(Ag,Cu)/TiO_(2)汽车玻璃隔热膜的制备与表征

利用磁控溅射技术制备由金属(Ag,Cu)膜、介质层TiO_(2)膜组成的双层汽车玻璃隔热膜样品。利用单因素分析法考察了溅射时间、溅射功率和Ar溅射流量三个因素对(Ag,Cu)/TiO_(2)汽车玻璃隔热膜透光隔热性能的影响。实验结果表明,在在本底真空度3×10^(-3) Pa,溅射气压2.1 Pa条件下,靶基距均为70 mm时,金属(Ag,Cu)膜溅射时间18 s,溅射功率80 W,Ar溅射流量20 sccm;介质层TiO_(2)膜溅射时间50 min,溅射功率115 W,溅射流量25 sccm时,(Ag,Cu)/TiO_(2)汽车玻璃隔热膜的透光隔热性能最佳。

TiO_(2)/Fe/Ag_(3)PO_(4)复合光催化剂降解RhB

半导体TiO_(2)化学性质稳定、安全无毒,是光催化降解污染的代表性材料。但TiO_(2)存在带隙较宽,只能吸收紫外光的问题。在太阳光能中,紫外光的占比不到5%,大多数光能无法吸收,这会导致TiO_(2)对污染物的光催化降解性能受到极大限制。针对上述问题,设计了一种铁和银共同掺杂的方案,尝试得到比纯TiO_(2)带隙能量更低的复合TiO_(2)微球,来对太阳光的吸收范围进行扩展。样品使用溶胶-凝胶法来制备,分别制备5种铁原子占比不同的TiO_(2)/Fe微球,然后将银元素以磷酸银的形式负载上去,得到TiO_(2)/Fe/Ag_(3)PO_(4)复合微球。配制浓度为10 mg/L的50 mL有机污染物RhB水溶液,在氙灯光源下分别测试5种样品的光催化降解性能。结果表明:1 h内5种样品的降解率均超过90%,特别是铁原子占比为5%时,光催化的效果最好,30 min时降解率高达99%。经过XRD、SEM、XPS、DRS、PL等一系列的测试分析发现,铁原子占比为5%时,复合TiO_(2)微球的带隙能量降低到了2.85 eV,对太阳光的响应延伸至可见光区域,较大程度地提升了TiO2的光催化性能。

具有增强光催化和抗菌活性的TiO_(2)@Ag-GO复合材料

光催化降解环境中的污染物被认为一种理想的清洁方法,其中二氧化钛(TiO_(2))是目前最有前途的光催化材料之一。但由于能带宽、光生电子与空穴快速复合等特点,限制了其利用效率和范围,开发一种高效的TiO_(2)基光催化复合材料具有重要意义。通过简单的溶胶-凝胶法和一步Marangoni法,将TiO_(2)和Ag纳米颗粒(AgNPs)和氧化石墨烯(GO)有效结合,制备出显著增强光催化活性和抗菌能力的复合材料TiO_(2)@Ag-GO。氧化石墨烯(GO)具有多个催化活性中心,可以高效地进行光催化反应降解污染物。同时,还能提高电荷分离程度,抑制光生电子和空穴复合,提高TiO_(2)光催化活性。AgNPs具有存储电子和促进电荷分离的能力,同时释放的Ag+,赋予材料广谱的抗菌性能。光催化试验抑菌试验结果表明,复合材料能高效降解亚甲基蓝染料,2 h降解率达到74.5%,同时对金黄色葡萄球菌和铜绿杆菌有较强的杀灭作用。这种简易制备的高催化和杀菌功能的TiO_(2)基复合材料在光催化清洁领域有很大的应用潜力。

Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@TiO_(2)/Ag核壳结构微球的制备及其光催化抗菌性能研究

以Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)核壳结构磁性微球为载体,采用一步溶剂热法反应,在其表面包裹一层Ag纳米粒子修饰TiO_(2)外壳(TiO_(2)/Ag),获得具有双壳层结构的Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@TiO_(2)/Ag复合光催化材料.Fe_(3)O_(4)磁性内核的存在为该复合光催化剂的磁分离回收、重复利用提供了可能性.利用XRD,XPS,SEM,TEM,VSM等技术表征了材料的组成、结构、形貌及磁性能.通过考察钛酸四丁酯(TBOT)和AgNO_(3)用量的改变对Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@TiO_(2)/Ag形貌、磁性特征及光催化抗菌性能的影响,确定了最佳合成条件.实验表明:通过在抗菌实验体系中分别加入捕获剂叔丁醇和溴酸钾,明确了光催化产生的超氧自由基(·O_(2)^(-))和羟基自由基(·OH)在抗菌过程中的主次作用;Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@TiO_(2)/Ag样品与相同条件下所得的Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@TiO_(2)样品相比,具有更高的光催化抗菌活性.光催化性能增强的作用机制是负载于TiO_(2)表面的金属银作为捕获光生电子的陷阱,可以抑制TiO_(2)中光生电子和空穴的复合,有效提高它们与环境氧反应形成强氧化性的·O_(2)^(-)和·OH,参与杀菌反应过程.

纺锤形Ag/TiO_(2)表面增强拉曼光谱基底的制备及其对结晶紫的高效检测

表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman scatting,简称SERS)技术广泛应用于环境中痕量污染物的检测。其灵敏度及稳定性与基底材料的性质密切相关。本文以简单的无模板水热法和随后的原位光沉积路径制备了高稳定的纺锤形Ag/TiO_(2)基底。结果表明,纺锤形Ag/TiO_(2)基底对结晶紫(Crystal violet,简称CV)分子的SERS增强因子(Enhancement factor,简称EF)高达2.43×10^(6),检测限低至1.0×10^(-7) mol/L浓度。这除了TiO_(2)本身对结晶紫的化学增强外,还与金属Ag在光照下的等离激元共振将电子转移到吸附在TiO_(2)表面的分子中密切相关,二者的协同作用使Ag负载后的TiO_(2)基底对结晶紫表现出更高的SERS响应活性。

Ag_(2)S修饰TiO_(2)纳米管复合电极的制备及其析氢性能研究

以硫化钠和硝酸银为原料,采用了化学浴沉积法将Ag_(2)S沉积在高度有序TiO_(2)纳米管(TNTs)上制备出Ag_(2)S/TNTs析氢电极。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)对电极进行表征,结果显示Ag_(2)S颗粒均匀的沉积在TiO_(2)纳米管表面,且没有破坏纳米管原有的形态结构。在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)条件下,通过线性扫描伏安法(LSV)、塔菲尔曲线(Tafel)、双电层电容和电化学阻抗谱(EIS)等电化学测试分析了不同Ag_(2)S沉积圈数所得的复合电极的析氢性能。与TNTs相比,Ag_(2)S/TNTs显示出更优异的析氢性能。Ag_(2)S沉积圈数为9圈时制备出的复合电极在10 mA/cm^(2)电流密度时,过电位达到了288.14 mV,Tafel斜率为61.8 mV/dec,双电层电容分别为54.7 mF/cm^(2),传荷内阻降低到0.7Ω/cm^(2)。

纯水相Ag^(+)/TiO_(2)溶液的制备及其抗菌性能研究

采用低温液相法制备了纯水相纳米TiO_(2)溶液,然后在纳米TiO_(2)表面沉积Ag^(+)获得了纯水相Ag^(+)/TiO_(2)溶液。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见光吸收光谱仪(UV-Vis)和荧光光谱仪(PL)进行表征。经过各项表征分析可知,Ag^(+)/TiO_(2)粒子是粒径10 nm的球形颗粒,XRD特征峰为锐钛矿二氧化钛和硫酸银的叠加峰。此外,沉积的Ag以+1的价态存在,且提高了纳米TiO_(2)的光催化活性,产生了协同效应。抗菌测试结果表明,制备的纯水相Ag^(+)/TiO_(2)溶液在不同菌种和不同应用环境下均表现优异的抗菌性能,说明了Ag^(+)/TiO_(2)抗菌的高效性和广谱性,具有极大的市场应用价值。

