二氧化钛/多孔碳纳米纤维复合材料的制备及其光催化性能

为实现纳米二氧化钛(TiO_(2))的回收和重复使用,采用静电纺丝、高温煅烧和酸溶技术制备了多孔碳纳米纤维(PCNF),随后使用二次形核法将锐钛矿相TiO_(2)负载到其表面,得到具有光催化活性的TiO_(2)/PCNF复合材料。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、紫外-可见漫反射光谱仪等表征了TiO_(2)/PCNF复合材料的形貌结构、成分和光吸收性能,并测试了其对降解亚甲基蓝(MB)溶液的光催化性能。结果显示:复合材料的比表面积高达331.9 m^(2)/g,光照30 min后对MB溶液(5 mg/L)的去除率为98.6%,光照60 min后对MB溶液的去除率可达99.6%,均高于同等TiO_(2)含量的对比组;重复使用5次后,其对MB溶液的去除率仍然保持在95.0%;PCNF是一种性能优异的光催化载体材料,它不仅能够实现对纳米TiO_(2)的固定和回收,而且能提高TiO_(2)的光催化性能。

纳米二氧化钛/玻璃鳞片协同增强环氧树脂的耐磨性研究

[目的]环氧树脂(EP)复合材料虽有良好的力学性能和化学稳定性,但脆性大、摩擦因数高、耐磨性差,使其难以满足运动摩擦部件的性能要求。[方法]通过向EP基体中添加改性纳米TiO_(2)和玻璃鳞片(GF)制备了TiO_(2)/GF/EP复合材料,研究了纳米TiO_(2)添加量对复合涂层性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对涂层的断面形貌和分子结构进行了表征。[结果]利用KH-550硅烷偶联剂对纳米TiO_(2)进行改性处理消耗了其表面大量的羟基,有效减少了纳米TiO_(2)的团聚。GF和改性纳米TiO_(2)与EP基体的界面相容性良好,TiO_(2)/GF/EP复合涂层的致密性与纯EP涂层相比明显提高。对于添加了相对于EP质量4%的纳米TiO_(2)和30%的GF的复合涂层,其显微硬度比纯EP提高了46.8%,摩擦因数和磨损后的质量损失分别比纯EP减小了46.1%和52.0%。[结论]改性纳米TiO_(2)和GF共同作为填料加入,可使EP的显微硬度和耐磨性得到明显提高,摩擦因数明显减小,综合性能得到提升。

纳米二氧化钛光催化综合实验设计与实践

该文设计了包含纳米二氧化钛制备方法、应用评价、结构表征及小试应用的光催化综合实验。该实验采用溶胶-凝胶法和沉淀-浸渍法制备了纳米二氧化钛,通过降解模拟染料废水评价了其光催化活性,利用扫描电子显微镜、比表面分析仪、X射线衍射仪对其进行了表征,通过对比小试实验体会了“放大效应”及相关工程参数带来的影响。该实验融合了多门学科知识,使学生知识体系更加完整、创新能力得到增强、科学素养得到提升。

纳米二氧化钛的光催化与减摩性能研究进展

纳米二氧化钛(TiO_(2))作为一种环境和能源领域出色的光催化剂以及一种新型的发动机纳米润滑油添加剂,受到越来越多的关注。综述纳米TiO_(2)复合材料在不同掺杂方式下在光催化方面的研究及应用进展,以及纳米TiO_(2)及其复合材料作为润滑油添加剂的研究及应用进展;总结了综合考虑纳米TiO_(2)复合材料光催化与减摩性能的研究现状,指出将纳米TiO_(2)及其复合材料作为发动机润滑油添加剂时,应综合考虑其光催化与减摩性能,从而实现在减摩的同时降低污染物排放。

