纳米TiO_2陶瓷粉体的制备及其应用和展望

对纳米TiO2陶瓷粉体的制备技术及其在陶瓷、环保、涂层以及光电转化材料等方面的应用进行了简要综述,并提出了今后研究的方向。

纳米TiO_2陶瓷粉体在环保领域的应用

针对人类普遍关注的环境保护问题,阐述了重要的绿色环保材料(纳米TiO2陶瓷粉体)在化学、光、电、催化等方面的独特性能,介绍了纳米TiO2陶瓷粉体的制备技术,展望了纳米TiO2陶瓷粉体在污水处理、气体净化、有机污染物的治理、杀菌、表面自结、除臭等环保领域的应用前景以及绿色环保效应。

影响喷雾造粒Al_2O_3/nano-TiO_2复合陶瓷粉体流动特性的流变学因素研究

本文研究了分散剂、粘结剂及固相含量等流变学因素对喷雾造粒粉体流动性的影响。结果表明 ,Al2 O3 3wt.%nano TiO2 浆料具有剪切变稀的特性 ,有利于复合陶瓷粉体的喷雾造粒。当固相含量为浆料总质量的6 0 % ,分散剂和粘结剂分别为固相质量的 0 3%和 1 0 %时 ,浆料具有合适的粘度和最佳的分散稳定性 ,喷雾造粒所得到的粉体形状为球形或近球形 ,具有较高的松装密度和良好的流动性 ,满足用于热喷涂的需要。

纳米ZrO_2陶瓷粉体的制备研究进展

ZrO2 是重要的结构陶瓷和功能陶瓷的原材料 ,有关纳米ZrO2 陶瓷粉体的制备方法的研究很多。除了常用的化学共沉淀法、溶胶—凝胶法、醇盐水解法、水热法外 ,有些研究者还采用了一些新颖的方法来制备纳米ZrO2陶瓷粉体 ,如乳浊液法、共沸蒸馏法、醇—水溶液加热法、超临界流体干燥法等。本文介绍了该领域的研究进展。

等离子喷涂纳米Al_2O_3-13TiO_2陶瓷涂层研究

以常规和纳米团聚体Al2O3-13TiO2(ω/%,下同)复合陶瓷粉末为原料,采用等离子喷涂工艺在TiAl合金表面制备常规和纳米结构陶瓷涂层。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪分析粉末和涂层形貌、微观结构及相组成,同时对纳米结构涂层的微观组织形成机制进行了讨论。结果表明:常规复合陶瓷涂层呈典型的等离子喷涂层状堆积特征;纳米结构复合陶瓷涂层由部分熔化区以及与常规等离子喷涂类似的片层状完全熔化区组成。根据组织结构的不同,部分熔化区又分为亚微米A12O3粒子镶嵌在TiO2基质相的三维网状或骨骼状结构的液相烧结区和经过一定长大但仍保持在纳米尺度的残留纳米粒子的固相烧结区,不同的部分熔化组织源于复合陶瓷粉末中A12O3与TiO2之间的熔点差异。由于等离子喷涂过程中涂层沉积时的快速凝固作用,不管是常规还是纳米涂层都以亚稳相γ-A12O3为主。

水相介质中纳米TiO_2粒子软团聚体的解团聚

纳米TiO2等无机粒子在水相介质中极易发生团聚,进而会严重影响其功效的充分发挥。本文考察了TiO2水分散液体系中TiO2粒子的团聚形式,比较了几种常规分散技术以及表面锚固改性技术对这些团聚体的解团聚效果。结果发现:大部分TiO2粒子在水相介质中以软团聚体形式存在,高速剪切和添加分散剂对这些软团聚体的解团聚作用有限,超声分散可产生暂时性的解团聚效应,但随着超声场的去除,被分散的TiO2粒子又会再次逐渐聚集。TiO2粒子表面的聚合物原位锚固改性可改变其表面性质,因而对软团聚体具有更为高效稳定的解团聚作用,从而可明显提高复合粒子中的TiO2粒子在水相介质和目标织物表面的分散性和分散稳定性。

纳米TiO_2材料分离富集、悬浮体进样氟化辅助ETV-ICP-AES直接分析痕量稀土元素

以纳米 Ti O2 为吸附材料分离富集了稀土离子 Y,Yb,Eu,La,Dy,Tm,Sm,Ho,Nd和 Pr,研究了其吸附性能 ,并将吸附于纳米 Ti O2 上的稀土离子直接制成悬浮体 ,用氟化辅助电热蒸发等离子体原子发射光谱 ( FETV-ICP-AES)进行检测 ,考察了上述稀土离子的蒸发行为 .结果表明 ,基体元素可与待测物在灰化阶段完全分离 ,在优化的实验条件下 ,检出限和 RSD结果均与文献值基本一致 .