纳米Ag-TiO_(2)复合抗菌材料研究进展

纳米银二氧化钛(Ag-TiO_(2))复合光催化材料因光谱响应范围宽、载流子分离效率高、量子产率较高、光催化活性高、使用范围广等优越性,受到国内外学者的广泛关注。从合成方法、光催化特性、抗菌性能及生物安全性等方面综述近年纳米Ag-TiO_(2)复合光催化材料的研究进展,重点讨论纳米银(Ag)颗粒在提高Ag-TiO_(2)光催化剂抗菌性能方面的重要作用。

紫外线下纳米TiO_(2)改性涂层混凝土抗碳化性能研究

为提升涂层混凝土在紫外线照射下的抗碳化性能,通过引入不同掺量金红石型纳米TiO_(2)对水泥基结晶涂层和聚氨酯涂层进行改性。结果表明:紫外线照射一定程度上会削弱涂层混凝土的抗碳化性能;使用纳米TiO_(2)改性后,两种涂层混凝土在紫外线照射下的抗碳化性能均得到了不同程度的提升,随着纳米TiO_(2)掺量的增加,两种涂层混凝土抗碳化性能均呈现先提升后降低的趋势,其中水泥基结晶涂层中纳米TiO_(2)最优掺量为2%,聚氨酯涂层中纳米TiO_(2)最优掺量为1%~2%,紫外线照射下纳米TiO_(2)对聚氨酯涂层混凝土抗碳化性能的提升最为明显。

纳米TiO_(2)微球的制备及光催化降解气相苯特性

以四氯化钛和尿素为原料,通过溶剂热法制备了纳米TiO_(2)微球。利用XRD、FE-SEM、TEM、UV-Vis、BET测试手段对样品的组成、结构、形貌、光学性能、比表面特性进行分析,以气相苯为目标降解物,研究不同溶剂热时间所制备的微球对光催化活性的影响。结果表明,随溶剂热时间的延长,TiO_(2)微球结构经历了实心-核壳-空心的演变过程,但均由20 nm以下的颗粒组成。此类微球的光吸收带边出现明显“蓝移”现象,且光吸收性能较P25 TiO_(2)要高,比表面积是其3~5倍。其中溶剂热时间为6 h所制备的核壳结构微球光催化活性最佳,降解气相苯的矿化率高达93%,高于P25 TiO_(2)近3倍,分析表明,该优异性能得益于核壳结构对光的充分反射吸收和高比表面积导致的吸附协同光催化特性。

潮湿环境下金红石型纳米TiO_(2)掺杂聚乙烯的分子动力学模拟

为了从微观角度分析金红石型纳米TiO_(2)掺杂对聚乙烯(polyethylene,PE)材料性能的影响,采用分子动力学模拟方法,构建不同水分子质量分数的PE和TiO_(2)/PE复合模型,以温度为变量研究分析纳米TiO_(2)改性PE材料前后的热力学性能和微观结构以及水分子在复合体系中的扩散能力。结果表明:纳米TiO_(2)的掺杂使PE体系的玻璃化转变温度提高了33 K,杨氏模量提升了428.17%,剪切模量提升了338.62%。纳米TiO_(2)极大抑制了PE分子链的运动和水分子的扩散,增强了复合体系的稳定性。水分子的加入和温度的升高降低了复合体系的热力学性能,这两者均破坏了复合体系的稳定性。

