热处理温度对核-壳型SiO2@TiO2复合纳米材料光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在二氧化硅(SiO2)纳米微球表面负载纳米二氧化钛(TiO2),制备核-壳SiO2@TiO2复合纳米颗粒。采用X射线衍射仪(XRD)、环境扫描电子显微镜(SEM-EDS)、比表面积测定(BET)等研究手段对样品的矿物组成、结构形貌进行了表征,并考察了其光催化活性。结果表明:溶胶-凝胶法后期的热处理明显提高了核-壳SiO2@TiO2复合纳米颗粒光催化降解亚甲基蓝溶液的能力,其中,经过400℃热处理的样品催化效果最好,对质量浓度为20mg/L的亚甲基蓝溶液90min的降解率达到96.27%。

Fe3O4@SiO2@TiO2-AC光催化降解水源水中腐殖酸

采用共沉淀法耦合溶胶-凝胶法制备了核壳结构的磁性颗粒Fe3O4@SiO2@TiO2,将其负载在活性炭(AC)表面,制得新型光催化剂Fe3O4@SiO2@TiO2-AC。采用SEM、FTIR、XRD、VSM对材料进行表征,并探究该催化剂对水中腐殖酸(HA)的去除效能。结果表明,以400 W高压汞灯作为光源,投加量为200 mg/L时,60 min内对初始质量浓度为5 mg/L、pH为7的含HA水样去除率可达96.1%。Fe3O4@SiO2@Ti O2-AC对HA的光催化降解符合LangmuirHinshelwood(L-H)动力学模型。Fe3O4@SiO2@TiO2与AC存在协同作用,可有效增强复合光催化剂的催化效能。材料具有较好的催化稳定性,5次重复使用后,对水样中HA的去除率仍能达到84.7%。

SiO2@TiO2复合材料分离富集酪蛋白磷酸肽

TiO2具有选择性吸附磷酸肽的特点。为了得到高比表面积的TiO2,提高磷酸肽的分离富集效果,本研究采用层层自组装法,制备出了比表面积为116.26 m2/g、平均孔直径为8.42 nm的SiO2@TiO2核壳型复合材料,并将该材料用于酪蛋白磷酸肽(casein phosphopeptides,CPPs)的分离富集。利用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)测定出该材料对CPPs的吸附率为93.0%,解吸率达到81.5%。通过液相色谱-四极杆-飞行时间质谱鉴定出CPPs样品经富集后,洗脱液中的5种磷酸肽成分的序列分别为PS*H、PS*PR、S*SRS*E、PHS*和PS*SRS*EP;并以茶碱为内标的HPLC法测定了CPPs样品、氨糖软骨素钙片、婴儿配方奶粉中CPPs的含量,测定结果的平均添加回收率介于92.5%~95.1%之间。因此,本实验所制备的SiO2@TiO2核壳型复合材料性能优异,对CPPs分离富集效果明显,用于实际样品测定的结果准确可靠。

壳核材料SiO_2@TiO_2的制备及性能研究

采用水热合成法,以钛酸四丁酯为钛源、Si O2为核制备了壳核纳米材料SiO_2@TiO_2。利用X射线粉末衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等一系列表征手段对所制得的纳米材料进行了表征。结果表明:Ti O2晶相为锐钛矿和金红石,SiO_2@TiO_2纳米颗粒的比表面积为40.54 m2/g,平均孔径为12.4 nm。以罗丹明B(Rh B)作为目标物研究了壳核SiO_2@TiO_2纳米材料光催化活性,试验结果表明:所制备的SiO_2@TiO_2纳米复合材料对Rh B具有很好的光催化效果,光照20 min内,Rh B几乎完全降解;40 min后溶液变为无色透明。

Fe^(3+)掺杂Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2型光催化剂的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了0. 35mol%Fe^(3+)掺杂Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2新型复合光催化剂,并对其进行表征和光催化活性的研究。结果表明,在掺杂度为0. 35mol%,钛酸四丁酯和Fe_3O_4@SiO_2的用量为9mL:0. 5g(v:m),450℃煅烧4. 0h时光催化性能最好。新型复合光催化剂具有良好的磁分离特性,与纯TiO_2相比,吸收光区明显红移,吸光能力增强,能快速降解有机污水,5次循环使用后回收率为90%以上,降解率为85%以上,可显著降低二次污染和催化剂的使用成本,具有开发价值。

Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2复合纳米结构的尺寸与磁性调控

采用共沉淀法和溶剂热法制备了不同尺寸的Fe_3O_4纳米粒子,通过Stber法和溶胶-凝胶法在Fe_3O_4磁核上包覆SiO_2和Ti O2壳层获得不同尺寸的Fe_3O_4@SiO_2@Ti O2复合纳米结构.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等对其结构、形貌和磁性进行了研究.结果表明,大尺寸复合纳米粒子包覆均匀,分散性好,饱和磁化强度较大,有利于TiO_2光催化剂的磁回收与再利用.

核-壳型SiO_2@TiO_2的制备与退火时间对其光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法工艺在二氧化硅(SiO_2)纳米颗粒微球表面包覆二氧化钛(TiO_2),制备合成核-壳型SiO_2@TiO_2复合纳米颗粒。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征样品的样貌情况、表面化学成分和分散性。使用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)测定200℃度下不同退火时间下SiO_2@TiO_2复合纳米颗粒对亚甲基蓝的光催化降解后的吸光度从而分析SiO_2@TiO_2复合纳米颗粒的光催化性能。实验结果表明,SiO_2@TiO_2纳米复合粒子形貌均匀,分散性好,退火时间在48h^72h光催化活最佳。

Sm@TiO_2-SiO_2的制备及其光催化降解罗丹明B的研究

以硝酸钐为原料,用溶胶-凝胶法制备了稀土离子掺杂的TiO_2-SiO_2催化剂,并用UV-Vis、XRD、FTIR、PL、SEM进行表征。结果表明:钐(Sm)的嵌入促进了光生电子-空穴的有效分离,提高了量子效率。在氙灯照射下,考察掺杂不同质量钐的催化剂对罗丹明B的催化降解性能,相比于未掺杂催化剂,掺杂钐的催化剂对α-R相变有抑制作用,有利于形成小晶粒锐钛矿。采用2%Sm@TiO_2-SiO_2催化剂,照射3 h时,对罗丹明B的降解率可达99%。

F修饰对SiO_2@TiO_2亲疏水性及光催化性能的影响

采用两步法制备了氟修饰疏水性F-SiO_2@TiO_2材料.以三乙氧基氟硅烷(TEFS)为硅源,采用后嫁接的方法在短孔道MCM-41小球表面引入F原子,再利用醇热法在F-MCM-41小球表面生长TiO_2纳米晶颗粒.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末散射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N_2气吸脱附等手段表征了材料的物相组成和表面结构.研究表明:所制备的氟修饰F-SiO_2@TiO_2纳米复合材料为核壳结构,具有较大的比表面积、较好的介孔结构及较佳的热稳定性.同时,TiO_2纳米颗粒在F-MCM-41小球表面分散均匀、结晶度高、颗粒尺寸小且均一、与F-SiO_2结合牢固.重量吸附实验和光催化实验进一步证实F修饰可抑制水的吸附有利于提高F-SiO_2@TiO_2材料的疏水性和对气相有机污染物的光催化性能.

SiO2/TiO2催化剂的制备及其光催化性能

利用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙酸和水为原料,通过溶剂热方法制备得到SiO_2/TiO_2催化剂.产物经XRD、Raman、TEM、BET、FT-IR和XPS表征,结果表明:所制备的SiO_2/TiO_2催化剂为比表面积大、结晶度高的锐钛矿TiO_2,SiO_2与TiO_2之间通过Si-O-Ti键结合.另外,以亚甲基蓝降解为探针反应,考察了SiO_2/TiO_2催化剂在紫外光照射下的光催化性能.结果表明;SiO_2/TiO_2催化剂具有比纯TiO_2更优越的光催化性能,65min可以将亚甲基蓝(MB)彻底降解.

