Ce^(3+)掺杂介孔TiO_2纳米粉末的水热制备及其光催化性能

我们采用碱液水热法制备了介孔Ti O2纳米粉末,并通过掺杂稀土元素Ce对其进行了改性。采用X射线衍射(XRD)﹑EDS能谱分析﹑扫描电镜(SEM)﹑透射电镜(TEM)﹑UV紫外可见光光谱分析表征了所制备样品的晶型﹑元素含量﹑形貌及光催化性能。结果发现,水热法制备的介孔纳米粉末颗粒均一,介孔分布较均匀,掺铈后可以提高介孔Ti O2纳米粉末的降解率;实验中,在一定的掺铈浓度范围内,最佳掺铈浓度为0.01 mol/L。

两步水热制备S掺杂介孔TiO_2纳米粉末及其光催化性能表征

我们采用两步水热法制备了掺S的介孔TiO2纳米粉末。采用X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)、BET比表面分析、透射电镜(TEM)、UV紫外可见光光谱分析对所制备样品的晶型、元素含量、形貌及光催化性能进行了表征。结果发现,水热法制备的纳米粉末颗粒较均一,呈珊瑚状的介孔结构,掺杂S可以有效提高介孔TiO2纳米粉末的降解率;实验中,在一定的掺铈浓度范围内,掺杂硫酸的最佳浓度为0.6mol/l。

基于钯修饰的介孔TiO_(2)纳米棒高效光降解四环素的研究

致力于开发一种高性能光催化剂,专门用于环境净化中四环素(TC)的有效降解。通过静电纺丝技术和硼氢化钠还原法,成功制备了金属钯颗粒均匀负载的介孔二氧化钛(Pd/mTiO_(2)NRs)纳米棒复合光催化剂。随后,对这些复合材料进行了光催化降解TC的活性评估实验。实验结果显示,具有3%最佳Pd负载量的Pd/mTiO_(2)NRs纳米复合物在光降解TC方面展现出了卓越的催化性能。在短短1 h的光反应后,TC的去除率高达96.4%,这一效率比单独的mTiO_(2)NRs(去除率约为67.1%)提高了约1.45倍。进一步利用准一级动力学模型分析,研究发现Pd/mTiO_(2)NRs具有非常高的降解速率常数,达到0.05358 min^(-1),这一数值是单独mTiO_(2)NRs(0.01068 min^(-1))的5倍之多。更重要的是,经过5次循环使用后,该复合光催化剂的光催化效率几乎保持不变,证明了其良好的结构稳定性和可循环使用性。该研究不仅为开发高效光催化剂提供了新的研究思路,而且为环境净化领域提供了有力的技术支持,为解决实际环境问题提供了有效的解决方案。

贻贝启发接枝骨形态发生蛋白2成骨活性肽的介孔生物玻璃修复股骨髁缺损

背景:骨形态发生蛋白2在胚胎发育、骨骼形成和再生修复中具有重要作用,但高剂量应用与癌症发病密切相关。骨形态发生蛋白2成骨活性段L20能够有效减少癌症等不良反应,并可显著促进骨组织再生。目的:将骨形态发生蛋白2活性肽段以贻贝衍生肽模拟策略接枝在介孔生物玻璃表面,探究其对组织工程成骨性能的影响。方法:(1)采用模板法合成介孔生物玻璃纳米颗粒,采用一步法合成负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20的介孔生物玻璃纳米颗粒,表征负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20介孔活性玻璃纳米颗粒的形貌与体外缓释性能。(2)分离提取SD大鼠骨髓间充质干细胞,传2代后分别与PBS(空白组)、介孔生物玻璃纳米颗粒(对照组)、负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20介孔生物玻璃纳米颗粒(实验组)共培养,采用细胞活死荧光染色和CCK-8法检测细胞毒性和细胞增殖,扫描电镜观察细胞黏附;成骨诱导分化后,进行碱性磷酸酶染色、茜素红S染色与成骨相关基因表达检测。(3)取15只SD大鼠,建立双侧股骨髁缺损模型,采用随机数字表法分为3组:空白组(n=5)不植入任何材料,对照组(n=5)植入介孔生物玻璃纳米颗粒,实验组(n=5)植入负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20介孔生物玻璃纳米颗粒。术后8周,进行股骨Micro-CT扫描与组织形态观察。结果与结论:(1)扫描电镜下可见负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20介孔生物玻璃纳米颗粒为球形、单分散颗粒,透射电镜下可见其具有多孔结构,平均粒径为(268.10±0.58) nm,体外可缓释L20。(2)负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20介孔生物玻璃纳米颗粒无细胞毒性,并且可促进骨髓间充质干细胞的增殖与黏附;与空白组、对照组相比,实验组碱性磷酸酶活性与细胞外基质矿化能力均升高(P <0.05),碱性磷酸酶、Runx2、骨钙素mRNA表达升高(P <0.05)。(3)股骨Micro-CT扫描结果显示,与空白组、对照组相比,实验组新生骨量与骨密度均升高(P <0.05);苏木精-伊红与Masson染色结果显示,与空白组、对照组相比,实验组新骨生成与胶原纤维均增加。(4)结果表明,负载骨形态发生蛋白2活性肽L20介孔生物玻璃纳米颗粒具有良好的生物相容性及体内外促成骨性能,可促进SD大鼠股骨髁缺损的再生修复。

