纳米TiO_2的制备、表面处理及表征的研究进展

综述了纳米TiO 2的制备方法、表面处理工艺及表征手段。

纳米TiO_(2)对同轴式介质阻挡放电降解甲基紫影响

为有效降解工业废水中的甲基紫,采用纳米TiO_(2)对现有同轴式介质阻挡放电装置进行改进,并分别探讨了输入电压、处理时间与放电气体对甲基紫降解效果的影响。结果表明,甲基紫降解率随处理时间与输入电压的增大而提高;在同等条件下,氧气等离子体对甲基紫的脱色效果明显优于空气等离子体,在输入电压为30 V、工作气体为氧气时,改进后装置只需2 min即可达到90%的甲基紫降解率,所需时间比改进前装置缩短了33.3%;在工作气体为空气时,处理2 min后改进后装置对甲基紫的降解率相比原装置提高了7%。对比了改进前后装置的发射光谱与电压-电流波形图,发射光谱结果表明改进后的放电装置能产生更多的激发态粒子;电压-电流波形图表明改进后装置的放电更剧烈,产生的丝状电流更大。利用纳米TiO_(2)对等离子体放电装置进行改进,可强化放电过程,使其产生更多活性物质,从而达到提高甲基紫降解效果的目的。

超分散剂对纳米TiO_2的表面改性研究

采用超分散剂对纳米TiO2粉体进行表面改性,可将超分散剂分子成功地包覆于TiO2表面,对TiO2表面进行非极性修饰,使其表面由极性亲水性变为非极性亲油性。由沉降性实验观测到超分散剂改性后的纳米TiO2粒子可在非极性溶液中稳定悬浮960h以上;透射电镜(TEM)观测到改性后的TiO2粒子在非极性溶剂中呈纳米级分散状态,团聚体的粒径基本控制在100nm以内;通过润湿性测试及红外分析观察到,颗粒表面由亲水性变为疏水性,纳米TiO2颗粒表面增加了-CH2-和C=O-O基团键的振动峰,因而可以判断纳米TiO2表面状态发生了改变,使TiO2与非极性材料具有较好亲和相容性。本实验也证明了TiO2表面亲油改性的可行性。

绿色环境型纳米TiO_2膜陶瓷的特性与作用

介绍了绿色环境型纳米TiO2微粒膜陶瓷产品的特性与作用,并对其产业化前景作了简要评述和展望。

纳米TiO_2对环氧树脂力学性能的影响

研究了纳米TiO2含量对纳米TiO2/环氧复合材料弯曲性能和拉伸性能的影响。结果表明,超声作用可以使纳米TiO2均匀分散于树脂体系中;环氧树脂中添加纳米TiO2可以同时增强增韧环氧树脂,当纳米TiO2含量为3%时,纳米TiO2/环氧的弯曲强度和拉伸强度比未添加纳米TiO2时分别提高了72%和65%。

纳米TiO2在小鼠体内的急性毒性与组织分布

将25、100 nm和常规尺度的TiO2悬浊液经尾静脉注射小鼠,研究不同尺度TiO2对小鼠的急性毒性及其在小鼠脏器组织内分布的差异情况。结果表明:(1)注射25 nm TiO2的小鼠脏器系数随时间延长而增加,实验条件下的半致死注射剂量为815.3 mg/kg体重;当TiO2尺度增加时,脏器系数变化的规律性会有所降低。(2)TiO2尺度会影响其在小鼠体内的分布规律。注射总量相同时,小鼠体内的TiO2总含量与TiO2尺度基本呈反比;各尺度TiO2在不同脏器组织中的含量高低分别为:肝>肺>脾>肾>心(25 nm)、肺>脾>肝>肾>心(100 nm)、肝>脾>肺>心>肾(常规);各尺度TiO2对脏器组织的靶向性顺序分别为:肝>肺>脾>心>肾(25 nm)、肺>脾>肝>肾>心(100 nm)、肝>脾>肺>心>肾(常规)。(3)TiO2在小鼠体内主要分布于肝、肺和脾中。

纳米TiO_2在有机材料上的固定化研究进展

对纳米TiO2在有机材料上的固定化研究进展进行了概述,并就光催化氧化对有机材料的降解等问题进行了讨论。主要介绍了光活性纳米TiO2的制备方法、纳米TiO2在有机材料上的固定化方法、纳米TiO2对有机膜的降解以及纳米TiO2/有机复合材料的应用领域,并对纳米TiO2在抗菌方面的应用前景进行了阐述。

纳米TiO_2/聚糠醛复合物涂布纸的光催化性能

在一定酸催化条件下,将糠醛聚合于纳米TiO2表面,分别对基于纳米TiO2和纳米TiO2/聚糠醛复合物的涂布纸进行甲醛的光催化分解去除研究.结果表明,涂覆TiO2/聚糠醛复合物纸样的光催化分解效率比单纯TiO2有较大程度提高,尤其是在自然光照射条件下,光催化效率提高更明显.

