AgBiS2/TiO2纳米复合材料的制备及其光生阴极保护性能研究

为了开发一种更加清洁、高效、价廉、低耗能的阴极防护材料,通过电化学阳极氧化法和连续离子层吸附反应法制备了一种AgBiS2/TiO2纳米管阵列复合物材料。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)分别表征了复合材料的化学组成、表面形貌以及光学吸收性能;通过电流密度、开路电位、Tafel极化曲线评价了AgBiS2/TiO2纳米管阵列薄膜复合材料的光电转化性能和光生阴极保护性能。结果表明:AgBiS2修饰TiO2纳米管阵列后的复合物薄膜,可见光照下表现出优异的光电化学性能,304不锈钢的开路电位从-183 mV(vs SCE,下同)降至约-950 mV,闭光后,电极电位可在-800 mV保持12 h以上。与纯TiO2纳米阵列薄膜相比,AgBiS2/TiO2纳米复合物薄膜对304不锈钢在3.5%(质量分数)NaCl腐蚀介质中具有更优异的光生阴极保护效果。

纳米MnO_(2)复合材料制备及其光催化性能的研究

相关研究主要研究了纳米MnO_(2)复合材料在光催化领域的应用。首先,通过水热法制备出了纳米MnO_(2),并对其进行了表征。接着,制备了MnO_(2)/活性炭和MnO_(2)/硅藻土两种复合材料,并对其进行了结构和性能的表征。实验结果表明,纳米MnO_(2)复合材料具有较好的全光谱响应性能和光催化效率,有望在废水处理等领域得到广泛应用。此外还深入探讨了纳米MnO_(2)复合材料的内在机制,包括光吸收与能量转化过程、电子行为和稳定性等方面。通过这些研究,可以为提高光催化效率、拓展应用领域提供重要的理论依据和技术指导。

ZIF⁃67衍生Co@C/MoS_(2)纳米复合材料的制备及微波吸收性能

通过碳化技术和水热反应相结合成功制备了Co@C/MoS_(2)复合吸波材料。结果表明,ZIF⁃67的碳化温度和Co@C/MoS_(2)的微观结构对Co@C/MoS_(2)复合材料的吸波性能具有重要影响。Co@C/MoS_(2)的褶皱结构增强了入射波的反射与散射,进而优化了阻抗匹配,提高了材料的电磁波(EMW)吸收性能。当碳化温度为800℃,样品匹配厚度为1.7 mm时,Co@C/MoS_(2)复合材料展现出最佳的吸波性能,最小反射损耗(RL_(min))和有效吸收带宽(EAB)分别达到-101.84 dB和7.4 GHz。

纳米SiO_(2)/桐油基环氧树脂复合材料的制备及性能

通过制备环氧化桐油酸甲酯,并将其与E51环氧树脂共混,得到桐油基环氧树脂。再用硅烷偶联剂KH-570改性纳米SiO_(2),并以不同的质量比添加到桐油基环氧树脂中,探究不同纳米SiO_(2)含量在力学性能、接触角以及耐磨损性能上对桐油基环氧树脂复合材料的影响。结果表明:质量比为6%的纳米SiO_(2)的桐油基环氧树脂复合材料的拉伸和冲击强度都得到了提高,冲击强度较未加入纳米SiO_(2)提高了53.3%,水接触角也从93.3°提高到104.76°,并且添加纳米SiO_(2)之后复合材料的耐磨损性能也随之增强。

纳米TiB_(2)/7075铝基复合材料超声滚压数值仿真研究

超声滚压数值仿真研究亟待丰富和深入开展。采用温度-应变率相关Johnson-Cook本构模型描述纳米TiB_(2)/7075铝基复合材料塑性变形行为,通过Gleeble热压缩模拟实验结合最小二乘拟合标定相关本构参数。利用有限元软件ABAQUS构建3D全六面体渐变网格模型,通过6个步骤对复合材料超声滚压强化过程进行了数值仿真研究。结果表明,残余应力分布的仿真结果与实测结果存在明显差异,但网格失效形式较好地反映了表层材料的开裂和分层,从模拟角度验证了往复超声滚压过程中过度塑性变形导致材料表面损伤的现象。该结果对金属基复合材料超声滚压工艺的探索和相关数值仿真研究的深入开展具有重要指导意义。