锐钛矿型纳米TiO_2介孔粉体表面织构的研究

以硫酸钛和尿素为原料 ,聚乙二醇 -1 0 0 0为空间构造剂 ,1 0 4℃下经尿素水解均匀沉淀法研制颗粒分散均匀、粒径可控的高热稳定性锐钛矿型纳米 Ti O2 介孔粉体 ,并对其晶相、颗粒大小、比表面积、形貌和孔道结构进行了表征 .结果表明 ,未经任何热处理的 Ti O2 粉体即为锐钛型晶相 ,颗粒为均匀分散的类球型颗粒 ,且颗粒间形成直通型的介孔孔道 ,其孔径在 1 0～ 30 nm之间 .控制焙烧温度可以达到控制颗粒大小及形貌的目的 ,经 85 0℃焙烧 5 h的样品仍保持锐钛矿型晶相 ,未出现向金红石型晶相转变的迹象 .

纳米TiO_2介孔薄膜的模板组装制备研究

以TiCl4为无机前驱体、三嵌段高分子共聚物EO20PO70EO20为模板剂，在非水条件下制备了有序的锐钛矿TiO2纳米晶介孔薄膜。通过热重-差热(TG-DTA)分析、X射线衍射(XRD)分析、原子力显微观察(AFM)及N2吸附-脱附等测试对样品进行了表征。结果表明，薄膜具有均一的大介孔孔径(～10nm)，其BET比表面积为150m^2·g^-1，薄膜较宽的无机壁厚显著提高了介孔结构的热稳定性。通过红外(IR)光谱分析考察了溶胶-凝胶过程中发生的物理化学变化。在对薄膜表面形貌进行AFM观察的基础上初步探讨了嵌段共聚物EO20PO70EO20对薄膜孔结构形成的导向机理。

纳米CeO_2/TiO_2介孔复合体系的合成与表征

采用结构导向-超临界流体干燥(SCFD)-浸泡沉淀法制备了CeO2／TiO2介孔组装 纳米复合粉体,通过TEM,XRD,BJH和BET等技术对获得的粉体进行了表征,并将其应用 于光催化降解3B艳红染料和干电流变体中.结果表明,将稀土粒子CeO2组装到介孔TiO2的 纳米孔道中形成的复合体系的光催化、光吸收和介电特性不同于纳米TiO2颗粒,表现出了明 显的增强效应.