纳米TiO_2的制备方法及其应用

介绍了纳米TiO2粉体、薄膜和块材的制备技术,其中对化学法作了较为全面的阐述。同时综述了纳米TiO2在传感器材料、催化剂载体、光催化剂、太阳能电池原料和防紫外线添加剂等方面的应用。

掺杂与涂膜纳米TiO_2光催化性能的研究

分别对掺杂纳米TiO2和分子筛负载纳米TiO2的光催化性能进行了对比研究,并对负载纳米TiO2进行了SEM检测。通过正交实验设计对其降解甲基橙溶液作了进一步研究,找出其最佳处理条件为:催化剂用量7.5g/L;光照时间1.5h;pH=3。

纳米TiO_2的合成及纳米TiO_2/Pt修饰电极的电化学催化性能

采用溶胶-凝胶法合成纳米TiO2粉体,通过正交实验优化了纳米TiO2的合成工艺条件,用透射电镜及X-射线衍射技术对纳米TiO2样品进行表征;进而采用涂膜法制备纳米TiO2/Pt修饰电极,通过循环伏安法研究其在葡萄糖体系中的电化学催化性能。结果表明：在钛酸丁酯与乙醇体积比为2∶3、烘干温度为80℃、焙烧温度为500℃时,合成的纳米TiO2具有最佳电化学催化性能;合成的纳米TiO2为锐钛矿型,颗粒粒径分布在5~20nm之间;纳米TiO2/Pt修饰电极对葡萄糖具有显著的电化学催化活性。

纳米TiO_2光催化剂负载化的研究进展

将掺杂型负载和固定状负载统称为纳米TiO_2光催化剂的负载化,综述掺杂改性及固 载回收方面的研究进展,简要分析其中的影响因素,并展望TiO_2光催化剂今后的研究方向.

温湿度和光强对水泥基材料负载纳米TiO2光催化氧化氮氧化物的影响

研究了路面水泥基材料负载纳米TiO2 光催化氧化汽车尾气中氮氧化物过程中湿度、温度和光强对催化反应的影响.试验和分析结果表明,光催化氧化效率随湿度增加而急剧下降;当NO2 浓度较低时,光辐照强度对光催化氧化效率的影响不显著;NO2 浓度较高时,随着光辐照强度的增强,光催化氧化效率呈现出上升趋势,在太阳光的照射下或在室内较弱紫外光照射下都具有良好的光催化氧化作用.在0～2 5℃的温度范围内,光催化氧化效率随温度升高而提高,而在2

Ti表面修饰纳米TiO_2膜电极的电催化活性

用电化学合成法在Ｔｉ表面修饰一层纳米ＴｉＯ２膜,ＴＥＭ和ＸＲＤ测试表明晶型为锐钛矿型,晶粒平均尺寸为２５ｎｍ．用循环伏安法、循环方波伏安法和电解合成法研究了纳米ＴｉＯ２膜电极在硫酸介质中的氧化还原行为以及对硝基苯还原的电催化活性．结果表明,纳米ＴｉＯ２膜电极具有异相氧化还原催化行为,膜中的Ｔｉ(Ⅳ)/Ｔｉ(Ⅲ)作为媒质间接电还原硝基苯为对氨基苯酚,收率和电流效率分别达９１．６%和９５．２%．

在水树通道内生成纳米TiO_2的电缆修复方法及其绝缘增强机制研究

提出了一种在水树缺陷内生成纳米级TiO2颗粒的修复液及修复方法,并针对该修复液的修复机制及绝缘增强机制进行了讨论。采用水针法在交联聚乙烯(XLPE)电缆样品中制造水树缺陷,并对已生成水树的样品进行了基于钛酸酯类催化的硅氧烷修复液注入式修复,发现其绝缘性能得到显著提高,甚至击穿电压指标明显优于新电缆。基于扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)和红外光谱分析,证明被修复样品击穿通道内有纳米级TiO2颗粒存在。通过对钛酸酯类催化剂水解反应的生成物研究,证明了该催化剂水解后生成纳米级TiO2颗粒。基于这一发现,提出了相应的绝缘增强机制及作用模型,认为分散的纳米级TiO2颗粒有效抑制了通道内由于局部放电产生的烧蚀损伤,从而增强了电缆的绝缘性能,提高了电缆的击穿电压。