TiO_2/碳纳米短管复合体的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/碳纳米短管复合体,利用X射线衍射仪(XRD)、差热-热重分析仪(TG-DTA)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光谱仪(UV-vis)对复合体的过程和微观结构进行了分析,结果表明:短管与钛酸丁酯的质量比为1%,热处理温度为500℃时,光催化降解活性艳红X-3B效果最好,同时TiO2与碳纳米短管的复合造成TiO2的吸收谱线蓝移。

纳米TiO_2-Al_2O_3复合载体的制备研究进展

近年来,国内外对纳米TiO2-Al2O3复合载体进行了大量的研究。本文就纳米TiO2-Al2O3复合载体的制备方法和影响因素及其在加氢精制催化剂中应用的最新研究进展进行了介绍,提出了目前存在的问题及解决途径。

钛酸纳米管前驱体水热制备TiO_2:水热媒介对结晶度及光催化活性的影响

以钛酸纳米管为先驱体,180℃24 h同一水热条件下,利用H2O、HNO3、KBF4以及HNO3+KBF4的4种水热媒介溶液,制备了高结晶度高光催化活性的TiO2,并研究了水热媒介对TiO2结晶度、表面羟基和光催化活性的影响。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外测试(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)进行了结构表征。光催化活性通过降解甲基橙溶液进行了评价。结果表明,与其他3种媒介相比,HNO3+KBF4溶液为水热媒介制备的锐钛矿晶型TiO2,结晶度高,表面羟基含量高,因此,呈现高的光催化活性。

水基TiO_2纳米浆体的制备及其分散稳定研究

纳米TiO2颗粒经表面处理制得稳定分散的水基TiO2浆体.谢乐公式计算出晶粒平均粒径均为58.0nm左右,HR-TEM谱图观察晶粒粒径约为50nm左右与谢乐公式计算相一致,且纳米粒子基本呈椭圆形,SDBS包覆于纳米粒子表面,起到空间位阻作用抑制了纳米颗粒的团聚.实验研究了溶液pH值、分散处理时间和分散剂用量等因素对浆体稳定性的影响,结果由FT-IR分析表明,较佳的工艺条件下制得的浆体溶液中,SDBS对TiO2颗粒的吸附方式由物理吸附趋于化学吸附,并以多层吸附的形式通过静电作用和空间位阻作用有效防止纳米粒子团聚,制得了稳定分散的水基纳米TiO2浆体.

纳米TiO_2功能体的制备及应用

介绍了纳米TiO2 功能体的制备方法及在空气净化、除臭、杀菌、自清洁等方面的应用 ,并对纳米TiO2 作为功能体在复合材料中的应用前景做了简要评述。

TiO_2纳米团聚体的制备及在太阳电池中的应用

利用钛酸四丁酯水解反应,结合溶胶-凝胶与水热处理法制备了TiO2纳米团聚体。以该团聚体制备染料敏化太阳电池的光阳极,不但可以保持纳米粉体高比表面积的优点,同时可以提高对太阳光的散射率,简化电池制备工艺。本文研究了水解pH值对粉体物理性质、电池效率的影响规律。结果表明,水解的pH值对TiO2纳米粒子的尺寸、分布以及染料敏化太阳电池光阳极的显微形貌、电池光电特性都有很大影响。当pH值为1时,制备的电池效率最高达到5.77%(Jsc=15.04 mA/cm2,Voc=0.73 V,FF=0.53)。

前驱体比例对SnO_2/TiO_2纳米纤维晶型及光催化性能的影响

为提高SnO_2基纳米材料的光催化活性,以结晶四氯化锡和钛酸正啶酯分别为SnO_2前驱体和TiO_2前驱体,调节二者比例,利用静电纺丝协同煅烧技术制备出具有不同含量TiO_2掺杂的SnO_2/TiO_2复合纳米纤维。采用X射线衍射仪表征纳米纤维的晶型结构,利用扫描电镜观察复合纳米纤维的形貌,并将其应用到光催化降解亚甲基蓝溶液中,分析其光催化活性。结果表明:当结晶四氯化锡和钛酸正啶酯的质量比为2.5∶1、2∶1和3∶2时,纳米纤维表面由粗糙向光滑过渡;而且当前驱体的质量比为3∶2时,除了具有金红石型SnO_2晶相,复合纳米纤维还呈现出金红石型TiO_2和锐钛矿型TiO_2晶相并存的状态,在降解亚甲基蓝溶液中表现出优异的光催化活性,即光催化10 min后亚甲基蓝溶解液的降解率已达到79.5%。