介孔纳米TiO_2的超声化学法合成及其表征

采用超声化学法制备介孔TiO_2,并采用XRD,TEM,FTIR等方法对样品进行了表征结果表明,在超声波作用下,液相体系中能够一步合成锐钛矿相TiO2;添加有机模板剂并控制实验条件,则能直接合成具有介孔结构的锐钛矿相TiO2超声化学法能更好地控制粒子的形貌和尺寸,所制备的TiO2晶型完整,孔径均匀。

介孔组装纳米TiO_2催化材料的研究进展

利用介孔材料的纳米孔结构,通过组装可以合成单分散性的纳米TiO2催化材料。介绍了层状硅酸盐结构重排、碱性水热体系合成、室温酸性体系合成、微波合成等介孔材料的合成技术,包括合成工艺和材料性能。详细综述了直接合成、水热合成、溶胶-凝胶、注入法以及水解法等介孔组装纳米TiO2的合成工艺和材料性能。展望了该领域的研究前景。

基于空气净化的介孔纳米TiO_2的应用研究

本研究创建连续流动气相光催化实验系统,采用动态配气法生成一定低浓度的甲醛气体,开发利用介孔纳米TiO2为光催化材料,以促进利用光催化技术应用于消除室内有害污染气体更具实际意义和商业价值．研究表明,以非表面活性剂有机小分子三乙醇胺为模板剂制得了介孔TiO2材料,其粒径在20-30 nm之间;通过控制气流速度为7．5 cm／s以消除传质对反应的影响,在相对湿度为28％和反应温度为25℃的条件下,相对具有相近吸光性能和粒度的Degussa P25,介孔纳米TiO2具有更高的光催化降解甲醛的反应效率．

介孔掺镧纳米晶TiO_2瞬态光伏与表面光声特性

结合瞬态光伏与表面光声技术,研究介孔掺镧nano-TiO2光生载流子分离与复合过程及其能量转换机制.结果表明:锐钛矿中两种不同光伏特性的缺陷态具有光生载流子扩散距离短,复合速度快的特点;镧掺杂增加体缺陷态对于光伏效应的贡献,但在某种程度上抑制主带隙的电荷分离;模板剂种类对于主带隙电子-空穴对的分离与复合过程,以及亚带隙无辐射跃迁引起的晶格振动均有显著的影响.结果证实了样品表面光声与瞬态光伏现象之间存在明显的能量互补关系.

电泳沉积法制备介孔TiO2／单壁碳纳米管薄膜

采用电泳沉积法,在FTO/介孔TiO2薄膜上制备了介孔TiO2/单壁碳纳米管(SWCNTs)薄膜电极,用Raman和SEM等手段对薄膜电极进行了表征.结果表明,SWCNTs已沉积到介孔TiO2薄膜上.分别用四羧基苯基卟啉(TCPP)和联吡啶钌化合物N719对其进行敏化,并组装成太阳能电池.研究结果表明,与单纯的TiO2粒子膜相比,介孔TiO2和SWCNTs的紧密结合可使得光生电子更容易传输,光电转换效率显著提高.

以梳型聚合物为模板制备介孔Ag/AgBr/TiO_2纳米复合材料

以钛酸四丁酯为钛源,梳型聚合物为模板,采用溶胶-凝胶法低温水浴制备具有介孔结构的纳米TiO2,通过沉积-沉淀法将Ag/AgBr负载于介孔TiO2纳米微粒表面,制得高比表面积的Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料。采用XRD,TEM,N2吸附-脱附和UV-vis DRS等方法对Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料进行了表征。结果表明,所制备的纳米TiO2和Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料具有介孔结构;Ag/AgBr的引入,减小了介孔TiO2的比表面积(由346m2/g减小为253m2/g),但大幅度提高了其可见光催化活性。在可见光下,Ag/AgBr/TiO2降解甲基橙的速率分别为商品TiO2P25和介孔TiO2的145倍和60倍。

快速溶胶-凝胶法制备纳米介孔TiO_2——一个大学化学开放性实验的设计

设计了一个大学化学开放性实验——介孔TiO_2的快速溶胶-凝胶法制备。该实验结合本课题组的最新研究成果,内容涉及介孔TiO_2的快速合成和材料表征分析。通过本实验可以拓宽学生的化学专业知识,激发学生对科学研究的兴趣,培养学生创新能力和独立从事科研工作的能力。

纳米TiO_2-SnO_2介孔材料的制备及其对含氰废水的光催化降解性能

以TiCl4和SnCl4为原料,采用直接水解常压液相反应合成出了纳米TiO2-SnO2复合介孔材料.利用XRD和TEM及漫反射谱等对样品进行了表征,并研究了纳米TiO2-SnO2复合介孔材料对含氰废水的光催化降解性能.结果表明,纳米TiO2与SnO2复合后,导致材料的光谱响应拓宽;此种催化剂在日光灯下比在紫外灯下对废水中CN-的降解效果要好.