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%。

TiO_2-硅酸铝纤维纳米复合材料光催化脱硫脱硝脱汞的实验研究

使用溶胶凝胶法以硅酸铝纤维为载体制备纳米TiO2复合材料,利用X射线衍射仪及场发射扫描电镜对其进行表征。在波长为253.7nm的紫外光照射下使用复合材料脱除模拟燃煤烟气中的SO2,NO和元素Hg,考察了此复合材料的脱硫、脱硝和脱汞效率,以及试验工况对脱除效率的影响。研究结果表明硅酸铝纤维上负载的纳米TiO2主要为锐钛矿相,粒径在20 nm左右。光催化脱硫、脱硝和脱汞效率达到37%、40%和84%。SO2和NO的浓度增加,其光催化脱除效率降低,烟气中低浓度的SO2对NO的脱除起促进作用,而在较高的浓度范围内会抑制光催化脱硝效率;同样随着烟气中NO浓度的逐渐增加,对光催化脱硫也表现出先促进后抑制的作用。温度对光催化氧化有抑制作用,纳米复合材料的脱硫脱硝脱汞效率均随着反应温度的升高而降低。

PP/TiO_2纳米复合材料的研制及其抗老化机理分析

制备了聚丙烯 (PP) /TiO2 纳米复合材料 ,用氙灯耐气候试验机对该复合材料进行人工加速老化试验。采用紫外 -可见光光谱法分析了纳米TiO2 等粉体材料的紫外吸收性能 ;分析了PP/TiO2 纳米复合材料的红外光谱并探讨了抗老化机理 ;对比研究了纯PP和PP/TiO2 纳米复合材料老化期间力学性能的变化规律。结果表明 ,纳米TiO2 能赋予PP优异的耐候性能 ,延长制品的户外使用寿命。

PANI/AMTES-TiO_2纳米复合材料的制备及其光催化性能

首先用偶联剂苯胺基甲基三乙氧基硅烷(AMTES)对纳米TiO2进行表面修饰(AMTES-TiO2),然后通过苯胺单体在AMTES-TiO2表面的原位化学氧化接枝聚合,制备了基于共价键结合的聚苯胺(PANI)/AMTES-TiO2纳米复合光催化材料.用红外光谱(FTIR),X射线衍射(XRD),热重分析(TGA),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)和荧光发射光谱(PL)等技术对复合材料进行了表征.以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,研究了PANI/AMTES-TiO2复合材料在太阳光和紫外光下的光催化性能.结果表明:聚苯胺敏化拓宽了TiO2的光谱响应范围,复合材料在紫外和可见光区都有较强的吸收,提高了光能的利用率和光生载流子的分离效率,使复合材料表现出较高的光催化活性;苯胺与AMTES-TiO2的质量比(w)对复合材料的光催化活性有较大影响,当w为0.025时,复合材料在两种光源下的催化性能均优于TiO2和AMTES-TiO2.

类微乳化学沉淀法合成BiOBr-TiO_2纳米复合材料及其光催化性能

采用简单的类微乳化学沉淀法获得了有效复合的BiOBr-TiO2纳米材料.该合成方法的关键在于Br-的双重作用.Br-既作为"桥"将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)中CTA+与TiO2粒子相连,构筑了稳定的油包水的类微乳体系.同时,它又作为BiOBr的溴源有助于纳米复合材料异质结的形成.与纯TiO2和传统的水相化学沉淀法获得的BiOBr-TiO2复合样品相比,采用类微乳化学沉淀法获得的复合光催化剂表现出高的光生电荷分离效率,相应地显示出优异的光催化降解气相乙醛和液相苯酚的性能,这主要与BiOBr和TiO2粒子之间异质结的有效构筑有关.

纳米TiO_2改性玻璃纤维织物复合材料的摩擦磨损性能研究

采用玄武三号栓-盘式摩擦磨损试验机研究了纳米TiO2和硅烷偶联剂改性玻璃纤维织物的摩擦磨损性能;用配备X射线能量色散谱仪的扫描电子显微镜观察和分析了复合材料磨损表面形貌以及纳米TiO2在粘结剂中的分散情况.结果表明,纳米TiO2和硅烷偶联剂改性玻璃纤维织物可明显改善玻璃纤维织物的摩擦磨损性能,当纳米TiO2的质量分数为5%时,改性玻璃纤维织物的摩擦磨损性能最佳,其磨损率比纯玻璃纤维织物低60%,且其最大承载能力提高.温度对纳米TiO2改性玻璃纤维织物的摩擦磨损性能影响很大,当温度高于200℃时,其摩擦系数开始增大、磨损加剧;当温度达到240℃时,纳米TiO2改性玻璃纤维织物因发生严重磨损而失效.

