聚酰亚胺／二氧化硅-二氧化钛三元纳米复合材料的制备及介电性能

以4,4’-二氨基二苯醚(ODA)和3,3,4,4’-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)为单体,以正硅酸乙酯和钛酸丁酯为SiO2和TiO2的前驱体,采用溶胶-凝胶原位生成法制备了聚酰亚胺(PI)复合薄膜。采用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外分光光度计(UV-Vis)对复合材料进行结构表征和性能测试。结果表明,复合膜的热亚胺化反应完全;纳米SiO2、TiO2均匀分散于PI基体中;复合膜透明性好,对紫外光吸收较好。热重分析(TG)和介电性能测试表明,得到了一种热稳定性好、介电性能优良的复合材料,能够满足其在微电子器件领域的使用要求。

铜改性凹凸棒石/纳米二氧化钛复合粉体的微观结构

以四氯化钛作前驱体,采用酸碱中和并流法制备了以铜改性凹凸棒石为载体的表面包覆纳米氧化钛的复合粉体。用高分辨透射电镜和X射线衍射(X-raydiffraction,XRD)对该纳米复合粉体的微观结构进行观察和分析。实验结果显示:二氧化钛以3～6nm的晶体颗粒粘附在一维纳米棒状的凹凸棒石表面。凹凸棒石和氧化钛均各自相互分离,没有团聚现象发生。纳米复合粉体中的氧化钛为单一类型的锐钛矿相,其XRD衍射峰和JCPDS的锐钛矿特征衍射峰一致。凹凸棒石的主要特征衍射峰位置没有发生较大变化。铜以多价态的形式存在于凹凸棒石表面。该复合粉体对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的24h抑菌率分别达到了99.52%和99.15%。

TiO_2纳米晶的低温制备

以Ti(SO4)2为原料,利用微波辐射和低温水浴陈化,制备出粒径为4.0～7.0nm的锐钛矿相TiO2,用XRD、Raman光谱和TEM等对样品进行表征;考察了水浴陈化温度和微波辐射强度对纳米TiO2粒径及晶化度的影响;以甲基橙为目标降解物,考察了纳米TiO2的光催化活性.实验结果表明,沉化温度的升高能提高锐钛矿相纳米TiO2的晶化度和光催化活性,经微波辐射和90℃水浴陈化制备的纳米TiO2具有较好的光催化活性.

单模板法制备高活性锐钛矿型纳米二氧化钛

以聚乙二醇为模板剂,用溶胶凝胶法制备出高活性锐钛矿纳米TiO2。经XRD、TEM、BET-BJH测试表明:样品粒径约为10nm,比表面积为93m2/g。经TG-DTA、FTIR分析发现:冰醋酸在反应中与Ti形成螯合物,起到抑制钛酸丁酯的水解、缩聚和控制TiO2结晶生长的作用;而PEG与Ti结合进一步阻碍了晶体生长,使样品粒径降低。以3I-→I3-+2e-为模型反应,与商业品纳米TiO2粉体P-25相比来评价其光催化性能,结果显示,样品光催化活性高于商业品P-25。

金红石型纳米二氧化钛合成及晶貌控制

采用溶胶-凝胶法制备了一系列锐钛矿型、金红石型和混晶纳米Ti O2,通过改变反应条件获得了具有不同形貌的金红石型样品。借助DTA-TG技术确定所得锐钛矿型向金红石型发生晶型转变的温度,在低于晶型转变的温度下焙烧系列纳米Ti O2样品,对样品用XRD、TEM、IR等技术进行了表征。研究表明,缓凝剂的加入不利于金红石型Ti O2的形成,钛原料浓度增大使样品中金红石型的含量增大,反应初期氨水的加入可加快体系中锐钛矿型Ti O2的生成,反应时间和陈化时间的延长有利于锐钛矿向金红石型的转变。

纳米二氧化钛晶种制备及对水解偏钛酸质量的影响

采用改进的水热合成法制备了纳米二氧化钛晶种,通过XRD、TEM和EDS等对其结构进行表征,表明该材料为纯相锐钛型晶种。此外,选择常压水解条件,研究晶种加入量对水解产品的影响。结果表明在1.5%~2%的晶种量有利于生产合格的稳定产品。