具有双孔径分布的介孔C-Al_2O_3-TiO_2纳米复合材料的合成及其红外发射率

以嵌段共聚物F127(PEO106PPO70PEO106,MW=12600)为模板剂,异丙醇铝和钛酸四丁酯为金属源,低分子量的酚醛树脂为碳源,通过溶胶-凝胶三元共组装法合成了具有双孔径分布的C-Al2O3-TiO2纳米复合材料.用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)及N2吸附-脱附对该复合材料进行结构表征.结果显示,当铝钛原子的摩尔比为1:10时,对应的纳米复合材料具有较好的有序介孔结构,其双孔径分别为3.9和6.5nm,比表面积可达259m2·g-1,孔容0.37cm3·g-1.以三元乙丙橡胶(EPDM)为粘结剂,与介孔纳米复合材料混合制备涂层.通过调节复合材料中铝钛摩尔比和涂层厚度,红外发射率在0.450-0.617之间可调.

TiO_2/SiO_2纳米介孔复合薄膜的制备及其光催化降解性能研究

采用两步溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2纳米介孔复合薄膜,经X-射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和透射及扫描电子显微镜(TEM,SEM)表征,显示介孔复合薄膜中锐钛矿型TiO2纳米粒子均匀分散在SiO2介孔基底中,经光催化降解氨气的试验,结果表明该介孔复合薄膜的光催化活性比普通的TiO2粒子有较大的提高。

气相水解法介孔分子筛MCM-41组装纳米TiO_2研究

以水玻璃为硅源,表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为结构模板剂,合成出MCM-41介孔分子筛,并以钛酸丁酯为前驱体,在高温气相炉中进行水解,羟基缩合对介孔分子筛MCM-41进行了纳米TiO2的修饰。XRD、FTIR、N2吸附脱附、SEM表征手段对其结构特征的测试结果表明:纳米TiO2不仅进入介孔分子筛MCM-41介孔孔道,较均匀地修饰了介孔分子筛MCM-41的孔壁,而且使介孔分子筛MCM-41能够保持有序的孔道结构。

介孔片层Ni_(2)FeS_(4)纳米结构修饰电极对尿酸的电催化研究

以硝酸镍、硝酸铁为金属源,硫代乙酰胺为硫源,以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)为导向剂,与致孔剂的在不同金属比下用软模板法合成了介孔Ni_(2)FeS_(4)纳米片,在玻碳电极(GCE)上成膜构成尿酸传感器,通过循环伏安法(CV)、电流时间法(I-t)和差分脉冲伏安法(DPV)检测了修饰电极对尿酸的电催化性能,并将其应用于血清中的尿酸检测。探究了Ni_(2)FeS_(4)支持电解液的pH值及扫描速率的与峰电流的关系,研究结果表明,在最优条件下合成并修饰的电极对尿酸有较高的电化学活性、良好的选择性、稳定性和重现性,其线性范围和检出限分别为3~300和0.55μmol/L,用此方法对血清中的目标物进行测定,回收率为95.2%~103.8%。

复合模板剂自组装制备混晶纳米TiO2介孔材料及其性能研究

采用TiCh为原料，以十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）、聚乙二醇（PEG400、PEG6000）及十二烷基苯磺酸钠（SDBS）两两组合为复合模板和结构导向剂，利用常压液相-水热合成两步反应制备了纳米混晶TiO2介孔材料。XRD分析结果表明，产品为金红石-锐钛矿的混晶结构；TEM观察，样品是由均匀球形颗粒组装成的无序介孔材料，一次粒径约为10～15nm；N2吸附-脱附等温曲线形状为Langmuir Ⅳ型，是典型的介孔结构吸附-脱附等温线，最可及孔径约为11nm。光催化性能实验表明，在40W目光灯照射60min后，该系列介孔材料可有效的降解工业废水中的有毒氰根含量和有机染料。研究结果还表明，采用CTAB-SDBS作为复合模板和结构导向剂时制得的介孔材料的孔结构和光催化降解性能较好。