MC尼龙6/TiO_2原位纳米复合材料的制备及表征

利用阴离子原位聚合法制备了铸型尼龙 6 (MC尼龙 6 ) /TiO2 原位纳米复合材料 ,并对其结构与性能进行了表征。透射电子显微镜观察表明 ,TiO2 以纳米级均匀分散于MC尼龙 6中 ,其含量小于 1份时近乎单分散 ,大于 1份时则开始团聚。差示扫描量热法和X射线衍射法分析结果表明 ,纳米TiO2 对MC尼龙 6的结晶起到了异相成核作用 ,提高了MC尼龙 6的结晶温度 ,但不改变MC尼龙 6的α晶型结构 ;退火处理结果表明 ,高温退火或加入纳米TiO2都有利于MC尼龙 6基体中α晶型的生成 ,加快γ晶向α晶的转变。热重分析和力学性能测试表明 ,纳米TiO2 提高了复合材料的热稳定性 ,其拉伸强度、冲击强度等也得到了不同程度的提高。

MC尼龙6/纳米TiO_2原位复合材料性能研究

通过阴离子原位聚合法制备了MC尼龙 6/纳米TiO2 复合材料 ,采用透射电子显微镜观察了纳米TiO2 在复合材料中的分散形态 ,并研究了纳米TiO2 含量对复合材料的热稳定性和力学性能的影响。结果表明 :在纳米TiO2 质量分数低于 2 %时 ,纳米TiO2 能较均匀地分散在复合材料中 ,对复合材料同时具有增强和增韧的作用 ;纳米TiO2 的加入提高了复合材料热稳定性 ,使MC尼龙 6的起始降解温度提高 2～ 3℃ ,最大失重速率温度大幅度提高 ,并随纳米TiO2

磁响应性TiO_2/石墨烯纳米复合材料的合成及光催化性能

采用乳液插层水解法成功制备了一种层状磁响应性光催化纳米复合材料。首先通过水热法制备磁性Fe3O4纳米粒子,将其超声分散在溶有钛酸丁酯的无水乙醇中,形成钛酸丁酯包裹Fe3O4纳米粒子的微乳液,然后将该微乳液插层于石墨烯中,利用石墨烯的层状结构作为载体形成一种稳定体系,通过控制水解,使TiO2纳米粒子与磁性Fe3O4纳米粒子共同镶嵌于石墨烯层间,形成一种新型的磁响应TiO2/石墨烯纳米复合材料。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、震动样品磁强计(VSM)等手段对该复合材料进行表征,并通过模拟太阳光下降解亚甲基蓝(MB)评价复合材料的光催化性能。该复合材料通过磁分离可反复使用,重复使用7次后,对亚甲基蓝的降解率仍大于90%。

PPy/TiO_2纳米复合材料的制备及光催化活性

采用原位聚合的方法合成了聚吡咯／二氧化钛（PPy／TiO2）纳米复合材料，研究了吡咯（Py）与TiO2的比例、氧化剂的种类、掺杂酸的浓度等因素对PPy／TiO2纳米复合材料在太阳光下光催化降解甲基橙的影响，采用透射电镜、紫外一可见漫反射吸收光谱等方法对样品进行了表征。结果表明，PPy／TiO2纳米复合粒子在太阳光下的光催化活性明显高于TiO2纳米粒子，当Py与Ti02的比例为1：100，三氯化铁为氧化剂，1．0mol·L^-1盐酸溶液为掺杂剂时PPy／TiO2纳米复合粒子在太阳光下的光催化活性最高；TiO2纳米微粒以及PPy／TiO2纳米复合微粒的粒径均为10-20nm，复合微粒的粒径没有明显的增大，但是减轻了纳米粒子之间的团聚；聚吡咯使TiO2纳米粒子的禁带宽度由3．12eV降低到2．84eV，TiO2纳米粒子的吸收波长拓展到可见光区，有利于TiO2纳米粒子在太阳光下光催化活性的提高。

