以TiO2纤维制备微滤膜过程中烧结温度的影响

摘要：采用Al2O3多孔陶瓷为载体，使用浸浆法以TiO2陶瓷纤维制备微米级膜厚的微滤膜，借助气体泡压、渗透性能、环境扫描电镜、失重差热分析和X射线粉末衍射等手段对膜的微结构性能进行表征，讨论了影响膜层性能的因素——烧结温度对成膜的影响．实验结果表明：以TiO2陶瓷纤维制备的微滤膜适宜于低温烧结，晶型转变温度区间为800-1000℃．500℃下制得的微滤膜平均孔径为1．5μm，孔径分布较窄．与相对应的以陶瓷粒子烧结成的微滤膜相比。具有更大的气体通量．

以TiO2纤维制备陶瓷微滤膜的研究--制膜液pH对膜孔径的影响

以陶瓷纤维堆积构成的多孔膜材料，可以克服传统过滤材料过滤阻力大的缺点．在使用浸浆法以TiO2陶瓷纤维为原料制备陶瓷微滤膜的过程中，通过调节制膜液的pH，制备孔径在1．3—2．2μm之间的系列微滤膜．采用气体泡压、渗透性能、环境扫描电镜、zeta电位分析等手段对膜的微结构及性能进行表征，分析pH对zeta电位的影响．结果表明：含TiO2纤维的制膜液等电点位于pH=4．1附近；随着pH的增加，TiO2纤维之间的相互排斥力越大，排列也越松散，膜层孔径变大；膜的N2与纯水通量与孔径有着良好的对应关系．

介孔TiO_2及Fe_x/TiO_2纤维光催化降解酸性橙Ⅱ的性能研究

以胶原纤维为模板分别负载钛(Ti4+)或钛(Ti4+)和铁(Fe3+),在高温下煅烧制得介孔TiO2和Fex/TiO2纤维.以酸性橙Ⅱ为模型分子,研究了介孔TiO2和Fex/TiO2纤维在可见光照射下对酸性橙Ⅱ的降解特性.研究表明,通过掺杂Fe3+能有效地提高介孔TiO2纤维的光催化活性,在本实验条件下,最佳的Fe/Ti摩尔比为0.01,最佳的煅烧温度为600℃.在酸性橙Ⅱ初始pH值为3～6,初始浓度为0.1 mmol.L-1,介孔Fe0.01/TiO2纤维用量为1 g.L-1,可见光照射下反应4 h后,酸性橙Ⅱ的脱色率和矿化率达到99%和46%以上.光催化活性的稳定性研究表明,介孔Fe0.01/TiO2纤维具有良好的光催化活性的稳定性,能多次重复使用.

TiO_2纤维的制备及其光催化活性研究

K2 Ti4 O9纤维为前驱体经过离子交换合成纤维 Ti O2 .通过甲基橙废水模型体系考察了纤维 Ti O2 的光催化活性 ,同时研究了在不同 p H值条件下 Ti O2 纤维分散体系的稳定性能 .结果表明 ,Ti O2 纤维光催化活性与微米级 Ti O2 相当 ,且控制溶液的 p H值可实现 Ti O2

Si掺杂TiO_2纤维的溶胶-凝胶法制备及其光催化活性

采用溶胶-凝胶法并结合水蒸气活化制备了Si掺杂TiO2纤维,通过TG-DSC,XRD,FT-IR,UV-Vis-DRS,N2吸附-脱附,SEM等手段对纤维样品的结构参数及其表面形貌进行了表征,并以活性艳红X-3B模拟废水体系评价了其光催化活性.结果表明,与纯TiO2产物相比,适量Si掺杂制得的产物是具有丰富介孔结构的TiO2长纤维,不仅热稳定性和晶型稳定性俱佳,而且光催化活性得以显著提高,经900℃热处理后仍能保持结晶完好的锐钛矿相;在Si/Ti摩尔比为0.15时,其比表面积和孔容最大,光催化活性最佳,该纤维作为光催化剂反应75min,水中X-3B的降解率可达99.6%.

用溶剂热处理法制备TiO_2纤维及其光催化降解甲基橙的活性

在不同温度下 ,用甘油常压热处理层状水合钛酸 (H2 Ti4O9·nH2 O)制备了TiO2 纤维 ,并用XRD进行了表征 .结果表明 ,经 6 0 ,15 0和 2 5 0℃甘油热处理后 ,样品的主晶相均为H2 Ti8O17,得到有较大比表面积和有微孔结构的TiO2 纤维 ;当处理温度为 15 0℃时 ,制得的TiO2 纤维比表面积由原来的 30m2 /g增大到 12 7m2 /g ,其中小于 1nm的微孔比表面积为 79m2 /g .以甲基橙为代表物 ,考察了TiO2 纤维的光催化活性 .与在空气中热处理相比 ,甘油常压热处理提高了TiO2 纤维的光催化氧化活性 ,其降解甲基橙的能力优于P 2 5 .