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。

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．

磁性纳米TiO_2/SiO_2/Fe_3O_4光催化剂的制备及表征

以纳米Fe3O4磁粉为核心,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2/Fe3O4复合光催化剂。用XRD、TEM及元素分析对其结构和表面形貌进行了表征。以具有偶氮染料结构的甲基橙水溶液为目标反应物,评价其光催化活性。结果表明,所制TiO2/SiO2/Fe3O4样品为双层包覆型结构,SiO2为中间层,最外层是锐钛矿型的TiO2。该复合光催化剂对甲基橙溶液有较高的光催化活性,并具有可利用其磁性回收重用的特点,应用前景广泛。

多孔SiO_2-TiO_2块材的结构与性质

以正硅酸乙酯、钛酸正丁酯和聚乙二醇等为主要原料,采用溶胶-凝胶法合成了多孔SiO2-TiO2系块状材料．着重研究了不同含钛量下材料的红外光谱、孔径分布和化学稳定性．实验表明:500℃焙烧2h后,可有效去除残余有机物,形成以Si-O和Ti-O键共存的无定形网络结构．引入较多钛量时,使材料的孔径分布变窄、平均孔径下降,同时样品的体积密度增加、而开口气孔率和吸水率则均下降．在80℃热水中浸泡72h后,吸附-脱附曲线的类型和形状几乎没有变化．随着Ti含量的增加,比表面积、孔容积和平均孔径的变化率减小, 耐水性提高． SiO2多孔材料在95℃的1％NaOH碱液中不稳定而溶碎,但随着Ti含量的增加,材料在碱液中的重量损失有显著减小的趋势,耐碱性明显改善．但引入Ti并不能提高该类多孔材料在98℃的20％硫酸液中的耐蚀性．

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。

超亲水TiO_2/SiO_2复合薄膜的制备与表征

通过 ｓｏｌ－ｇｅｌ工艺在普通钠钙玻璃表面制备了均匀透明的 ＴｉＯ２／ＳｉＯ２复合薄膜．实验结果表明：在 ＴｉＯ２薄膜中添加 ＳｉＯ２，可以抑制薄膜中 ＴｉＯ２晶粒的长大，同时薄膜表面的羟基含量增加，水在复合薄膜表面的润湿角下降，亲水能力增强．当 ＳｉＯ２含量为 １０～２０ ｍｏｌ％时获得了润湿角为０°的超亲水性薄膜．

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。

SiO_2/TiO_(2-x)C_x/C的制备、表征及其吸附和可见光催化性能

以SiO2为成核中心,钛酸四丁酯为钛源,分别以多羟基化合物乙二醇、丙三醇、葡萄糖和聚乙烯醇为联接剂,采用水解沉淀法制备了碳掺杂和包覆的多孔SiO2/TiO2-xCx/C可见光响应型光催化剂。采用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换-红外光谱(FTIR)、比表面积(BET)和紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱对样品进行表征。对不同结构样品的形成机理进行了分析。以次甲基蓝(MB)溶液为模拟废水,对样品的吸附性能和可见光催化性能进行了评价。结果表明,多羟基化合物对材料的结构和性能有重要影响。碳的掺杂和包覆使材料的吸收光谱包含了整个可见光区,而多孔结构使材料的吸附性能得到提高。以聚乙烯醇为原料所得样品吸附性能最好,30 min内吸附率达到70%;而以丙三醇为原料所得样品具有最好的可见光催化性能,40 min内次甲基蓝的降解率达到95%。

多孔SiO_2与TiO_2复合纳米材料的制备及光催化性能

在溶胶-水热法所合成的锐钛矿相TiO2纳米晶基础上,利用模板剂调制的SiO2溶胶进一步合成了多孔SiO2与TiO2复合纳米粒子,重点研究了复合SiO2对纳米锐钛矿相TiO2热稳定性及光催化活性的影响.结果表明,复合SiO2提高了纳米锐钛矿相TiO2的热稳定性,经过900℃热处理后的TiO2仍然具有以锐钛矿相为主的相组成.在光催化降解罗丹明B实验过程中,经过高温热处理的复合纳米材料表现出优于Degussa P25 TiO2的活性,这主要与其锐钛矿相结晶度提高和具有较大比表面积等有关.

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．