Ce掺杂Bi_2MoO_6/TiO_2纳米纤维异质结的制备及可见光催化性能

以静电纺丝技术制备的TiO_2纳米纤维为基质,通过溶剂热法制备了异质结型稀土Ce掺杂Bi_2MoO_6/TiO_2复合纳米纤维。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)以及荧光光谱(PL)等分析测试手段对样品的物相、形貌和光学性能等进行表征。以罗丹明B为模拟有机污染物,研究了样品的可见光催化性能。结果表明:在稀土掺杂样品中,Ce离子进入Bi_2MoO_6晶格,部分取代Bi3+,导致晶胞膨胀,晶格畸变,形成缺陷;与TiO_2复合形成异质结,有利于光生电荷的产生、转移和有效分离,从而提高TiO_2纳米纤维的光催化活性。可见光照射180 min,罗丹明B的降解率达到95.1%。经5次循环光催化降解活性基本不变,样品具有良好的光催化稳定性。

静电纺丝技术制备TiO_2/SiO_2复合中空纳米纤维与表征

用静电纺丝技术成功制备出复合中空TiO2/SiO2纳米纤维。用动态热分析仪、红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和X射线能谱仪等分析技术对样品进行了表征。分析结果表明,得到的产物为复合中空TiO2/SiO2纳米纤维,以非晶SiO2为外壳,内壁由粒径为50 nm的晶态TiO2粒子组成,复合中空纳米纤维平均直径2μm,长度>100μm。讨论了复合中空纳米纤维的形成机制,复合纤维在烧结过程中,芯层TiO2纳米粒子向外表面扩散,与壳层SiO2粒子形成新化学键,得到复合中空纳米纤维。

纳米TiO_2/再生纤维素复合薄膜的制备及光催化性能

在1烯丙基3甲基咪唑氯室温离子液体中,将纳米TiO2粉末与纤维素浆粕进行溶液共混,所得纤维素用水再生后,经过超临界CO2干燥处理,制备了不同TiO2含量的纳米TiO2/再生纤维素复合膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)对所得薄膜的形貌、结构进行表征。利用PCC-2型光催化活性检测仪测试薄膜在紫外光下光催化降解亚甲基蓝的能力,评价薄膜的光催化活性。讨论了纳米TiO2含量、超临界CO2干燥和真空干燥对薄膜性能的影响。结果表明:复合膜的光催化活性达到所用TiO2粉体的90%;经超临界CO2干燥处理所得复合膜的光催化活性明显高于真空干燥所得复合膜的活性;纳米复合膜的光催化活性随TiO2含量的增加先升高后降低,含量为5%时光催化活性最高。

SnO_2/TiO_2复合纳米纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝技术,以聚乙烯吡咯烷酮和钛酸正丁酯为前驱体,制得锐钛矿相TiO2纳米纤维,并以此为模板,采用水热方法制备了具有异质结构的SnO2/TiO2复合纳米纤维.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散光谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等分析测试手段对产物形貌和结构进行了表征.结果表明,SnO2纳米粒子均匀地生长在TiO2纳米纤维表面,形成了异质结构的SnO2/TiO2复合纳米纤维.通过改变反应物浓度,能有效地实现SnO2/TiO2复合纳米纤维的可控合成.以罗丹明B为模拟污染物,考察了SnO2/TiO2复合纳米纤维的光催化性能,结果表明,该复合纳米纤维的光催化活性明显高于纯TiO2纳米纤维,初步探讨了光催化反应机理.

