高热稳定性锐钛矿型Nd掺杂纳米TiO_2的制备与表征

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶凝胶法合成了纯TiO_2与Nd掺杂TiO_2纳米粉体,对其进行了350℃至850℃的热处理。利用XRD、SEM、和EDS对粉体的晶型结构,微观形貌和元素成分进行表征,研究了Nd掺杂对TiO_2晶粒尺寸以及晶型转变的影响。结果表明:样品晶粒尺寸达到纳米级别,Nd掺杂后TiO_2晶粒尺寸减小。纯TiO_2在550℃时已经有金红石生成,750℃完成锐钛矿向金红石的转变;Nd掺杂TiO_2在750℃时仍然是锐钛矿,850℃时有少许金红石生成,Nd掺杂提高了TiO_2锐钛矿结构的热稳定性。

电沉积HA/TiO_2复合涂层的结合强度和热稳定性研究

HA/TiO 2 composite coating were fabricated via adding TiO 2 powder in the electrolyte by electrodeposition.The influence of current dens ity and deposition time on the content of TiO 2 in the coating,the influence of the content of TiO 2 in the coating on the bonding strength of coating and the influence of sinte ring temperature on the structure and the bonding strength of coating were inves tigated.The experiment results show that the content of TiO 2 in the coating increase with reducing the current density and prolonging the deposition time,the bonding strength improve with increasing the content of TiO 2 in the coating,which can obtain18.7MPa when the weight percent TiO 2 in the coating attain72.2%.The addition of TiO 2 in the coating reduces the thermal expansion co - efficient of the coating,improves the bonding strength of coating and change s the fracture mechanism of the coat - ing from adhesion failure to cohesive failure.HA in the composite coatings i s decomposed by the catalysis reac - tion of TiO 2 at the temperature of sinter850 ℃ .Differential scanning calorimetry and X - ray diffractometry analy - ses showed that the chemical reaction between HA and TiO 2 lead to the product are α- TCP and CaTiO 3 at the temperature of sinter1200 ℃ .In order to prevent the coating from decomposing and attain hign bonding st rength,the sintering temperature should be less than820 ℃ .

宽电压范围下阳极氧化制备TiO_2纳米管阵列及其热稳定性

采用电化学阳极氧化技术，以含有NH4F和H2O的甘油溶液为电解液，在宽氧化电压范围（20～100V）下于纯钛表面制备了结构高度有序的TiO2纳米管阵列。利用扫描电子显微镜（SEM）考察了阳极氧化工艺（氧化电压、NH4F浓度、环境温度、水分含量等因素）及退火处理对纳米管形貌的影响；采用X射线衍射分析（XRD）表征了不同氧化电压和退火前后TiO2纳米管阵列的物相：并从电流-时间曲线出发简要地分析了纳米管阵列的形成机理。结果表明，纳米管的内外径和管长随氧化电压的增大而增大：NH4F浓度和环境温度对纳米管形貌有一定的影响；水分含量的多寡决定了能否在高电压下自组装形成纳米管阵列；TiO2纳米管阵列具有良好的热稳定性，管状形貌可以保持到700℃；直接制备的TiO2纳米管阵列均为无定型结构，经450℃退火处理后．无定型的TiO2纳米管转变为锐钛矿相，而600℃退火处理后，部分锐钛矿相转变为金红石相。

Fe^(3+),Si^(4+)掺杂TiO_2纳米材料相变和热稳定性研究

Guth等人[1]在1977年首次报道了铁(Ⅲ)掺杂二氧化钛催化剂对氮气光催化还原为氨具有独特的光催化效果,开辟了一条太阳能转化为化学能的新途径,引起了人们对铁(Ⅲ)掺杂二氧化钛的研究热潮[2～7].