硅铝包覆纳米TiO_2盖膜对赝复体硅橡胶色彩稳定性的影响

目的研究不同浓度硅铝包覆纳米TiO2硅橡胶盖膜对MDX4-4210赝复体硅橡胶褪色过程的影响,探讨此方法对提高颜面赝复体硅橡胶色彩稳定性的有效性,并提供理论基础。方法模拟日光老化条件下,以MDX4-4210硅橡胶为基质,硅铝包覆纳米TiO2为遮色剂,镉红油画颜料为着色剂,观察老化前后加盖1 mm厚度、不同浓度(0、0.05%、0.10%、0.15%)硅铝包覆纳米TiO2硅橡胶膜试件的L*a*b*值。结果 4种浓度硅铝包覆纳米TiO2盖膜试件中,ΔE、ΔL*、Δa*、Δb*值随着硅铝包覆纳米Ti O2浓度升高逐渐降低,0.10%组最低,但0.15%组时升高,各浓度组之间有显著性差异(P<0.05)。结论加盖不同浓度硅铝包覆纳米Ti O2硅橡胶膜的方法对延缓赝复体硅橡胶褪色具有一定的作用,为提高赝复体硅橡胶色彩稳定性提供了新思路。

纳米In2O3／TiO2介孔复合体的制备及其光致发光性能研究

本论文利用尿素水解均匀沉淀法制备锐钛矿型纳米TiO2介孔粉体，然后在硫酸铟溶液中浸泡一周，并在650℃下退火处理5h，制得纳米In2O3／TiO2介孔复合体。采用X射线衍射（XRD）和光致发光（PL）谱表征In2O3／TiO2介孔复合体的组成结构和发光性能，并对相同温度退火处理下的介孔TiO2粉体进行比较，结果表明：经过650℃退火后，在激发波长380nm，发射波长570nm附近，纳米In2O3／TiO2介孔复合体产生荧光增强效应。

介质对Nafion膜孔腔中限域TiO_2纳米晶体形成的影响

本文在前期工作基础上,利用高分辨电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM),能谱(EDAX)研究了在全氟磺酸离子交换膜(Nafion)模板中有机浸泡液溶剂种类、Nafion膜含水量对前驱体Ti(OBu)4在Nafion模板中形成单分散的TiO_2纳米晶体的影响;研究了Nafion膜断面各元素含量的面分布、线分布、TiO2的含量、粒子大小、纳米晶体微观形貌及其结构。研究结果表明,溶剂决定了Ti(OBu)4在Nafion膜中的荷载量及相应TiO2荷载量的大小;Nafion膜含水量不同,对膜中TiO2荷载量影响很大,但对TiO2晶形、晶粒大小和各元素在Nafion膜断面中的均匀分布没有显著影响。

纳米TiO_2陶瓷材料与环保建筑装饰

综述了纳米TiO2 陶瓷粉体制备技术,阐述了锐钛矿型TiO2 纳米陶瓷所具有的光催化作用产生的抗菌及降解有害气体的性能原理,分析了建筑装饰过程中产生的主要污染物及其危害,纳米TiO2 在生产抗菌陶瓷和抗菌自洁玻璃中的应用及其在环保建筑装饰的抗菌降污的机理。

纳米TiO_2陶瓷材料与环保建筑装饰

本文综述了纳米TiO2陶瓷粉体制备技术,阐述了锐钛矿型TiO2纳米陶瓷所具有的光催化作用,产生的抗菌及降解有害气体性能原理,分析了建筑装饰过程中产生的主要污染物及其危害,以及纳米TiO2在生产抗菌陶瓷和抗菌自洁玻璃中的应用。

纳米Fe3O4/TiO2磁性复合体的原位制备及其实际应用研究

采用原位生长法,以钛氧有机化合物(TOC)为前驱物,低温(60℃)液相,在磁性纳米Fe3O4的表面直接形成纳米TiO2,制得白度较好的纳米Fe3O4/TiO2磁性复合体。利用FT-IR、UV-Vis、XPS、SEM和PPMS(磁性材料综合物性测量系统)对样品进行表征。实验结果表明,在Fe3O4和TiO2之间形成了Ti-O-Fe键,制备得到的纳米Fe3O4/TiO2磁性复合体分散性较好,平均粒径为40~50 nm,饱和磁化强度为49.2 emu/g,矫顽力为152 Oe。制备的磁性复合体可以用于光催化氧化降解造纸废水并可用磁铁进行分离回收利用,降解率高达75%;也可以用于磁性纸的制备,满足实际应用要求。