导电聚苯胺/TiO_2复合纳米纤维的制备和表征

在无模板条件下，利用苯胺在纳米TiO2微粒表面的原位化学氧化聚合，成功制备了一系列不同TiO2含量的导电聚苯胺／TiO3（PANI／TiO3）纳米复合材料．通过TEM，XRD，FT-IR，TG-DTA及电导率测量等技术手段对其进行了表征．结果表明：复合材料的形貌呈纤维状，直径约20～40nm，长度在390～420nm范围；其中TiO2的含量为23．8％且具有金红石矿结构，聚苯胺也有一定程度的晶化；在复合材料中，TiO2和聚苯胺分子链之间存在强的相互作用，并对复合材料的热稳定性起促进作用；TiO2的含量对复合材料导电性能有显著影响，当TiO3含量为11．1％时电导率达到极大值2．86 S／cm．

纳米TiO_2/CaCO_3-玄武岩纤维复合改性沥青的路用性能

为了同时改善沥青高温稳定性和低温抗裂性,本文选用纳米TiO_2/CaCO_3和玄武岩纤维对沥青进行复合改性。采用锥入度试验、软化点试验、延度试验、黏度试验、动态剪切流变试验以及低温弯曲蠕变试验对复合改性沥青的高温稳定性和低温抗裂性进行评价。结果表明:掺入纳米TiO_2/CaCO_3和玄武岩纤维可有效提升沥青的抗剪切强度和黏结力,增强高温抗永久变形能力;掺入纳米TiO_2/CaCO_3和玄武岩纤维后沥青低温延展性降低,在改性材料掺量较低时弯曲蠕变速率升高,低温应力松弛能力增强,改善了低温性能;同时掺入两种改性材料对于沥青性能的改善作用具有叠加效应,在沥青路面中进行应用有利于进一步提高其使用寿命。

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.

界面聚合法制备PANI／TiO2纳米复合纤维材料

采用界面自组装聚合的方法,成功地制备出PANI/TiO2纳米复合纤维材料,采用TEM,FTIR,XRD及TG等技术对其形貌、结构及热稳定性能进行了表征,并考察了苯胺单体浓度、TiO2的活化与否对复合材料形貌的影响.结果表明,TiO2的活化处理是影响该复合材料形貌的主要因素,活化处理后的TiO2能进入PANI纳米纤维的内部,且分散得更加均匀;PANI/TiO2纳米复合纤维的直径随着苯胺单体浓度的增加而增加.同时,TiO2的加入改善了PANI的耐热性能.采用该法合成的纳米复合材料具有合成条件温和、易于控制、纯化简单、省去了使用模板/消除模板的过程及能够一步得到大量产品等许多优点.

纳米TiO_2/玻璃纤维复合增强体的制备及表征

利用植酸对短玻璃纤维粉进行预处理,然后以钛酸丁酯为原料,乙醇介质中通过胶溶-水解法在玻璃纤维表面制备了纳米TiO2。SEM观察表明直接在玻璃纤维表面进行制备难以形成有效包覆,而植酸处理有利于TiO2均匀包覆,纤维表面TiO2颗粒尺寸约50nm,呈多孔结构。XPS结果显示纳米TiO2/玻璃纤维复合粉体表面Ti元素处于TiO2中Ti 4+结合态,同时存在Ti—O—Si键。分析粉体的XRD结果认为纳米TiO2主要以锐钛矿形式存在,热分析结果表明复合粉体在受热过程中失重约6.3%,相应DTA曲线中未出现明显吸热峰。对比了原始玻璃纤维粉和纳米TiO2/玻璃纤维复合粉体在环氧树脂中分散状态及相应复合材料涂层的耐磨失重,SEM观察表明未处理玻璃纤维难以与树脂形成有效的界面粘结,而经过改性后,复合颗粒与基体结合紧密,纳米TiO2表面的羟基参与环氧树脂的固化过程,显著改善了两相之间的界面作用,改性后填充体系的耐磨失重降低63.6%。

Bi_2Ti_2O_7/TiO_2复合纤维:原位水热合成及光催化性能

采用静电纺丝技术制备的TiO2纤维作为模板和反应物,通过原位水热合成了具有异质结构的Bi2Ti2O7/TiO2复合纤维。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、高分辨透射电镜(HRTEM)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis)等分析测试手段对样品的结构和形貌进行表征。以罗丹明B为模拟有机污染物进行光催化降解实验。结果表明:花状Bi2Ti2O7纳米结构均匀地生长在TiO2纤维上,制备了Bi2Ti2O7与TiO2相复合的光催化材料,其光谱响应范围拓宽至可见光区,与纯TiO2纤维相比可见光催化活性显著提高,且易于分离、回收和循环使用。初步探讨了Bi2Ti2O7/TiO2异质结的生长机制和光催化活性提高机理。