TiO_2纳米管阵列的热稳定性及生物活性的研究

通过电化学阳极氧化法,在纯钛片表面制备得到TiO2纳米管阵列。研究了TiO2纳米管阵列的热稳定性,并通过模拟体液浸泡研究了其生物活性。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分别对纳米管阵列的形貌和物相进行表征。结果表明,当热处理温度为300℃时,TiO2纳米管由无定形向锐钛型转变,温度升到500℃时转变为金红石型,升到600℃时TiO2纳米管阵列出现坍塌,700℃热处理时其形貌完全被破坏。生物活性研究表明,具有TiO2纳米管阵列的钛片经氢氧化钠溶液活化后具有良好的生物活性,能在模拟体液中诱导生成磷灰石。

TiO2掺杂粒度对纤维素强度和热稳定性影响的分子模拟研究

变压器绝缘纸的主要成分为纤维素,为了提升绝缘纸的强度和热稳定性,利用纳米TiO 2掺杂纤维素,通过分子模拟方法研究不同纳米TiO 2粒度掺杂纤维素的强度和热稳定性.研究表明,纳米TiO 2使得纤维素强度提高,拉伸模量增大,抗形变能力增强,体积模量与剪切模量比值(K/G)增大,纤维素韧性增强;纳米TiO 2表面羟基与纤维素形成新的氢键网络使得径向分布函数峰值增大,复合体系更加稳定,其热稳定性增强.掺杂比例相同时,随着纳米TiO 2粒度减小,拉伸模量和柯西压增大,泊松比减小,纤维素的抗形变能力增强;纳米TiO 2表面羟基占有率越高,纳米TiO 2与纤维素越易形成氢键抑制纤维素链运动,纳米TiO 2也减小复合体系的自由体积,使得复合体系结构更加稳定,热稳定性更强.因此,掺杂小纳米TiO 2粒度是提升纤维素强度和热稳定性有效的方法.

PI/TiO_2纳米复合材料的制备及其热稳定性

PI可与无机纳米微粒复合生成性能更加优良的复合膜材料。对以PI为基料、纳米TiO2微粒为添加物制成的PI/TiO2膜进行了研究,考察纳米粒子的用量及固化工艺对PI/TiO2膜热稳定性能的影响。实验结果表明,随着TiO2含量的增加,PAA/TiO2贮存时间变短,而固化后PI/TiO2膜的热稳定性能提高。采用阶梯升温固化,固化温度为310℃时,得到的PI/TiO2膜热稳定性能较好。

纳米TiO_2薄膜中锐钛矿晶型的稳定性研究

采用溶胶—凝胶法制备钛溶液 ,将钛溶胶涂敷在玻璃和陶瓷基片上 ,干燥后进行煅烧 ,形成具有亲水 亲油作用、抗菌自清洁作用和防雾作用的纳米TiO2 薄膜。实验展示了与文献所述不同的结果。涂敷 1层— 7层的薄膜 ,其亲水性随层数增加而增大 ,未发现最大值 ;热处理温度为 65 0 -670℃ ,反复涂层反复煅烧保温条件下 ,仍未发现显著的金红石量生成。研究认为涂敷层数的增加不应降低光催化效率 ,影响纳米TiO2 薄膜光催化性质的主要因素是纳米粒子的表面密度和晶粒尺寸 ;纳米尺度下锐钛矿向金红石的转变温度并非固定 ,条件适宜时 ,可在较高温度下保持纳米锐钛矿的晶型稳定 ;影响纳米薄膜中TiO2 锐钛矿向金红石转变的因素主要与工艺条件。

离子掺杂对提高锐钛型TiO2高热稳定性的影响

归纳分析了离子掺杂对二氧化钛由锐钛矿型向金红石型转化的抑制作用,得出不同掺杂离子对TiO2相转化温度和粒径具有较大影响的结论。以TiCl4为原料,通过添加少量磷酸二氢钠(NaH2PO4),采用强迫水解法制备纯锐钛相纳米TiO2,相变温度提高到了1000℃,有效抑制了TiO2粒径的长大,与其他文献结果一致。指出掺杂TiO2的相变机理尚处于探索阶段,如何选择适当添加剂、实现高热稳定性锐钛矿型纳米TiO2产业化是今后研究的重点。

高热稳定性锐钛型纳米TiO_2的合成及光催化性能

采用沸腾回流强迫水解法,以TiCl4为原料,NaH2PO4为添加剂,制备了P掺杂纳米TiO2光催化剂.利用XRD,XPS对产物进行了表征和光催化测试.实验结果表明,P掺杂能够增强锐钛矿型TiO2的热稳定性,抑制其粒径长大,TiO2的相转变温度随着P掺杂量的增加而提高.

