环境净化功能TiO2/SiO2复合纳米粉体的制备与表征

以锐钛矿型TiO2纳米粉体为载体,Na2SiO3为包覆剂,H2SO4为中和剂,采用溶胶-凝胶法制备了系列环境净化功能TiO2/SiO2复合纳米粉体.用XRD、XRF、TEM、BET比表面分析对其进行了表征,并以亚甲基蓝溶液的光催化降解率和COD去除率为指标评价了其光催化活性.结果表明,在TiO2纳米颗粒表面包覆一层多孔非晶态水合二氧化硅纳米膜,可以显著提高其水分散性,有效控制其光催化活性,进而提高了涂料的抗老化性和耐候性.中和时间对包硅效率影响较大,适当增加中和时间有利于提高包硅效率;包覆温度对包硅效率影响较小,升高温度使包硅效率略有降低.低温包覆,成膜相对疏松,改性粉体的光催化活性相对较高;高温包覆,成膜相对致密,改性粉体的光催化活性相对较低.

TiO2/SiO2复合薄膜对玻璃透光和隔热性能的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)、钛酸丁酯(TBOT)为前驱体,采用溶胶-凝胶法,经高压喷涂工艺和450℃热处理,在透明玻璃表面涂覆TiO2/SiO2复合薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对TiO2/SiO2复合薄膜表面形貌和组织结构进行表征;结合膜层表征结果,借助可见分光光度计和自制玻璃隔热装置对玻璃透光和隔热性能进行检测和分析。实验结果表明:玻璃表面涂覆TiO2/SiO2复合薄膜后,可见光范围内(400~800 nm)玻璃透光率在80%以上;相对于空白玻璃,玻璃的隔热温度达4.5℃。

PBST/TiO_(2)/MgO复合薄膜的制备及性能

采用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对TiO_(2)/MgO NPs改性,采用溶液共混法制备了聚丁二酸-共-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)/TiO_(2)/MgO NPs纳米复合薄膜,并探讨了其在食品包装方面的应用。研究了改性TiO_(2)/MgO NPs对PBST基体机械、阻隔、抗菌和保鲜性能的影响。结果表明:复合膜的抗拉强度和水蒸汽透过率分别为29.39MPa和2.43×10^(-11) g·m/(m^(2)·s·Pa),相较PBST基体抗拉强度提高了24.32%,水蒸汽透过率降低了32.37%,且对金黄色葡萄球菌(S.aures)和大肠杆菌(E.coli)抑菌效果显著,分别达到98.7%和97.2%,并对圣女果有良好的保鲜性能,当改性后的TiO_(2)/MgO NPs质量含量为5%时,复合薄膜的性能最佳。

耐高温核/壳结构TiO_2/SiO_2复合气凝胶的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为源,采用苯胺-丙酮原位生成水溶胶-凝胶法,在乙醇超临界干燥过程中用部分水解的钛醇盐和硅醇盐对TiO_2凝胶进行超临界修饰制备了具有核/壳纳米结构的块体TiO_2/SiO_2复合气凝胶.制备的复合气凝胶具有优异的机械性能,其杨氏模量可达4.5MPa.复合气凝胶同时具有极好的高温热稳定性.经过1000°C热处理后,线性收缩由纯TiO_2气凝胶的31%降至复合气凝胶的10%,且比表面积由纯TiO_2气凝胶的31m2·g^(-1)提升至复合气凝胶的143 m2·g^(-1).此外,该复合气凝胶经1000°C热处理后具有优异的光催化降解亚甲基蓝的性能.其优异的光催化性能得益于TiO_2/SiO_2复合气凝胶1000°C处理后高的比表面积和小的颗粒尺寸.优良的耐热性能、力学性能和光催化性能使获得的具有核/壳纳米结构的TiO_2/SiO_2复合气凝胶在光催化领域具有良好的应用前景.

Si含量对TiO_2/SiO_2复合气凝胶结构及光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同Si含量的TiO2/SiO2复合气凝胶.利用XRD、FTIR、XPS和BET等手段表征了复合气凝胶组织结构,以甲基橙溶液光催化降解实验评价其光催化活性,研究了Si含量对TiO2/SiO2复合气凝胶的结构及光催化性能影响规律.结果表明:TiO2/SiO2复合气凝胶中Ti-O-Ti、Si-O-Si和Ti-O-Si键相互交织,使复合气凝胶具有小晶粒尺寸、高比表面积和高热稳定性.随着Si含量增大,TiO2/SiO2复合气凝胶中TiO2晶粒尺寸减小,TiO2结晶度降低,比表面积增大,平均孔径减小,且TiO2/SiO2复合气凝胶对甲基橙溶液的光催化降解活性呈现先升后降的变化趋势.适当Si含量能显著改善TiO2/SiO2复合气凝胶的结构和光催化性能,Si含量最佳值在9wt%附近.