Ag修饰的Fe_3O_4/TiO_2复合磁性纳米纤维的制备及光催化性能

通过静电纺丝法制备了含有Fe3O4纳米粒子的TiO2纳米纤维,采用水热法对该纤维表面进行纳米Ag修饰,制备出具有较强磁性和较好光催化性能的复合纤维.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等对样品的结构和形貌进行表征,并以罗丹明B(Rh B)水溶液降解为模型反应,考察样品在紫外光照射下的光催化性能.结果表明,所制备的TiO2为锐钛矿结构,Fe3O4纳米粒子均匀分布在TiO2纤维中,Ag纳米颗粒比较均匀地分散在磁性TiO2纤维表面.经过纳米Ag修饰后,材料的光吸收能力大为增强,吸收带红移并扩展到可见光区.在紫外光照射40 min后,合成样品对Rh B的降解率达到99.5%.此外,Fe3O4纳米粒子的存在使该材料具有较强的磁性,可通过外加磁场将其分离回收.

纳米TiO_2纤维的制备及其光催化降解甲醛研究

以胶原纤维为模板制备纳米TiO2纤维用于光助催化降解甲醛气体,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和N2吸附-脱附技术对纳米TiO2纤维进行了表征。结果表明,纳米TiO2纤维的比表面积为11.33 m2/g,晶型为锐钛矿型。在相同催化反应条件下纳米TiO2纤维对甲醛气体的催化降解率与商品纳米TiO(2Degussa P25)催化剂相当。纳米TiO2纤维的用量、甲醛气体初始浓度是影响催化效果的两个因素。当甲醛气体初始浓度为0.270 mg/m3,相对湿度为38%,气体流速0.1 L/min,纳米TiO2纤维用量为1.0 g时,甲醛的降解率达到96%。因此,纳米TiO2纤维可用于室内甲醛气体的催化降解。

纳米银负载TiO_2纤维的制备及其杀菌性能

采用溶胶-凝胶法和模板法结合的手段制备纳米银负载TiO2纤维复合材料,通过杀菌实验表明该复合材料无需在光照条件下即可有良好的杀菌性能。采用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)等仪器研究了其形貌、结构、相组成及其杀菌性能。结果表明纳米银均匀细小地负载在TiO2纤维上,并且杀菌性能优良。

Au/TiO_2复合纤维的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纤维和Au/TiO2复合纤维,利用XRD、SEM、TEM等手段对纤维样品的结晶性能及其表面形貌进行了表征,并以光催化降解甲基橙为模型反应考察了样品的光催化活性。结果表明,热处理后的TiO2呈锐钛矿结构,Au的颗粒尺寸范围为7～15nm,纤维直径范围为5～20μm,长度为5～50cm。Au的掺入可以显著地提高TiO2的光催化活性,且其光催化活性随着Au掺入量的增加而变大。

PET/纳米TiO_2抗紫外纤维的制备及性能研究

将金红石型TiO2添加至聚合反应体系中进行原位聚合,得到PET／纳米TiO2复合材料,通过透射 电镜(TEM)、扫描探针显微镜(SPM)研究了纳米TiO2在PET基体中的分散情况。将复合材料纺制成纤维, 并进行了力学性能、抗紫外性能等测试。结果表明,金红石型TiO2在基体中分散较均匀,TiO2质量分数为 1％时,基本呈纳米尺寸分散;PET／纳米TiO2纤维中含1％TiO2时,断裂强度较纯PET纤维下降6％左右,断 裂伸长率、结晶度也有所下降。织物对UVA,UVB波段的紫外线具有优异的屏蔽效果,抗紫外因子(UPF 值)可达50以上。

掺硅TiO_2纤维光催化降解活性艳红X-3B的研究

以水中活性艳红X-3B为研究对象评价了自制掺硅TiO2纤维的光催化活性,结合TG-DSC、N2吸脱附、XRD及SEM等手段,探讨了制备过程中升温方式、活化温度及掺硅量等工艺条件对光催化活性的影响。结果表明:(1)采用分段程序升温工艺,前驱体经700℃水蒸气活化2 h,硅的摩尔分数为15%时制得的TiO2纤维光催化活性最佳,反应75 min后X-3B的降解率达99.3%,其降解过程分为脱色和矿化两个阶段;(2)掺硅可有效抑制TiO2的晶相转变及晶粒生长,提高热稳定性并改善表面织构。掺硅TiO2纤维光催化活性高又易于分离回收,是一类新型的水处理光催化功能材料。