纳米粉体TiO_(2)对靛蓝染色织物光褪色的影响

采用钛酸四正丁酯(TBOT)作为TiO_(2)的前驱体,通过水热反应合成单晶粒TiO_(2)粉体,制备了颗粒状的锐钛型纳米粉体TiO_(2)。结果表明:紫外光照条件下,纳米粉体二氧化钛可以使靛蓝织物表观深度发生大幅度下降,粉体TiO_(2)浓度为10%时,K/S值下降率达到51.81%;促进剂的参与有助于靛蓝织物的褪色效果;涂抹粉体TiO_(2)后的染色布样,在紫外线照射后,颜色值ΔL^(*)偏亮白,同时随着粉体TiO_(2)浓度的增大,ΔL*增大,颜色亮度增大,Δa^(*)初始为负值,颜色偏绿,随着粉体TiO_(2)浓度的增大,样品颜色绿光减少,红光增加;当粉体TiO_(2)浓度为10%,随着光照时间的增加,Δa^(*)值偏向正值,染色布样色光向偏红光偏移,紫外光照射6~8 h时Δa^(*)变化幅度较大,10 h之后,趋于缓慢。

Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料的微纳摩擦学特性

为探明Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料在解决空间载流摩擦部件高稳定载流和抗磨损问题的作用效果,采用纳米压痕、纳米划痕、表面轮廓仪、扫描电镜等研究微/纳力学尺度下、不同载荷和电流时Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料的力学行为和摩擦磨损特性。研究结果表明:Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料在精准微小力作用下具有良好的塑性,压痕模量和硬度与载荷呈非线性关系,其变化机制主要由压痕尺寸效应和塑性变形共同主导;随着载荷增加,Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料压痕最大深度和塑性深度呈线性增大,当载荷从10 mN增加到20 mN时,压痕最大深度增加约44%,塑性深度增加约51%,而当载荷从20 mN增加到50 mN时,压痕最大深度增加约78%,塑性深度增加约79%,材料的弹塑性转变载荷约为20 mN。在较低载荷(50~100 mN)下,Ag/MoS_(2)-WS_(2)复合材料具有较好的耐磨性。

纳米TiO_(2)混凝土抗碳化性能的试验研究

纳米TiO_(2)以同等质量代替水泥(0、1%、3%、5%)掺入混凝土中,对纳米TiO_(2)混凝土进行抗压试验和碳化试验,研究了纳米TiO_(2)的掺量对混凝土抗压强度和碳化深度的影响,建立了考虑纳米TiO_(2)掺量和碳化龄期的混凝土碳化深度模型。结果显示:掺入适量的纳米TiO_(2)对混凝土的抗压强度和碳化性能的改善有很好的促进作用,且随着纳米TiO_(2)掺入量的增加对两者的促进作用呈现先升高后降低的趋势,纳米TiO_(2)掺量为1%时对混凝土性能促进作用最好。通过引入纳米TiO_(2)对混凝土碳化深度的影响系数,改进碳化深度模型。模型预测数据和试验数据吻合度较高,可应用于纳米TiO_(2)混凝土碳化深度的预测。

TiO_(2)原位包覆提升球形纳米铝粉活性

纳米铝(Al)粉是一种高能金属纳米粉末,但过高的表面能带来的易氧化问题显著降低其活性,限制其应用。针对该问题,本文通过液相法在去除球形纳米Al粉表面氧化层的同时原位生长TiO_(2)包覆层,通过工艺优化,获得了活性Al含量最高的Al@TiO_(2)复合粉体,包覆层厚度约为2 nm,且粉末中没有过量的TiO_(2)存在,包覆处理后的复合粉体中活性Al含量达到87.3%。

TBOEP和nano-TiO_(2)联合暴露诱导对土著鲫鱼的复合繁殖毒性效应

本研究以土著鲫鱼为受试生物,选择应用最为广泛的纳米二氧化钛(nano-TiO_(2))以及有机磷阻燃剂的典型代表磷酸三-(2-丁氧基)乙酯(TBOEP)作为暴露污染物,系统地研究nano-TiO_(2)与TBOEPP复合暴露对鲫鱼生殖系统的影响。实验设置空白对照组、0.05μg/L与0.5μg/L TBOEP暴露组0.5 mg/L nano-TiO_(2)暴露组以及TBOEP 0.05μg/L+nano-TiO_(2)0.5 mg/L、TBOEP 0.5μg/L+nano-TiO_(2)0.5 mg/L复合暴露组,暴露时间为7 d。研究结果表明:TBOEP能够在鲫鱼的组织中积累且nano-TiO_(2)能够加强TBOEP的生物累积。另外,TBOEP干扰鲫鱼血清中睾酮与雌二醇的水平,并造成鲫鱼下丘脑-垂体-性腺轴(HPG)基因异常表达,nano-TiO_(2)能够显著增强TBOEP对于鲫鱼性激素的干扰作用,加剧TBOEP对鲫鱼的繁殖毒性。

