Fe^(3+)-SiO_2-TiO_2薄膜的制备及其光催化活性

Sol-gel法制备Fe3+掺杂TiO2催化剂的基础上,掺入SiO2纳米粉体,制备了一种改性Fe3+-SiO2-TiO2薄膜。以甲醛为降解对象,探讨金属掺杂和半导体复合量、活化温度、负载量等对该薄膜光催化活性的影响。结果表明,在500℃焙烧、质量比Fe3+∶SiO2∶TiO2=1.0∶12∶100、镀膜5层时,Fe3+-SiO2-TiO2薄膜的光催化活性最高,150min后甲醛降解率达93%,是单纯TiO2薄膜的1.9倍。

Mn^(2+)-SiO_2-TiO_2纳米薄膜光催化性能的研究

在溶胶-凝胶法制备Mn2+掺杂TiO2催化剂的基础上,掺入SiO2纳米粉体,制备了一种新的Mn2+-SiO2-TiO2纳米薄膜。以甲醛为降解对象,探讨该种新薄膜的光催化性能,并与单纯TiO2薄膜、Mn2+-TiO2薄膜和SiO2-TiO2薄膜进行比较。结果表明,500℃焙烧,掺杂m(Mn2+)∶m(SiO2)∶m(TiO2)=1.0∶12∶100时,Mn2+-SiO2-TiO2纳米薄膜的光催化活性最高,150 min后甲醛降解率达88%,是单纯TiO2薄膜的1.8倍。该薄膜稳定性较好,经重复7次使用,最大降解率只下降7%,表明其稳定性较好。

Fe^(3+)-TiO_2/SiO_2薄膜催化剂的结构对其光催化性能影响

以硅胶为载体,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同量Fe^(3+)的TiO_2光催化剂(Fe^(3+)-TiO_2/SiO_2),以氙灯为光源,罗丹明B为目标降解物,对其光催化活性进行了研究。结果表明,Fe^(3+)-TiO_2/SiO_2比TiO_2纳米粉有更好的催化活性,Fe^(3+)的最佳掺入量为0.03％。罗丹明B在粉体和膜催化剂的作用下遵循不同的光催化反应机理。根据XRD,SEM,Raman,XPS和FTIR的表征结果可认为,TiO_2在SIO_2表面薄膜化和Ti-O-Si键的形成是催化活性提高和降解机理不同的主要原因。

La_2O_3在MgO-Al_2O_3-SiO_2-TiO_2微晶玻璃中的作用

在ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＴｉＯ２玻璃中添加不同数量的氧化镧，采用差热分析、Ｘ射线衍射及电子显微镜等技术研究了氧化镧对玻璃析晶过程与力学性能的影响．氧化镧的加入使玻璃中析出α－堇青石相的温度降低；同时避免了高膨胀方石英相的析出．随着氧化镧加入量的增加，玻璃整体析晶能力下降，微晶玻璃中晶相含量减少，晶粒尺寸增大，微晶玻璃的弹性模量与硬度减小，断裂韧性增加，体现出大尺寸长柱状金红石晶粒的增韧作用．

La／TiO_2-SiO_2薄膜的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的La／TiO2-SiO2复合薄膜．通过XRD、 FE-SEM和AFM研究了复合薄膜的微观结构,采用紫外光照射下亚甲基蓝的分解实验比较薄膜的光催化性能．结果表明:La掺杂可显著提高TiO2-SiO2复合薄膜的光催化活性,以5％掺杂量为最佳,其光降解率比掺杂前提高了约23％．薄膜活性提高的主要原因是La掺杂后细化了TiO2的晶粒,提高了薄膜的比表面积,使其具有更高的氧化还原电势,La2+取代Ti4+ 进入到TiO2晶格,引起晶格膨胀,这种不同价离子的取代导致TiO2粒子表面电荷分布不平衡,从而提高了光生电子-空穴的分离效率．