无机阴离子对Fe-TiO_2/SiO_2复合光催化剂脱色染料的影响

考察了 6种常见的无机阴离子对金属掺杂Fe TiO2 SiO2 复合光催化剂光催化降解酸性红B反应的影响 ,考察了导致催化剂失活的无机阴离子的最低浓度 .结果发现H2 PO-4、HCO-3 具有较强的抑制作用 ,SO2 -4、I-具有一定的抑制作用 ,而NO-3 、Cl-无明显影响 .实验结果证实无机离子对金属掺杂Fe TiO2 SiO2 活性的影响比TiO2 SiO2 催化剂的影响明显要弱 .

以稻壳常压制备TiO_2/SiO_2复合气凝胶的结构及传热性能研究

以稻壳为原料制备硅酸钠溶液,经过阳离子交换树脂得到硅酸溶液,将纳米TiO_2与硅酸溶液混合,并以稀氨水调节其pH值,经过老化,溶剂置换,改性等工艺,最终经常压干燥制得TiO_2/SiO_2复合气凝胶。研究了TiO_2掺杂量对复合气凝胶的性能影响。结果显示,当TiO_2掺杂量为7wt%,pH值为5.5时,得到气凝胶块体,比表面积高达734.82 m2/g,密度为0.1394 g/cm^3,在波长2~8 um范围内,红外透过率明显下降。

TiO_2/SiO_2非晶复合薄膜的超亲水性能研究

自制靶材,采用射频磁控溅射法制备超亲水TiO_2/SiO_2非晶复合薄膜,用XRD、AFM、XPS、液滴形状分析仪等方法进行表征。研究了溅射气氛、射频功率以及溅射时间对薄膜亲水性能的影响,并探讨了TiO_2/SiO_2非晶复合薄膜的超亲水机理。结果表明,Ti、Si元素进入薄膜晶格,在TiO_2/SiO_2薄膜界面形成Si—O—Ti键,约为22.4%;Si—O—Ti键的形成增加薄膜表面酸性,提高薄膜表面羟基含量,使薄膜具有超亲水特性。

H_2O_2络合凝胶法制备纳米TiO_2/SiO_2复合催化剂及其光催化性能

采用H2O2络合凝胶法获得钛的络合物[TiO(H2O2)]2+水溶胶,并与SiO2水溶胶包覆复合,制备了纳米TiO2/SiO2复合半导体催化剂,其结构经XRD和BET表征。以含阳离子艳红染料模拟废水降解为模型反应,考察了复合催化剂的光催化性能。实验结果表明:经650℃焙烧后的复合催化剂中TiO2粒径为9.8 nm,光催化活性最好,SiO2的最佳掺杂量为25%。

WO_3在气相吸附法制备的TiO_2/SiO_2复合载体表面的分散状态

采用气相流动吸附法制备了TiO2/SiO2复合载体,用浸渍法制备了WO3/(TiO2/SiO2)催化剂,应用XRD和LRS等技术研究了TiO2在SiO2表面及WO3在TiO2/SiO2复合载体表面上的分散状态。结果表明,TiO2在复合载体中的载量低于其分散阈值时,它在SiO2表面呈单层但非密置单层分散;WO3在催化剂中的载量低于其分散阈值时,它在复合载体表面亦呈单层但非密置单层分散。TiO2在SiO2表面上的分散可改善WO3的分散状态,提高WO3在SiO2表面上的分散阈值。

SiO_2添加量对TiO_2/SiO_2纳米复合薄膜的影响研究

采用射频磁控溅射方法制备超亲水TiO_2/SiO_2复合薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、液滴形状分析仪等测试手段表征薄膜的晶体结构、微观形貌和亲水性能。研究SiO_2含量对TiO_2/SiO_2复合薄膜晶相、微观形貌和亲水性的影响。结果表明:TiO_2/SiO_2复合薄膜呈现非晶态,掺入SiO_2后,减小了TiO_2的晶粒尺寸,提高了TiO_2薄膜的成膜质量,使薄膜的比表面积增加。随着SiO_2含量的增加,薄膜的接触角越来越小,热处理之后的薄膜呈现超亲水性。

热处理温度对TiO_2/SiO_2复合气凝胶光催化性能的影响

采用溶胶–凝胶法在常压下经不同温度热处理制备了TiO2/SiO2复合气凝胶光催化剂,利用XRD、TGA和BET等手段对其微观结构进行表征,以甲基橙溶液光催化降解实验评价其光催化性能,研究了热处理温度对TiO2/SiO2复合气凝胶的微观结构及光催化性能影响规律.结果表明:随着热处理温度升高,TiO2/SiO2复合气凝胶中锐钛矿结晶度升高,晶粒尺寸增大,比表面积减小,使TiO2/SiO2复合气凝胶对甲基橙溶液的光催化降解活性呈现先升后降的变化趋势.当热处理温度为700℃左右,紫外光照20 min TiO2/SiO2复合气凝胶对甲基橙溶液的降解率达到95.4%.