碳量子点敏化二氧化钛纳米管阵列光催化降解草甘膦废水

草甘膦作为全球用量最大的农药品种,产生的废水造成了巨大的环境污染。光催化氧化技术具有操作方便、反应温和、降解完全等优势。二氧化钛纳米管阵列(TNTAs)结构独特、比表面积大,成为近年来备受关注的一种光催化剂,但其仅能吸收387 nm以下的紫外光,应用受到限制。本论文首先采用阳极氧化法制备了TNTAs,水热法制备了碳量子点(CQDs),然后恒温水浴制备了CQDs敏化的CQDs/TNTAs复合光催化剂,并利用紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪、扫描电镜、透射电镜及X射线衍射仪等对该样品进行了表征。通过草甘膦的光催化降解反应对复合光催化剂进行活性评价。实验结果表明3次敏化后的CQDs/TNTAs对草甘膦降解活性是TNTAs的1.98倍。CQDs敏化一方面提高了TNTAs对可见光的吸收,另一方面与TNTAs建立了异质结,有助于光生电子-空穴的分离和传输,减少了光生空穴-电子对的复合,从而提高了光催化性能。

非金属离子掺杂纳米二氧化钛复合光催化材料降低水中污染物的研究进展

对非金属离子掺杂纳米二氧化钛复合光催化材料降低水中污染物的研究进展进行论述;非金属离子掺杂纳米二氧化钛复合光催化材料相较于纳米二氧化钛,其禁带宽度变窄,提高了在可见光区的吸收性能,提高了光催化活性,提高了污染物降解率。

纳米二氧化钛对靛蓝染料的紫外辐射催化降解

为研究二氧化钛对固态靛蓝、靛蓝悬浮液的光催化效果,以固体表观变化、K/S值、红外光谱图、悬浮液浊度为指标,考察了纳米二氧化钛含量、光照时间以及光源等对催化降解靛蓝的影响。结果表明:纳米二氧化钛对固态靛蓝具有催化降解能力;辐射时间越长,固态靛蓝的脱色速率越快;紫外辐射8 h,固态靛蓝的脱色较快;提高二氧化钛的含量有利于固体靛蓝的褪色;二氧化钛浓度为60%时,催化降解效果较好;据红外光谱图推测,固态靛蓝在纳米二氧化钛的作用下可直接降解矿化。

纳米级二氧化钛的合成方法、应用以及改性处理的研究

纳米二氧化钛在光催化、制氢方面等领域得到广泛应用。目前纳米二氧化钛合成方法包括气相合成法、溶胶–凝胶法、固体混合法和直接焙烧法等。这些方法在反应条件、温度、时间、原料选择和后处理等方面有所不同,影响着TiO2的粒径、形貌、晶相和光催化效率。在改善TiO2光催化性能方面,主要通过掺杂Ni、Co、Mn、C等元素调整TiO2的能带结构,促进电子–空穴对的分离;复合化可实现TiO2与其他材料的协同效应。此外,该综述还涉及二氧化钛改性对光催化性能的影响,以及TiO2在环境净化、水分解、抗菌和有机合成等领域的应用。

石墨烯纳米二氧化钛复合光催化材料的应用研究进展

对石墨烯纳米二氧化钛复合光催化材料在污染物治理、CO_(2)还原和资源化、H_(2)生产等领域的应用研究进展进行了论述。与纳米二氧化钛相比,石墨烯纳米二氧化钛复合光催化材料的禁带宽度变窄,提高了在可见光区的吸收性能,提高了光催化活性和反应效率,提高了污染物的降解率,CO_(2)还原和资源化产率以及H_(2)生产效率也得到了提高。

浅析纳米二氧化钛光催化降解效率的影响因素

本文以罗丹明B(RhB)为目标降解物,研究了锐钛矿型纳米二氧化钛(TiO_(2))的光催化降解效率的影响规律。通过比较不同分散剂对纳米TiO_(2)分散液的分散作用的差别,研究了分散剂对纳米TiO_(2)的光催化降解效率的影响;同时,也探讨了固含量和溶液pH值等因素对纳米TiO_(2)光降解效率的作用规律。结果表明:二氧化钛(TiO_(2))固含量为5 wt%、六偏磷酸钠为0.8%、pH值为5时,目标降解物罗丹明B(初始浓度2.5ppm)在3h后降解效率达到80.25%。将制备的光催化分散液喷涂在大理石瓷砖表面,48 h内降解甲醛效率达到86.9%。