MgO-MnO_2-TiO_2-SiO_2烧结助剂中SiO_2的量对低温烧结氧化铝陶瓷材料性能的影响

本文采用MgO-MnO2-TiO2-SiO2复相添加剂作为氧化铝陶瓷的烧结助剂,采用注浆成型工艺,研究了改变添加剂SiO2的量对1400℃和1450℃烧结的Al2O3陶瓷材料性能的影响。运用三点抗弯电子试验机、XRD、SEM分析了低温烧结Al2O3基陶瓷材料的力学性能和断口形貌,讨论了低温烧结Al2O3基陶瓷的烧结机理和性能。结果表明:在1450℃烧结,当不加SiO2时,弯曲强度为194MPa;当加入0.5%(质量百分含量,下同)SiO2时,烧结Al2O3基陶瓷材料的力学性能最佳,弯曲强度为σ=299MPa;SiO2量增加到1%时,σ=293MPa;SiO2加入量在3%时,σ=249MPa。SiO2的加入量从0.5%到3%对氧化铝的强度都有明显的提高,说明加入SiO2对氧化铝陶瓷的烧结是非常有利的,但随着SiO2加入量的不断加大氧化铝陶瓷力学性能有下降的趋势。

SiO2-TiO2薄膜的制备及光致超亲水性能研究

为了制备具有良好的光致超亲水性的SiO2-TiO2薄膜,实验用溶胶凝胶法结合超声技术以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(TBOT)为前驱体制备SiO2-TiO2溶胶;采用浸渍提拉法在普通载玻片上涂膜;然后分别运用微波炉和马弗炉2种不同的烧结方式进行热处理制得产品。将所得产品分别进行接触角、紫外-可见分光光度计、FT-IR、AFM测试。结果表明:马弗炉烧结得到的SiO2-TiO2薄膜亲水性要好于微波炉烧结,并且在V(TEOS)∶V(TBOT)=0.75∶1时,接触角最小,可达到4.3°,满足防污自清洁的要求;红外谱图说明有Ti—O—Si键的生成,证明SiO2和TiO2之间生成了复合氧化物。

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3-ZrO_2-SiO_2复合薄膜

本文采用溶胶-凝胶法以异丙醇铝、正硅酸乙酯和氧氯化锆为原料,HNO3为催化剂,PVA为成膜助剂,在多孔陶瓷管上制得了Al2O3-ZrO2-SiO2复合薄膜。研究了组分配比对溶胶性质的影响,结果表明Al2O3∶ZrO2∶SiO2在8∶1∶2～12∶1∶2之间时可得到性能符合要求的溶胶。通过扫描电镜可观察到膜的孔径为2～5μm,且膜与基底结合良好。

医用NiTi合金表面溶胶-凝胶法制备TiO_2-SiO_2薄膜

采用溶胶－凝胶法在ＮｉＴｉ形状记忆合金表面制备了ＴｉＯ２－ＳｉＯ２复合薄膜，在提高医用ＮｉＴｉ合金的抗腐蚀性方面，收到了显著的效果．运用电化学方法对不同组成的ＴｉＯ２－ＳｉＯ２薄膜在模拟体液中的腐蚀行为进行了研究，结果表明，随薄膜中 Ｔｉ／Ｓｉ比的增加，ＴｉＯ２－ＳｉＯ２薄膜的抗腐蚀性增强．划痕试验表明 ＴｉＯ２－ＳｉＯ２（Ｔｉ／Ｓｉ＝４：１）膜与ＮｉＴｉ合金基体具有较高的界面结合强度．用原子力显微镜（ＡＦＭ）对ＴｉＯ２－ＳｉＯ２薄膜的表面形貌及表面粗糙度进行观察和分析，解释并讨论了ＴｉＯ２－ＳｉＯ２薄膜的配方组成与其抗腐蚀性的关系，ＳｉＯ２含量较少时，薄膜结构致密，膜层均匀平滑，且膜基结合力好，作为医用ＮｉＴｉ合金的表面保护层，可以使其耐腐蚀性有显著提高．

Zn^(2+)-SiO_2-TiO_2三元复合催化剂的制备及其光催化降解性能

采用溶胶-凝胶法制备了Zn2+-SiO2-TiO2三元复合纳米催化剂,并用DRS、FT-IR、XRD和SEM等对样品的形态和结构进行了表征,并以罗丹明B和刚果红染料的印染废水做探针反应,分别在紫外光和可见光照射下评价了其光催化性能.与TiO2一元纳米催化剂和Zn2+-TiO2、SiO2-TiO2二元纳米催化剂进行对比,Zn2+-SiO2-TiO2三元复合纳米催化剂对罗丹明B溶液(5 mg/L)和刚果红溶液(10 mg/L)都表现出较高的光催化降解性能,可见光下的降解率分别达到90%和83%.