高热稳定的多孔锐钛矿二氧化钛的制备及表征

以十二烷基胺为模板剂,以廉价的无机钛盐为前驱物,采用模板法水热合成了蠕虫状多孔TiO2粉体,并研究了热处理温度对TiO2粉体的晶相、形貌、微结构和比表面积的影响.结果表明:该法制备的锐钛矿TiO2具有较高的相变稳定性,在高达1 000℃煅烧后锐钛矿相仍然为主要晶相,1 100℃煅烧后转变为金红石相,比通常TiO2的晶型转变温度提高了300℃左右.在300℃和500℃煅烧后,样品的比表面积分别为138,51 m2/g.多孔TiO2粉体具有高度晶化的锐钛矿纳米晶和高比面积共存的特性,使其在光催化以及光电化学转换方面具有潜在的应用价值.

pH值对TiO2-H2O纳米流体稳定性及热物性影响的实验研究与评价方法

通过两步法制备质量分数为0.1%的TiO2-H2O纳米流体,测量纳米流体在pH值为2,4,6,8,10,12基液下的Zeta电位、导热系数、黏度,进行静置实验以及透射电镜(TEM)扫描,研究pH值对TiO2纳米流体稳定性和热物性的影响,比对PER模型和优值Mo数分析的评价方法。研究表明,TiO2纳米流体在pH值为2和12时Zeta值分别为24.10和-40.60,pH值为12的样品在20℃时导热系数相比于基液提高了1.04倍,60℃时提高了1.17倍;pH值为2样品在20℃时导热系数相比于基液提高了1.06倍,60℃时提高了1.14倍,两种评价模型表明,pH=2,pH=12,在特定温度下,均满足PER值<5,优值Mo模型Cμ/Cλ<4,表现最为稳定且热物性表现最优。pH值为6,8的纳米流体处于Zeta电位不稳定的缓冲区,稳定性差,热物性表现差。

紫外光老化TiO_2/聚丙烯复合材料的热降解行为

采用熔融共混法制备了金红石型TiO2/聚丙烯(PP)复合材料,利用热失重分析和红外光谱研究了紫外光照射对PP和纳米TiO2/PP复合材料热稳定性的影响。结果表明,金红石型纳米TiO2加入到PP后,复合材料的起始降解温度(To)较纯PP提高23℃,最大热降解温度(Tmd)保持不变,有效延缓热降解过程。紫外照射后,PP的起始降解温度(To)下降100℃,最大热降解速率(Rmd)提高了近5倍,热稳定性下降严重。红外光谱证实这是由于PP分子链的氧化、断裂所致。而TiO2/PP复合材料中紫外照射引起的To和Rmd改变很小,归因于纳米TiO2对紫外线的吸收作用,减少了对PP基体分子链的破坏。

温度对TiO_2-B纳米纤维的结晶度和稳定性的影响

本文以锐钛矿相二氧化钛纳米颗粒和NaOH溶液为前驱物,通过水热反应和退火处理制备了TiO2-B纳米纤维。用XRD、HRTEM和EDS对样品的结构、形貌及其演化进行了表征。讨论了水热反应温度和退火温度对TiO2-B纳米纤维的结晶度、形貌和热稳定性的影响。结果表明:在160℃、180℃和200℃温度下水热反应,分别得到H2Ti4O9、H2Ti3O7和H2Ti4O9与H2Ti3O7混合的纳米纤维,400℃退火后,无论是H2Ti4O9还是H2Ti3O7纳米纤维都转化为TiO2-B纳米纤维,但从180℃水热反应得到的H2Ti3O7纳米纤维转化的TiO2-B纳米纤维具有较高结晶度和热稳定性。