载银纳米二氧化钛粉在口腔用聚氨酯中的抗菌性研究

目的:探讨载银纳米二氧化钛粉在口腔用聚氨酯中的抗菌效果及对材料物理性能的影响。方法:取热塑性聚氨酯(TPU),分别加入质量分数为1%、2%、3%的载银纳米二氧化钛粉,制成长条和圆片形样本,观察样本硬度、强度、拉伸强度等物理性能。取TPU粉末,分别加入质量分数为1%、2%、3%的载银纳米二氧化钛抗菌剂,制成抗菌材料样本,滴入菌液,以薄膜密贴法进行抗菌性能实验,观察抗菌效果及样品色泽。结果:1%、2%、3%样本的强度、硬度和拉伸强度均无明显变化,与空白对照组比较无统计学差异(P>0.05)。3%样本白色念珠菌抗菌率(95.4%)高于1%、2%样本,血链球菌抗菌率(33.0%),低于50%。结论:聚氨酯中加入载银纳米二氧化钛对材料物理性能影响不大,3%质量分数的载银纳米二氧化钛对白色念珠菌具有较强的抗菌作用且不会影响血链球菌,有助于维持口腔微生态平衡,值得推广使用。

二氧化钛纳米粒子局域等离子体共振增强YAG荧光粉发光特性研究

白光LED具有绿色节能、超长寿命、安全可靠等优点,作为新型照明光源的重要发展方向,如何提高白光LED的发光效率仍是照明领域的核心问题之一。商业中白光LED主要采用蓝色LED芯片激发黄色YAG荧光粉的方式来实现白光,显然提高荧光粉的发光效率将可有效改善白光LED的性能指标。而目前研究较多有关LED用荧光粉的基质创新和掺杂方面,对基于局域等离子体共振效应的荧光粉研究尚有待进一步探索。以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了以YAG∶Ce^3+荧光粉为载体的表面包覆锐钛矿型纳米二氧化钛的复合荧光材料,研究了TiO 2纳米颗粒包覆YAG∶Ce^3+荧光粉对粉体发光性能的影响。利用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光光度计和拉曼光谱仪等测试手段对样品的物相结构和光学特性进行表征分析。研究结果表明,在不同温度和不同TTBO∶H 2O体积比条件下,制备得到的TiO 2包覆YAG∶Ce^3+荧光粉对粉体的荧光光谱产生了显著的影响,当TTBO∶H 2O=2∶1和煅烧温度600℃时,制备出了发光性能优异的TiO 2包覆YAG∶Ce^3+荧光粉。通过测试分析发现,样品中TiO 2纳米粒子较好的包覆在YAG∶Ce^3+荧光粉表面,锐钛矿衍射峰值相对强度较为突出,锐钛矿具有比金红石更高的光催化活性,高含量的锐钛矿在激发光激发下更加容易产生光生e-和h+;通过拉曼测试表明,在1264.10和1283.59 cm^-1处的特征峰得到了增强,这归因于TiO 2作为一种具有局域等离子体效应的纳米颗粒,在633 nm激发光激发下,激发光频率与TiO 2包覆YAG∶Ce^3+颗粒界面处的电子吸收峰接近,其界面处产生了LSPR效应;通过PL光谱测试分析表明,局域表面等离子体共振效应使得制备的TiO 2包覆YAG∶Ce^3+荧光粉的发光强度提高了21%,量子效率提高了5.5%。研究表明,基于TiO 2的局域表面等离子体效应能有效地提高YAG∶Ce^3+荧光粉的发光效率,将有望推进和改善白光LED在高效、高功率、大流明照明领域的广泛应用。

纳米TiO_2光催化处理采油废水研究

纳米二氧化钛为光催化剂,UV为光源,对采油废水进行光催化降解处理。考察了初始pH值、光照时间、催化剂投加量及H2O2与Fe3+因素对采油废水光催化处理效果;用XRD和SEM等分析方法对催化剂进行了微观结构分析表征。结果表明:在0.5%催化剂的投加量、pH=6的反应体系和50min的光照时间,达到最大COD去除率7.2%。

PVDF-TiO_2复合中空纤维膜的制备与表征

将纳米二氧化钛(TiO2)粒子与4类制膜添加剂复配处理,采用相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)-TiO2复合中空纤维膜,讨论了纳米TiO2粒子对复合膜结构和性能的影响。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、能谱分析、热重分析、拉伸试验、接触角测定和超滤实验分别表征了复合膜的微观孔结构、晶相结构和复合均匀性、热稳定性、机械性能、亲水性、超滤性能以及抗污染性能。结果表明:通过添加TiO2粒子复配添加剂,复合膜的性能得到有效改善。复配添加剂中w(TiO2)为2%(占PVDF固含量的质量分数)时,纯水通量由348 L/(m2·h)提高至377 L/(m2·h),牛血清蛋白截留率由68%提高至90%,断裂强度和抗污染性能提高,复合膜综合性能优异。