WO_3在气相吸附法制备的TiO_2/SiO_2复合载体表面的分散状态

采用气相流动吸附法制备了TiO2/SiO2复合载体,用浸渍法制备了WO3/(TiO2/SiO2)催化剂,应用XRD和LRS等技术研究了TiO2在SiO2表面及WO3在TiO2/SiO2复合载体表面上的分散状态.结果表明,TiO2在复合载体中的载量低于其分散阈值时,它在SiO2表面呈单层但非密置单层分散;WO3在催化剂中的载量低于其分散阈值时,它在复合载体表面亦呈单层但非密置单层分散.TiO2在SiO2表面上的分散可改善WO3的分散状态,提高WO3在SiO2表面上的分散阈值.

TiO_2/SiO_2复合溶胶在棉针织物荧光涂料染色中的应用

以正硅酸乙酯、钛酸丁酯为原料制备了纳米TiO_2/SiO_2复合溶胶,并用于棉针织物的荧光涂料染色.探讨了溶胶种类及用量、固色温度及时间、焙烘温度及时间等因素对染色织物性能的影响,确定最佳染色工艺为:TiO_2/SiO_2复合溶胶用量为120 g/L,固色温度为45℃,固色时间6 min,焙烘温度130℃,焙烘时间3 min.测试结果表明,经过溶胶整理后的荧光涂料染色织物,染色牢度提高,且具有一定的防紫外、耐日晒及自清洁性能.

Fe^(3+)/TiO_2/SiO_2复合纳米微粒的合成及光催化降解NO_2^-

采用溶胶 -凝胶法制备了 Ti O2 / Si O2 和不同浓度 Fe3+掺杂的 Fe3+ / Ti O2 / Si O2 复合纳米粉末 ,并利用XRD、BET、UV-vis等手段研究了 Ti O2 / Si O2 及掺铁形成的 Fe3+ / Ti O2 / Si O2 复合微粒的表面结构形态变化 ,以及对污染物 NO- 2 光催化降解的影响 .结果表明 ,Fe3+ / Ti O2 / Si O2 (ω( Fe3+ ) =1 .5 % ,m( Ti)∶ m( Si) =2∶ 1 )具有最佳活性 ,样品呈晶化度较低的锐钛矿结构 .Fe3+ 掺杂导致晶粒的增大 ,稳定性降低 ,大大提高了半导体的光催化活性 ,有利于对低浓度 NO- 2

TiO_2/SiO_2复合膜光催化降解DDNP废水试验研究

采用液相沉积法在煤矸石烧结滤料表面制备了TiO2/SiO2复合膜,研究了TiO2/SiO2复合膜对淮南某化工厂DDNP废水的光催化降解效果。试验结果表明:在将废水稀释20倍(CODCr为318mg/L,色度为3750倍),使废水初始pH为3,投加占废水体积0.9%的双氧水,以及光照的同时辅之以曝气条件下,用TiO2/SiO2复合膜对废水光催化降解1h,废水脱色率和CODCr下降率分别达到75.54%和61.51%,效果比较理想。

TiO_2/SiO_2复合薄膜的制备及自清洁性能研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法,并结合浸渍—提拉工艺,以钛酸丁酯、正硅酸乙酯为钛源和硅源,无水乙醇为溶剂,制备了稳定的TiO_2和SiO_2溶胶;再根据不同的镀膜顺序,制备出纳米TiO_2/SiO_2复合薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计、接触角测量仪等对TiO_2/SiO_2复合薄膜的表面形貌、透光性和亲水性能等进行了分析,研究了溶胶浓度、摩尔配合比、镀膜顺序等对复合薄膜结构和自清洁性能的影响.实验结果表明:当溶胶浓度为0.5,mol/L时,按TiO_2/SiO_2/TiO_2/TiO_2(TSTT)镀膜顺序制备的纳米TiO_2/SiO_2复合薄膜,经紫外灯照射1,h后水接触角小至2.5°,表现出超亲水自清洁性能.

纳米TiO_2/SiO_2复合食品抗菌材料

以水玻璃和Ti(SO4 ) 2 为原料 ,制备出了多孔的纳米TiO2 /SiO2 复合粒子。在后处理过程中 ,利用无机包覆剂溶解度随温度的变化 ,在复合粒子表面包覆了一层无机结晶膜。经热处理除去包覆剂后 ,得到了以单分散纳米复合粒子组成的复合微粉。对复合微粉进行比表面和孔容测试 ,并运用XRD和TEM进行了表征。发现TiO2 以 12 6nm的纳米晶粒的形式被多孔的SiO2 包覆 ,所形成的复合粒子则约为2 0nm。为了了解复合微粒的灭菌效果 ,运用纳米TiO2 和复合粉末对 4种保健食品进行对照灭菌实验。两个月以后 ,测得含复合微粒的样品中的菌落总数为 5 0～ 12 0个 / g ,是相应保健食品企业标准许可菌落数的 0 2 5 %～ 0 .7% ,为相应空白样和纳米TiO2 粉样品菌落数的 0 .5 2 %～ 0 .97%和33 .3%～ 83 .3 %

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.

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。