TiO2纳米管的制备及其光电性能研究

采用水热法成功地制备了厚度为1 nm,直径为15 nm的TiO_(2)纳米管。利用差热-热重分析、X射线衍射、透射电镜及紫外-可见漫反射光谱对产物的结构进行了表征,并通过TiO_(2)纳米管对甲基橙的降解效果对其光催化活性进行评价。结果表明:制备的TiO_(2)纳米管有锐钛矿和金红石两种晶型,反应时间对样品的组织结构和光催化活性有较大影响,金红石相比例随着反应时间的增长而减少。反应时间为12 h时,TiO_(2)纳米管具有更佳的晶型比例及形貌结构,光催化性能最好。通过对TiO_(2)纳米管的形成机理研究发现:TiO_(2)前驱体先在强碱的作用下形成片状结构的碱金属钛盐,然后,该片状结构在表面静电作用和弹性形变等多因素诱导下转变成更稳定的纳米管状结构。

C掺杂TiO_(2)纳米管阵列的制备及光催化降解甲基橙研究

通过阳极氧化结合水热法制备C掺杂TiO_(2)纳米管阵列(C-TNTs),利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱(XPS)对TiO_(2)纳米管阵列的晶型、形貌进行表征。结果表明,制备的C-TNTs具有较强的锐钛矿衍射峰,纳米管排列整齐,孔径一致;C-TNTs的平均内径为150 nm,管长约4.4μm。在紫外光照射下,TNTs与C-TNTs均有较高的光催化效率,120 min对甲基橙(MO)的降解率分别为90.9%和96.6%。在可见光照射下,C-TNTs在120 min对MO的降解率达86.5%,是TNTs的2.24倍。C-TNTs在可见光照射下,经5次循环使用后催化率仅下降3.2个百分点,具有较强的催化稳定性。

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。

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

壳聚糖/纳米TiO_2复合涂膜对鲜切荸荠保鲜作用研究

采用壳聚糖/纳米TiO_2作为复合涂膜剂,低温(0～4℃)条件下对鲜切荸荠进行涂膜处理,测定鲜切荸荠贮藏过程中失重率、V_C含量、褐变度(BD)、过氧化物酶(POD)活性等的变化。结果表明:壳聚糖/纳米TiO_2复合涂膜可有效降低果实的水分、V_C等成分的损失,延缓荸荠褐变的发生,从而延长鲜切荸荠的货价保藏期。

纳米TiO_2对钼(Ⅵ)的吸附性能

研究纳米TiO2对Mo(Ⅵ)的吸附过程,考察溶液的pH值、时间、温度等因素对吸附的影响。结果表明:在pH1～8范围内,纳米TiO2对Mo(Ⅵ)的吸附率均超过99%,吸附于纳米TiO2上的Mo(Ⅵ)可用2.0mL的0.1mol/LNaOH溶液定量洗脱;该吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的表观活化能为22.7kJ/mol,粒子内部扩散过程是其吸附控制步骤,但液相边界层向粒子表面的扩散过程不能忽略;吸附行为服从Langmuir和D-R等温模型。在室温下,纳米TiO2对Mo(Ⅵ)的饱和吸附容量为12.74mg/g,平均吸附能为17.36kJ/mol;吸附反应焓变和熵变均为正值,自由能变为负值,说明该吸附过程为自发的吸热过程。

纳米TiO_2粉体的表面有机处理研究

筛选了最佳表面处理剂为月桂酸钠。探讨纳米TiO2表面改性机理和改性工艺条件的优化。对产品作了红外光谱(IR)和透射电镜(TEM)的测试,以比较改性前后纳米TiO2的键态和粒径是否发生了变化。

纳米TiO2／聚乳酸复合材料的制备和表征

采用原位聚合的方法制备了有机化处理过的纳米TiO2粒子质量分数分别为1 wt%、3 wt%、5 wt%和10 wt%的4种纳米TiO2/聚乳酸复合材料。SEM结果表明,当纳米TiO2粒子质量分数较低时,纳米TiO2在聚乳酸基体中呈现均匀稳定分散,而质量分数较高时则发生团聚。通过力学和热学等性能测试发现复合材料的最大热分解温度、玻璃化转变温度和力学性能相对于聚乳酸有较大幅度提高,其中纳米TiO2的质量分数为3 wt%时改善效果最明显,其最大热分解温度、玻璃化转变温度分别比聚乳酸提高了25.3℃和4.9℃,拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量分别提高了83.6%、6.73%和129.4%。

纳米TiO_2对油菜种子发芽与幼苗生长的影响

通过纸床培养,研究在不同浸种时间下,不同浓度的10nm TiO2悬浮液对油菜种子发芽及幼苗生长的影响。结果表明:浸泡时间为2h的各指标表现最显著,最适合作为纳米TiO2对油菜种子发芽和幼苗生长影响的浸种时间。浸种2h纳米TiO2的发芽势、发芽率、发芽指数抑制率与纳米TiO2浓度呈显著正相关,与浓度的对数作线性回归得出IC20分别为1907、619.0、1039mg.L-1;总长、芽长、根长、总重、芽重、根重的激活率与纳米TiO2的浓度呈显著正相关,通过线性回归方程得出总长、芽长、根长、总重、根重的EC20分别为99.77、404.5、55.46、6918、2187mg.L-1。对各指标影响的敏感性大小为:发芽率>发芽指数>发芽势,根长>芽长。因此,油菜发芽率与根长可以作为评价纳米TiO2生态毒性效应的较敏感指标。

TiO_2/壳聚糖纳米复合涂料制备及其在抗菌纸中的应用

以纳米TiO2、壳聚糖双胍盐酸盐为抗菌剂,加以胶黏剂羧基丁苯胶乳、分散剂六偏磷酸钠、消泡剂叔丁醇,制备了TiO2/壳聚糖纳米复合涂料,利用SEM、FT-IR对涂料的微观形貌和基本结构进行了表征。以表面涂布方式将TiO2/壳聚糖纳米复合涂料施涂于纸张表面,制得涂布抗菌纸,对涂布抗菌纸的微观结构及抗菌性能进行了研究。结果表明,经TiO2/壳聚糖纳米复合涂料涂布后,纸张具备较强的抗菌性能;而且,实验发现,随着涂料体系中壳聚糖组分的不断增加,涂布纸的抗菌性能逐渐提高。当纳米TiO2/壳聚糖的加入比例为1∶1时,双层涂布后的纸张对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别达到86.55%和92.19%。

纳米TiO_2的性能、应用及制备方法

纳米 Ti O2 具有独特的光催化性、优异的颜色效应以及紫外线屏蔽等功能 ,在光催化剂、化妆品、抗紫外线吸收剂、功能陶瓷、气敏传感器件等方面具有广阔的应用前景 ,国内外文献对纳米 Ti O2 的性质、应用及其制备方法进行了大量的研究报道。本工作对有关纳米 Ti O2的性能。