纳米TiO2改性复合相变微胶囊的制备及热性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2粒子,以正十四烷(Tet)为内核材料,纳米TiO2改性聚苯乙烯(PS)为壳层材料,制备了纳米TiO2改性复合相变微胶囊。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、TG-DSC综合热分析仪和热常数分析仪对未改性和纳米TiO2改性的复合相变微胶囊的形貌和热性能进行了研究,并测试了微胶囊乳液的热导率和机械稳定性。结果表明,纳米TiO2粒子大小均匀,平均粒径约为20nm左右,在聚苯乙烯壳中添加TiO2粒子会增加复合相变微胶囊的粒径;纳米TiO2改性后的复合相变微胶囊比未改性的复合相变微胶囊具有更高的热稳定性,其初始结晶和熔融温度分别达到0.42和2.63℃,均高于未改性复合相变微胶囊;纳米TiO2改性复合相变微胶囊的熔融潜热(ΔH m)达到84.53 kJ/kg,具备优异的热传导性能;相比未改性复合相变微胶囊乳液,纳米TiO 2改性复合相变微胶囊乳液的导热系数提高了16.47%,且具备较高的机械稳定性,可以用作蓄冷功能热流体材料。

高温水解溶剂热法合成纳米TiO_2及其光催化性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,在丙酮、吡啶和乙醇的混合溶剂中,采用高温水解溶剂热法合成了纳米TiO_2粉体。XRD和TEM分析结果表明,纳米TiO_2的平均晶粒尺寸约为11nm,分散性好,是纯单相锐钛矿型。经不同温度煅烧处理后可知,当煅烧温度低于等于800℃时,该纳米TiO_2都能保持单一的锐钛矿相,具有高的热稳定性;当煅烧温度低于等于600℃时,煅烧温度对该纳米TiO_2光催化性能的影响较小,都具有优良的光催化活性。

锐钛矿相TiO_2纳米晶制备与相成因研究

采用TiCl4的乙醇溶液作为前驱体,制备了TiO2纳米晶.通过X射线衍射(XRD)、差热-热重同步分析(DTA-TGA)等方法研究了纳米晶的相组成、晶型及粒径(A:4nm-10nm).通过控制实验条件,可以得到单一的锐钛矿相TiO2纳米晶。研究发现,随着热处理温度的升高,纳米晶粒子的晶格畸变率变小,表明纳米晶的晶型变好;在400℃以下,纳米晶粒子增长速度比较慢,源于焙烧所提供的能量首先消耗在结构弛豫上。

超临界干燥法制备的锐钛矿TiO_2纳米晶的性能研究

采用超临界干燥法制备了锐钛矿TiO2纳米晶,以光催化降解活性艳红X-3B作为测试反应,考察了不同温度焙烧的TiO2纳米晶的光催化活性,并用BET,XRD和TG等手段表征了催化剂的物理化学性质.结果表明,采用该方法制得的TiO2纳米晶具有较高的晶相转变温度;随着焙烧温度的升高,锐钛矿TiO2纳米晶活性逐渐提高,而且800℃焙烧的样品具有与Degussa P25商品催化剂相当的光催化活性,这可能是由于结晶度的提高降低了充当光生电子-空穴对复合中心的缺陷的浓度.

掺入SiO_2对TiO_2热催化剂的影响

以ZrO_2为载体,掺入SiO_2的TiO_2作为活性成分,制备负载型催化剂,考察掺入SiO_2对TiO_2热催化剂的影响。结果表明,掺入SiO_2后生成Ti—O—Si,使TiO_2和ZrO_2载体结合的更为牢固。SiO_2能有效抑制TiO_2从锐钛矿转变成金红石,同时抑制锐钛矿型的生成。掺入SiO_2物质的量分数达到15%时,900℃焙烧仍能得到100%的锐钛矿。TiO_2-SiO_2在ZrO_2表面形成薄层,并出现龟裂,可能是因为掺入SiO_2所致。

高活性和高稳定性TiO_2光催化剂的制备研究进展（英文）

二氧化钛基光催化剂在污染水处理、空气净化和自清洁涂层领域都有着广泛的应用,在这些应用中,必须要增加二氧化钛的稳定性,保持大的比表面积、小尺寸和高结晶度。本文总结了近年来在合成高稳定性二氧化钛基纳米材料光催化剂的研究进展,讨论了影响其高稳定性和高活性的若干因素,并对我们组近年来在这方面的研究工作进行了阐述。