纳米TiO_2/玉米淀粉复合涂膜对圣女果保鲜效果的研究

通过高效分散剂和超声波分散技术,将纳米TiO2均匀分散在玉米淀粉涂膜液中,对圣女果进行涂膜处理,探讨其对贮藏过程中果实失重率、可溶性固形物含量、硬度、腐烂率、VC含量及总酸含量变化的影响,以研究纳米TiO2/玉米淀粉复合涂膜液对圣女果涂膜保鲜的效果。结果表明:随着复合涂膜液中纳米TiO2用量的增加,圣女果的失重率、可溶性固形物含量和腐烂率是先减小后增大,而硬度、VC含量和总酸含量则呈现先增大后减小的变化规律。纳米TiO2用量为0.025%(m/m,以玉米淀粉的质量为基准)时的保鲜效果最好,涂膜后的圣女果在室温(25℃)贮藏11d,其失重率、可溶性固形物含量、腐烂率分别比对照组降低了28.6%、12.7%、78.8%,硬度、VC含量、总酸含量分别是对照组的1.33、1.12、1.34倍。说明纳米TiO2在水果涂膜保鲜方面具有一定的应用前景。

纳米TiO_2表面吸附聚乙二醇及其分散稳定性的研究

通过四氯化钛水解法制备纳米TiO2,讨论聚乙二醇(PEG)在其水悬浮体系中的吸 附行为.IR和吸附实验结果表明:纳米TiO2通过氢键吸附PEG,其表面吸附行为与PEG浓 度、PEG分子量、pH值和晶粒尺寸等因素相关.吸附PEG以后,纳米TiO2颗粒的表面电 荷和ζ电位发生变化.悬浮体系吸光度的变化和TEM分析表明:纳米TiO2吸附PEG后, 增加了颗粒间的空间位阻作用,有效地阻止了纳米TiO2的团聚;但若PEG加入量达到过饱 和,反而会破坏纳米TiO2的分散稳定性.

纳米TiO_2/硅藻土光催化降解蒽醌染料废水的研究

为提高光催化剂的稳定性,选取硅藻土为载体,以钛酸四异丙酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/硅藻土光催化剂,并利用XRD、SEM、FT-IR等技术对其进行表征.以蒽醌染料弱酸性艳蓝RAW为目标降解物,考察了TiO2/硅藻土的光催化活性、最佳pH值范围及催化剂重复使用对光催化活性的影响.结果表明,所制备的TiO2为锐钛矿和金红石混晶型,平均粒径11nm,通过控制硅藻土加入量可以得到负载均匀的光催化剂.所制备的TiO2/硅藻土具有较强的光催化活性,对弱酸性艳蓝RAW的降解效果好于商品DegussaP25型TiO2,最佳pH值为4.0.该催化剂性质稳定,重复使用15次后,催化活性仅降低12.4%.

纳米TiO_2改性绝缘纸的绝缘性能

为了研究纳米TiO2改性绝缘纸的绝缘性能,试验室制备了含不同质量分数纳米TiO2的绝缘纸手抄片,并对真空浸油后的绝缘纸性能进行了测试。结果表明在一定的纳米TiO2质量百分比内,改性后的绝缘纸的工频击穿场强得到较大的提高,如在质量分数为3%时,工频击穿场强提高了20.83%。在3%的添加量内绝缘纸的介电常数、介电损耗、电导率都随纳米TiO2含量的增加而减小。对纳米TiO2引起的绝缘纸工频击穿特性和介电性能的相关变化进行了讨论和分析,结果表明加入的纳米TiO2能够与纤维素与绝缘油之间形成较强的相互作用,它们的接触界面可能成为了能够捕获电子的陷阱,这些陷阱能有效地减小电子的平均自由程,遏制自由电子的能量积聚、减小了有效电子的产生几率、提高了油浸绝缘纸的工频击穿场强;纳米TiO2对纤维表面极性基团的束缚作用使绝缘纸的介电性能发生改变。

中和水解法制备纳米TiO_2的研究

以Ti(SO4 ) 2 为前驱体 ,氨水为中和剂在常温通过中和水解法合成纳米TiO2 粉体 ,研究了 pH值、物料浓度等因素对产物粒径、晶型和比表面积的影响 ,并采用TEM、XRD、TG/DTA和BET对产物进行了表征 ,结果表明这一方法可以制备颗粒均匀、分散良好的纳米TiO2