二氧化钛纳米管阵列光催化降解磺胺产物与机理研究

抗生素对水体环境的污染日益严重,磺胺作为一种典型抗生素,其降解研究引起了广大研究者的关注.文中采用阳极氧化的方法制备二氧化钛纳米管阵列,以磺胺为目标污染物,分析光照、溶液初始pH、初始质量浓度、溶液中腐殖酸和乙酸钠等对二氧化钛纳米管阵列光催化降解水中磺胺的影响,并探讨了降解产物与降解机理.结果表明:(1)光照是二氧化钛纳米管阵列光催化降解磺胺的主要因素;(2)pH影响二氧化钛纳米管阵列降解磺胺的效率,在中性条件下磺胺的降解效率最高;(3)随着磺胺溶液浓度的增加,降解效率逐渐变小;(4)水环境中腐殖酸和乙酸钠对光催化降解有较明显的影响;(5)二氧化钛纳米管阵列光催化降解磺胺过程中生成了7种主要中间产物,降解路径包括水解反应、硝基化反应、氨基羟基化反应和苯环羟基化反应;h+是二氧化钛纳米管阵列光催化降解过程中的主要活性物.综上,二氧化钛纳米管阵列光催化氧化技术是一种有效去除养殖废水中磺胺抗生素的处理方式.

纳米二氧化硅/二氧化钛/玻璃纤维膜制备及其光催化活性研究

应用溶胶凝胶法制备了二氧化硅/二氧化钛/玻璃纤维体系复合催化膜(SiO_2/丁iO_2/GF),研究了PEG添加量、焙烧温度、溶胶特性等因素对成膜过程的影响。采用气相甲醛对SiO_2/TiO_2/GF体系催化膜的光催化效率进行了评估。研究表明,在V(钛酸四丁酯):V(水)=1:1,ρ(聚乙二醇)=10 g/L,煅烧温度500℃时,SiO_2/TiO_2/GF膜光催化效率最高。停留时间为21 s、12 s、9 s时,反应动力学常数分别为0.041 0、0.049 8和0.049 8 mol/m^3min。

石墨烯复合金属离子掺杂纳米二氧化钛光催化材料的研究进展

对石墨烯复合金属离子掺杂纳米二氧化钛光催化材料在污染物治理、CO_(2)还原和资源化、H_(2)生产等方面的研究进展进行了论述。石墨烯复合金属离子掺杂纳米二氧化钛光催化材料相较于纳米二氧化钛,其禁带宽度变窄,提高了在可见光区的吸收性能,提高了光催化活性,提高了污染物降解率、CO_(2)还原和资源化的产率和H_(2)生产效率。

载Ag二氧化钛纳米管的制备及其光催化性能

以金红石相二氧化钛(TiO2)粉体为原料,采用水热法合成了二氧化钛纳米管(TNTs),在碱性条件下与AgNO3的乙二醇溶液反应,得到表面载Ag的二氧化钛纳米管(Ag/TNTs).利用透射电镜(TEM)、电子衍射能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见光谱(UV-Vis)对产物进行了表征,重点研究了Ag/TNTs对甲基橙(MO)紫外光催化降解性能.结果表明,经Ag表面修饰后,纳米管的晶型结构没有发生明显变化,并且Ag粒子能很好地分散在纳米管的外表面.Ag粒子的直径约为4nm,以单质Ag的形态存在.Ag/TNTs在可见光区域表现出较强的吸收,光催化降解甲基橙实验结果表明,Ag/TNTs的光催化活性较金红石相二氧化钛粉体和纯TNTs有着显著的提高.

活性炭-纳米二氧化钛复合光催化空气净化网的研制

以具有直通孔的成型支承体胶粘活性炭 ( AC)为复合载体 ,采用浸涂法在复合载体上形成纳米二氧化钛光催化剂薄壳层 ,制备出可用于室内空气净化的活性炭 -纳米二氧化钛光催化净化网。对其净化性能考察结果表明 ,以功率为 6 W、波长 2 54nm的紫外杀菌灯照射 3h,其甲苯净化率为 98.8%,三氯乙烯 ( TCE)净化率为 99.5%,硫化氢净化率为 99.6 %,氨气净化率为 96 .5%,甲醛净化率为 98.5%,一氧化碳净化率为 6 0 .1 %。通过对比实验还表明 ,所研制的复合型空气净化网具有单纯活性炭、单纯光催化剂 Ti O2 、活性炭与二氧化钛简单混合等净化网所不具备的综合优势 ,通过复合提高了光催化效率 ,同时达到活性炭原位再生的目的。