TiO_2/蒙脱石纳米复合材料结构组装过程与表征

将氧化钛前驱体钛酸丁酯引入到不同用量十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)柱撑蒙脱石的层间域中,经原位水解、脱羟、成核结晶作用制备TiO2/蒙脱石纳米复合结构材料。采用X射线衍射(XRD)分析手段对比研究了CTA+/蒙脱石、(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石和TiO2/蒙脱石复合结构,揭示了不同阶段样品层间物在蒙脱石层间域中的组装方式。在季铵盐用量不同情况下,CTA+/蒙脱石复合物和(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石复合物中季铵盐阳离子的排布方式均出现单层平卧、单层倾斜和双层倾斜排布,但单层倾斜和双层倾斜排布的倾斜角度不同,在(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石层间域中季铵盐阳离子仍起到骨架作用;TiO2/蒙脱石复合材料中锐钛矿相含量随季铵盐用量的增加而增大,但锐钛矿晶粒的尺寸逐渐减小,蒙脱石层间域对锐钛矿相晶粒的长大和转化为金红石相都具有显著的阻滞作用。

共轭高分子PF/TiO_2纳米复合材料的合成与催化性能

用糠醇单体在TiO2纳米粒子表面的原位酸催化聚合，经适当的热活化处理，制备了共轭高分子PF／TiO2纳米复合催化材料，用TEM、FTIR、UV-Vis等技术对其尺寸、结构和光吸收特性进行了表征。在自然光、室温条件下，以亚甲基蓝（MB）的脱色、降解为模型反应，对其光催化性能进行了研究。结果表明，由该方法合成的PF/TiO2复合材料尺寸在80～140nm，其中PF为具有极性基团（-OH，C=O）和不同长度共轭链的高分子，且与TiO2以C-O-Ti相键合；由于PF的复合使该复合材料的吸收波长拓宽至整个紫外-可见光区。光催化实验结果表明，在自然光、室温条件下，该复合材料在5-10min可使MB的脱色率、COD去除率分别达到97％、75．2％以上。

纳米SiO_(2)气凝胶水泥基复合材料中水的形态分布规律研究

为了研究纳米SiO_(2)气凝胶对水泥基复合材料水分分布机制的影响,采用LF-NMR技术对室温环境下不同掺量(0、5%、7%、10%)纳米SiO_(2)气凝胶水泥基复合材料(AIC)吸水30 min后的T2信号进行了测试,在真空饱和的条件下,采用孔隙体积内饱水度描述AIC吸水前后含水量空间变化。结果表明:AIC0、AIC5、AIC7、AIC10试件的T2谱最高峰的峰面积所占比例分别为83.0%、78.7%、79.3%、79.6%,掺入纳米SiO_(2)气凝胶降低了最高峰的峰面积;当纳米SiO_(2)气凝胶掺量由0增至10%时,AIC试件的吸附水、毛细管水及孔隙水饱水度均减小;纳米SiO_(2)气凝胶能降低AIC的自由水存储性能。

纳米TiO_2/硅藻土复合材料光催化降解甲基橙的研究

以提纯硅藻土为载体原料,钛酸四丁酯为TiO_2前驱体,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2/硅藻土复合材料。通过XRD、SEM对复合材料晶型结构和形貌表征分析,以甲基橙为目标污染物,考察复合材料对甲基橙光催化性能影响。结果表明,TiO_2负载量为37.67%制备的复合材料光催化活性最好,TiO_2为锐钛矿和金红石混晶型。甲基橙溶液初始浓度为10 mg/L,催化剂用量为2 g/L,pH=2时,甲基橙溶液降解效果最好。

乳液浸渍法制备纳米TiO2／硅藻土复合材料

采用常压液相两步水解法制备了混晶纳米TiO2,并利用原料OP制成了分散良好的乳液,采用浸渍法制备了一系列固载量不同的纳米TiO2/硅藻土复合材料,并利用SEM,XRD,EDS及吸附和光催化降解酸性大红3R实验等对其进行了表征。结果表明,所制备的材料为平均粒径12nm的锐钛矿型和金红石型混合晶型的TiO2与多孔硅藻土的复合材料。同时确定了降解酸性大红3R染料的最佳固载量为23%。证明了催化反应发生在催化剂表面,而非本体溶液中。