Bi/Yb^3+,Er^3+∶TiO2复合纳米纤维的合成及光催化产氢性能

以静电纺丝技术制备的稀土Yb3+和Er3+共掺杂TiO2纳米纤维为基质,结合水热法合成了Bi复合Yb3+,Er3+∶TiO2纳米纤维光催化剂。以三乙醇胺为牺牲剂,研究了Bi/Yb3+,Er3+∶TiO2的紫外、可见、近红外和全谱光催化产氢性能。结果表明:全谱光照5 h,产氢速率达到1650.3μmol·g-1·h-1。Bi作为一种新兴的非贵金属具有独特的等离子体光催化或辅助光催化性能,能与稀土元素丰富的能级结构和特殊的上转换发光特性相结合。对TiO2进行双重协同修饰改性,可以有效提高TiO2纳米纤维的光催化活性。

原位生成法合成PET/纳米TiO2复合材料Ⅱ.复合纤维的结构和性能研究

研究了原位生成纳米TiO2/PET复合纤维的力学性能、结晶性和取向性,初步表征了纤维的紫外线屏蔽功能.研究结果表明,原位生成纳米TiO2的引入提高了PET纤维的力学性能,增强了其紫外线屏蔽功能,其断裂强度可达到3.76 cN/dtex,对290～400nm的紫外线屏蔽率有了较大幅度的提高.

异质结型BaTiO_3/TiO_2复合纳米纤维的制备及光催化性能

以静电纺丝技术制备的TiO2纳米纤维为模板和反应物,采用水热法原位合成了具有异质结构的BaTiO3/TiO2复合纳米纤维。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)等分析测试手段对样品的结构和形貌进行表征。结果表明:BaTiO3纳米微粒均匀地生长在TiO2纳米纤维表面,制备了异质结型BaTiO3/TiO2复合纳米纤维。材料的光催化性能利用罗丹明B和苯酚的脱色降解反应测试。BaTiO3/TiO2复合纳米纤维材料,在紫外光照射下,光催化降解活性较纯锐钛矿TiO2纳米纤维有明显提高,罗丹明B和苯酚在该复合纳米纤维材料上的光催化降解反应遵循一级反应动力学。且易于分离、回收和再利用,循环使用5次,罗丹明B的脱色率仍保持在96%以上。

Gd-N共掺杂SrTiO_3/TiO_2复合纳米纤维制备及光催化性能

以静电纺丝技术制备的TiO_2纳米纤维为基质和反应物,结合一步水热法制得Gd-N共掺杂SrTiO_3/TiO_2复合纳米纤维光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)和荧光光谱(PL)等方法对其微观结构、形貌和光学性能进行表征。结果表明:SrTiO_3和TiO_2形成异质结能够使光生电子和空穴得到很好的分离,而Gd-N共掺杂产生新带隙,可以拓宽光谱响应范围至可见光区,并引起晶格缺陷,成为光生电子-空穴对的浅势捕获阱。Gd-N共掺杂与异质结的协同作用有效提高了SrTiO_3/TiO_2复合纳米纤维的可见光催化活性。

羧甲基纤维素钠／TiO2纳米复合物的制备与表征

用纳米TiO2为原料,以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为基体,采用共混法制得CMC-Na/TiO2纳米复合物。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、透射电镜(TEM)等手段对该体系进行了表征。结果表明,由于纳米TiO2粒子的引入,CMC-Na分子FT-IR的某些特征峰的波数发生明显变化;纳米TiO2在复合物中的分散性较好;复合材料的热稳定性高于纯CMC-Na薄膜;此外,复合材料的力学性能有所提高。