微乳液法制备纳米二氧化钛及其光催化活性

以TiCl4为原料,在CTAB/正丁醇/环己烷/水组成的微乳液体系中合成了纳米TiO2。采用TG DTA、XRD和TEM等分析手段对粉体的粒径、物相、形貌和热稳定性进行了表征,通过粉体对罗丹明B的降解情况对其光催化活性进行了测试,结果表明材料具有良好的光催化氧化性能。

Pt负载型二氧化钛纳米管/纳米晶复合光催化剂的制备及其光催化性能

结合强吸附能力与高光催化活性的催化剂有望更有效地除去废水中的污染物.以Degussa P25二氧化钛为原料,采用水热法制备了二氧化钛纳米管(简称为TNTs),将TNTs加入到溶有氯铂酸和柠檬酸(还原剂)的无水乙醇中,在蒸汽相水解装置中通过一步法制备了Pt负载型二氧化钛纳米管/纳米晶复合光催化剂.蒸汽相处理过程中,部分纳米管转变为锐钛矿相TiO2,仍有部分以管的形式存在,使纳米复合物保留了较高的吸附能力.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、比表面及孔隙度分析仪等方法对产物进行了表征.结果表明,粒径约为4 nm的金属性Pt较好地分散在TNTs及由纳米管转变而来、晶粒尺寸约为8 nm的锐钛矿相TiO2晶粒表面,复合物保留了高于216 m2/g的比表面积.光催化降解染料酸性红及亚甲基蓝的实验结果表明,纯管有较好的吸附能力,但是光催化性能非常低,经120℃蒸气处理并负载贵金属Pt后光催化活性有了显著的提高.

纳米二氧化钛光催化作用降解甲醛的研究

主要讨论了以锐钛矿型纳米二氧化钛为主体原料制成的空气净化喷雾剂降解甲醛的实验 ,结果表明此剂对甲醛能起到良好的降解效果。还考虑二氧化钛不同晶粒尺寸和不同晶体类型、甲醛不同初始浓度以及不同光源对甲醛降解的影响 。

二氧化钛涂覆多壁碳纳米管的制备及可见光催化活性

以多壁碳纳米管(MWCNTs)为反应性模板,金属钛粉为钛源,采用熔盐法制备碳化钛涂覆的MWCNTs中间体,然后通过控制氧化制备二氧化钛涂覆的MWCNTs复合光催化剂.考察了熔盐反应温度、MWCNTs和钛粉的摩尔比及氧化温度等对产物的结构和形貌的影响.采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对其进行了系统的表征;以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了催化剂的可见光(λ>420nm)催化活性.结果表明:所制备的催化剂基本保持了原始MWCNTs的纤维状形貌,二氧化钛涂层在MWCNTs表面分布均匀,并与MWCNTs之间结合紧密,形成了Ti-O-C键.MWCNTs增强了污染物亚甲基蓝在催化剂表面的吸附,Ti-O-C键的形成使得在二氧化钛价带附近形成了杂质能级,提高了对可见光的吸收和利用,因此所制备的TiO2/MWCNTs复合光催化剂表现出较高的可见光催化活性.

铈掺杂二氧化钛纳米管的光催化性能

利用溶胶-凝胶法,以多孔有序阳极氧化铝膜为模板制备掺杂稀土铈的二氧化钛纳米管,用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪和比表面仪对其进行表征;并以甲基橙为降解物,对未掺杂的二氧化钛纳米粉、纳米管以及掺杂铈的二氧化钛纳米粉和纳米管进行了光催化降解性能研究,并对降解机理进行了分析。结果表明:适量的掺杂有利于提高二氧化钛纳米管的光催化性能,提高对甲基橙的降解率;掺杂存在一个最佳量,本试验条件下为铈与钛的摩尔数比值在2%时,掺杂的二氧化钛纳米管光催化性能优于掺杂的纳米粉,在光照150 min后,甲基橙的降解率达80%以上。