TiO_2-SiO_2系统凝胶玻璃薄膜折射率的研究

应用光度法研究了溶胶 凝胶系统组成、热处理温度对TiO2 SiO2 系统凝胶玻璃薄膜折射率的影响规律。随薄膜中TiO2 含量的增加以及热处理温度的升高 ,薄膜的折射率逐渐增大。通过调整TiO2 SiO2 系统的组成及适当的热处理温度 ,可实现TiO2 SiO2 系统薄膜折射率在 1.5～ 2 .

磁控溅射法制备CeO_2-TiO_2紫外吸收薄膜

采用射频磁控溅射在玻璃基片上沉积具有紫外吸收CeO2-TiO2混和薄膜。通过制备一系列不同物质的量浓度比的，n（CeO2）：n（TiO2）靶材（1．0：0，0．90：0．10，0．80：020，0．70：0．30，0．60：0．40，0．50：0．50，0．40：0．60，0．30：0．70，0．20：0．80，0．10：0．90，0：1．0），研究其紫外吸收性能最佳的物质的量浓度比：TiO2加入CeO2后，改变CeO2的结晶状态并提高UV吸收．采用Raman和XPS表征薄膜的特性，物质的量浓度比值在n（CeO2）：n（TiO2）=0．5：0．5，0．6：0．4时，薄膜为非晶态，并具有高的紫外吸收（98％）和可见光透过率（70％-80％）；XDS分析表明薄膜存在（F^4＋，Ce^3＋和Ti^4＋。

MgO-Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-Y_2O_3玻璃的弹性模量

根据硬盘基板用材料的要求,制备了ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＴｉＯ２－Ｙ２Ｏ３高弹性模量玻璃(１２０ＧＰａ)玻璃的弹性模量随组成的变化服从Ｍａｋｉｓｈｉｍａ－Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ理论,ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３等具有较高单位体积离解能的氧化物有利于提高玻璃的弹性模量．但玻璃弹性模量的理论计算值低于测试值．这是因为Ｍａｋｉｓｈｉｍａ－Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ理论没有考虑玻璃内阳离子的具体配位状态,对ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３堆积密度因子的推导存在误差．因此利用Ｍａｋｉｓｈｉｍａ－Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ理论发展高弹性模量玻璃时应对ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３等氧化物的计算进行修正．

纳米多孔SiO_2-TiO_2复合薄膜的制备及研究

采用溶胶-凝胶技术，以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵CTAB为模板剂，乙酰丙酮作为钛的水解控制剂，通过钛和硅醇盐的分步水解得到均匀的SiO2-TiO2复合溶胶，通过提拉制备出具有纳米多孔结构的复合薄膜．实验结果表明，多孔薄膜中的钛离子形成了Si—O—Ti键的孤立四配位形态，使薄膜具有复合型钛离子的催化效果，并且有介孔结构．随TiO2含量的增加，薄膜仍具有较好的透光性（可达到85％以上）．通过对实验条件的调节，可实现对薄膜纳米结构的人工控制，形成的多孔薄膜折射率在1．2～1．4之间连续可调．

累托石-TiO_2薄膜的制备及其降解染料废水

以累托石和钛酸丁酯为主要原料制备出累托石-TiO2薄膜,将其负载在玻璃表面上,研究了其在紫外光和太阳光下催化降解甲基橙的性能.实验结果表明:在相同的制备条件下,累托石-TiO2薄膜的光催化活性高于TiO2薄膜的光催化活性;制备累托石-TiO2薄膜时,薄膜的层数影响其催化活性;以累托石-TiO2薄膜为催化剂,在太阳光下降解甲基橙7 h,甲基橙脱色率为52.9%.