复合改性纳米TiO_(2)催化降解五氯苯酚的试验研究

为了探究纳米C-Co/TiO_(2)催化剂降解五氯苯酚的动力学特性,采用溶胶-凝胶法,制备了C、Co双元素掺杂复合改性的纳米C-Co/TiO_(2)催化剂。利用XRD、SEM-EDS、UV-vis进行表征分析,结果表明:掺杂C、Co元素后,纳米C-Co/TiO_(2)晶型未发生改变,特征峰强度增强,晶体结晶性好,粒径约为12.08 nm;催化剂表面呈现球状堆积形貌,比表面积大,有利于反应物吸附脱附;与纯TiO_(2)相比,催化剂带隙能降低,对可见光的响应性增强。结合降解过程中产物的紫外吸收光谱,探究五氯苯酚的催化降解机理。根据试验检测结果,分析拟合初始浓度与降解速率的线性关系,得到光催化降解五氯苯酚的L-H模型动力学方程:r0=0.38491 0.0951C_(0)/1+0.0951C_(0)。

Ag/TiO_(2)复合物的低温合成及其光催化性能研究

以钛酸四正丁酯、硝酸银为原料,采用溶胶凝胶与溶剂热相结合的方法,在低温(120℃)条件下制备了Ag/TiO_(2)复合物。采用SEM、EDS、XRD、XPS、DRS等对样品进行表征并对其光催化性能进行测试。结果表明:所合成的Ag/TiO_(2)(3%)复合物具有最佳的光催化效果,光催化活性最高,在100 W高压汞灯照射下光反应90 min对30 mg/L的活性Red 24染料的降解率就能达到100%;在500 W氙灯照射下150 min对30 mg/L的活性Red 24的降解率能达到92.6%;在紫外和可见光下对染料的降解率都能达到90%以上,具有优异的紫外/可见光光催化活性。研究结果为低温合成复合光催化材料的研究提供一种有效的思路。

纳米TiO_(2)光催化降解室内挥发性有机物的研究进展

随着人们生活水平的提高,室内空气质量越来越受到关注。挥发性有机物(VOCs)是影响室内空气质量的有害气体。因此,对于室内VOCs的有效去除已经成为空气治理中的研究热点。TiO_(2)光催化剂具有光转换和无二次污染等特点被广泛应用于治理VOCs领域中。然而其在可见光范围内的响应较弱和光生电荷载流子的分离效率低等问题,限制了其光催化降解效果。对TiO_(2)进行改性处理是当下改善其光催化作用的必要手段。简单介绍了TiO_(2)光催化的基本原理,基于光催化原理概述影响TiO_(2)光催化性能的因素,对近年TiO_(2)的改性设计研究进行归纳总结,同时表明了TiO_(2)降解室内VOCs具有广阔的应用前景。

贵金属负载型TiO_(2)光催化法处理含酚工业废水研究

以钛酸丁酯作为前驱体,采用溶胶凝胶法制备了纯TiO_(2),通过溶液静置法制备了不同质量分数的Ag/TiO_(2),通过XRD和TEM表征了催化剂物相结构和形貌特征。以苯酚为模拟污染物,研究了Ag负载量、光照强度、苯酚起始浓度以及催化剂重复使用性能。实验结果表明,Ag负载量为2%、光照强度为400W、废水样品中苯酚浓度小于400mg·L^(-1)时的催化降解效果最好,且催化剂在8次循环使用后催化活性仍保持较高水平。TEM和XRD表征分析发现,成功合成了TiO_(2)催化剂,Ag纳米粒子均匀分散在TiO_(2)表面。