利用高温显微镜、SEM、红外光谱 (IR)和分光光度计 ,研究了SiO2添加量和镀膜层数对润湿角、薄膜微结构、透过率、光催化活性的影响 .结果表明 :通过在TiO2 薄膜中加入SiO2 ,能显著降低薄膜的润湿角 ,超亲水性状态可以保持很长时间 .低于 3 0 %SiO2 添加量 (以摩尔分数计 ) ,在煅烧过程中对TiO2 锐钛矿相晶粒生长有抑制作用 ,同时 ,光透过率提高 ,光催化活性有所下降 .在薄膜中 ,TiO2 和SiO2 分别单独形成颗粒 ,但有少量Ti—O—Si键形成 ,存在少量的复合氧化物 .当SiO2添加量为 10 %时 ,3层TiO2 -SiO2 薄膜的润湿角接近 0°,光催化活性为光照 2h甲基橙溶液降解率 5 3 % ,其性能最佳 .