溶胶-凝胶法制备TiO_2与SiO_2-TiO_2薄膜对医用NiTi合金的表面改性

采用溶胶-凝胶法制备 TiO2与SiO2-TiO2薄膜,对医用 NiTi合金进行表面改性处理.利用X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、划痕试验和电化学腐蚀试验等手段系统研究了薄膜的结构、形态及性能. 通过动态凝血时间和血小板粘附的测量研究和评价了薄膜的体外血液相容性.结果表明,在一定范围内,较高热处理温度有利于薄膜与基体间的结合强度和耐腐蚀性的提高;NiTi合金表面镀TiO2与SiO2-TiO2薄膜后,其血液相容性明显提高.

纳米La^(3+)-TiO_2薄膜制备及其处理含碱炼油废水

采用溶胶凝胶法制备在玻璃上负载纳米La3+-TiO2薄膜,以罗丹明B水溶液的COD的去除率为指标,研究了各种因素对溶胶胶凝过程及制得纳米La3+-TiO2薄膜光催化活性的影响,用XRD和IR表征,并对含碱炼油废水进行光催化处理。结果表明,影响因素及最佳量依次是La掺杂量质量分数0.05%、煅烧温度480℃、乙醇的加入量50mL和加水量1.0mL,此时罗丹明B的降解率达到91%;当含碱炼油废水中pH=5,负载薄膜2层,光催化时间为3h时处理效果最佳,废水中COD降解率为77%;所得的La3+-TiO2薄膜含有Ti-O-Ti结构,为锐钛矿型,平均粒径为11.2nm。

溶胶-凝胶法制备TiO_2-SiO_2系亲水性薄膜的研究

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法在陶瓷釉面砖表面制备了TiO2-SiO2系亲水性薄膜。利用XRD、AFM、FTIR、热显微镜润湿角测角仪等,研究了SiO2添加量对薄膜的微结构和亲水性等的影响。结果表明:薄膜中TiO2晶粒尺寸随着SiO2含量的增加而减小;TiO2和SiO2分别单独成相,并有Ti-O-Si键形成,存在部分复合氧化物,在光照条件下,由于取代反应,复合氧化物的表面易形成Lewis酸,薄膜表面吸附的羟基含量增多且稳定,SiO2摩尔分数为0.4时,润湿角小于5°,薄膜的超亲水状态可在停止光照后长时间存在。

热处理对V_2O_5-TiO_2复合薄膜表面结构与光学性能的影响

以钛酸丁脂、V2O5粉末为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了V2O5-TiO2复合薄膜,并采用X射线光电子能谱(XPS)和Uv-vis-nir分光光度计等方法研究了热处理对薄膜性能的影响。结果表明,随热处理温度的升高,复合薄膜中钛离子的价态不变,仍为Ti4+;而V4+离子逐渐被氧化为V5+离子;并采用氢氧基团、碳氧键与多种钒离子进行叠加拟合,拟合结果与实验曲线非常符合;V2O5-TiO2复合薄膜在紫外光波段的透射率减小,吸收带边出现红移。

超声场作用下薄膜型WO_3-TiO_2光催化剂制备与性能表征

在超声场作用下采用溶胶-凝胶法制备了纳米WO3-TiO2复合光催化剂。利用薄膜对罗丹明B溶液的光催化降解作用,考察了钨酸铵掺杂量、镀膜层数、烧结温度、烧结时间、基质、pH值、溶解氧及超声波等因素对光催化活性的影响,并与普通溶胶-凝胶法进行了比较。结果表明,在超声场作用下,溶胶的胶凝时间显著缩短,光催化剂颗粒粒径明显减小,催化活性显著提高,当钨酸铵掺杂量为0.5%(质量分数)、多孔钛片为基质、镀膜9层、575℃下烧结1 h得到的WO3-TiO2薄膜的光催化活性最高。该温度下制备的WO3-TiO2薄膜几乎均为金红石型TiO2。