炭纤维/纳米TiO_2/PEK-C复合材料NOL环的制备及性能研究

采用在线溶液浸渍/原位固结的缠绕成型方法制备连续炭纤维增强PEK-C复合材料。考察了影响炭预浸带质量的工艺因素,分析了加工温度及纳米TiO2含量对复合材料NOL环层间剪切强度的影响,对其界面破坏机理进行了探讨。研究表明,在一定加工温度范围内,NOL环的力学性能良好,且适量的纳米TiO2可有效改善树脂和纤维的界面粘接效果,提高复合材料的层间剪切强度。

TiO_2-Ag/聚乳酸纳米复合纤维的制备及其抗菌性能

为赋予聚乳酸(PLA)纤维高效的抗菌性能,采用熔融共混纺丝法分别制备了不同质量配比的二氧化钛接枝银纳米介孔微球(TiO_2-Ag)/PLA纳米复合纤维和一定组成的TiO_2/PLA纳米复合纤维,并对2种纤维的结构、热性能和抗菌性能等进行表征和分析。结果表明:当TiO_2-Ag和TiO_2这2种纳米粒子添加质量分数不超过3%时,可在PLA基体中较均匀地分散; 2种粒子的加入均不影响PLA的玻璃化转变温度和结晶结构,但会使其熔融温度和热稳定性下降,加入质量分数为3%的TiO_2后,导致PLA的结晶温度略有下降;随着TiO_2-Ag质量分数的增加,TiO_2-Ag/PLA纳米复合纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率不断增加;添加相同量的2种纳米粒子时,TiO_2-Ag/PLA复合纤维对2个菌种的抑制效果明显优于TiO_2/PLA复合纤维。

静电纺丝技术制备TiO_2/NiO复合中空纳米纤维及光催化性能

采用醋酸镍与钛酸丁酯为前驱体制备壳层纺丝液,芯层选用芝麻油,通过同轴静电纺丝技术,制得醋酸镍-钛酸丁酯/PVP复合纤维,在550℃烧结2 h后,得到Ti O2/Ni O复合中空纳米纤维。研究不同内外推进速度比对复合纤维中空结构的影响,采用XRD对样品的组成进行表征,通过SEM和TEM对样品形貌进行观察,并检测样品在紫外光照射下对亚甲基蓝的催化降解率。结果表明:制得的Ti O2/Ni O复合中空纳米纤维平均直径为111.6±57.2nm,当内外推进速度比为1∶6时复合纤维的中空结构良好。在90 min紫外灯照射后,对浓度为0.4 mg/L的亚甲基蓝分解率为82.1%,较Ti O2纳米纤维和Ti O2/Ni O复合纳米纤维分别提高了57.2%和13.9%。

离子液体中制备纳米TiO_2/纤维素复合纤维及产物的光催化性能

纳米TiO2/纤维素的复合纤维可以用于纺织、材料和催化等领域。在1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)离子液体中,将纳米TiO2粉末与纤维素浆粕共混,采用湿法成型技术制备不同含量的纳米TiO2/纤维素纤维复合纤维。通过力学测试、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)对所得复合纤维的力学性能、形貌和结构等进行表征;以亚甲基蓝为模型物,对其光催化性能进行测试。结果表明,TiO2质量分数对复合纤维的形貌和性能影响显著,随TiO2质量分数由2%增大至16.7%,复合纤维的断裂强度降低,初始模量由0.139 cN/dtex降至0.077 cN/dtex,光催化性能先降低而后增强,其中含TiO2 16.7%的复合纤维催化性能较强。以[BMIM]Cl离子液体为介质,湿法纺丝制备有光催化活性纳米TiO2/纤维素纤维的方法是可行的;综合考虑,含TiO2 2.0%的复合纤维性能较佳。

丙纶/TiO_2纳米材料复合纤维的性能研究

对丙纶/TiO2纳米材料复合纤维的抗菌性能,内部结构、一次拉伸特性、抗静电性、表面摩擦性能、吸湿性、比电阻进行测试、分析,并从机理上进行研究。