TiO_2/SiO_2纤维的表征及其光催化活性

本文采用溶胶-凝胶法及离心甩丝,以TiCl4为钛源、乙酰丙酮为螯合剂成功制备了TiO2/SiO2纤维,并采用XRD、FE-SEM、FT-IR和DSC-TG等手段对样品结构和性能进行表征。结果表明掺入SiO2可以抑制TiO2晶粒长大和晶型转变,700℃热处理后,未掺SiO2和掺15wt%SiO2的样品晶粒大小分别为32.4 nm和7.6 nm。TiO2/SiO2纤维直径为10～20μm,且表面含有大量纳米气孔。以活性艳红X-3B溶液为降解对象,研究了掺杂量、热处理温度对纤维光催化活性的影响,表明最优的方案为掺15wt%SiO2、热处理制度为700℃/2 h。

胶原纤维为模板制备介孔TiO_2纤维及光催化活性研究

以胶原纤维为模板,硫酸钛为钛源,通过Ti(Ⅳ)与胶原纤维发生配位反应,将其负载于胶原纤维上,经过煅烧除去胶原纤维模板而获得具有介孔结构的TiO2纤维。通过场发射扫描电镜、N2吸附-脱附、广角XRD衍射、分子荧光光谱等分析手段对所制备的TiO2纤维的表面结构、孔结构和晶体结构等进行表征。实验结果表明,硫酸钛与胶原纤维质量比及煅烧温度明显影响TiO2纤维的表面形貌和孔结构。当硫酸钛与胶原纤维质量比为8∶5,煅烧温度为600℃,所制备的TiO2纤维能较完整地保留天然胶原纤维的形貌和有序的介孔结构,孔径分布集中在4.3 nm。酸性橙Ⅱ的光催化降解实验表明,具有介孔结构的TiO2纤维的光催化活性明显高于无介孔结构的Degussa P25。

纳米TiO_2纤维修饰玻璃漂珠分解甲基橙的研究

演结合工业曝气的过程,首次提出了纳米二氧化钛纤维修饰工业废弃的空心玻璃漂珠的方案,模拟曝气反应的条件,进行光催化试验分解甲基橙溶液有较好的催化效果,并且具有很好的再生性以及大幅度降低操作成本。采用光催化分解甲基橙的试验来检测催化剂的光催化活性,并对制备条件、加入量以及光源等条件进行了优化。

具有纳米结构的TiO_2纤维光催化氧化活性

研究了具有纳米结构,高比表面的锐钛矿TiO2纤维在光催化降解苯酚体系中的氧化性能,发现其活性与P25相当;通过加羟基自由基猝灭剂证实了羟基自由基(HO.)对苯酚降解的贡献;而通过加空穴猝灭剂则观察到明显的空穴(h+)效应。并通过K I氧化反应进一步研究了催化剂表面上的空穴效应,结果表明,TiO2纤维上的光生空穴比P25稳定,其空穴量子产率是后者的3.3倍。

微量Sn^(4+)掺杂TiO_2纤维结构材料的两步法制备及光催化性能

以脱脂棉花纤维为模板,利用浸渍-热转化两步法制备了具有中空结构的微量Sn4+离子(<0.050at.%)掺杂TiO2纤维结构光催化材料(Sn4+/TiO2);通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis以及在300 W汞灯和500 W氙灯(模拟太阳光)下对亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解脱色对样品进行了表征。结果表明,利用两步法制备了中空结构的Sn4+/TiO2纤维结构材料;掺入的微量Sn4+均匀分布于TiO2晶格中;TiO2中微量的Sn4+掺杂使TiO2的吸收边发生明显红移,对整个紫外-可见光吸收增强;在紫外、模拟太阳光下显示出好的光催化活性。在模拟太阳光下,Sn4+/TiO2-0.030at.%的光催化活性是TiO2的近4.5倍,而在紫外光下,仅为2.7倍。Sn4+/TiO2良好的光催化性能主要归于少量Sn4+掺入使TiO2的结构多级化、TiO2价-导带间掺杂能级(DE)的形成以及TiO2晶格中活性中心的形成等因素。MB溶液在Sn4+/TiO2上的光催化降解脱色动力学行为比较好地服从一级动力学方程。

静电纺丝制备WO_3-TiO_2纳米纤维及其光催化性能研究

采用静电纺丝法制备了WO3掺杂的有机无机PVP/WO3-TiO2纤维,经高温焙烧得到WO3-TiO2纳米纤维.通过DSC-TGA、FT-IR、SEM、XRD和比表面积分析等对样品进行了表征.以模拟印染废水10 mg/L亚甲基蓝溶液为底物,研究了WO3掺杂量和焙烧温度等对亚甲基蓝太阳光催化降解效果的影响.结果表明,WO3掺杂摩尔分数为0.1%,焙烧温度为500℃时,WO3-TiO2纳米纤维的光催化降解效果最好,太阳光照射6 h降解率达到99.5%,重复使用10次降解率仍在97%以上.

钇或钕掺杂TiO_2纳米纤维的制备及光催化性能研究

采用静电纺丝技术,以Ti(SO4)2、聚乙烯吡咯烷酮(PVP,Mr=1300000)、稀土氧化物和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为原料,成功地制备了TiO2、Y/TiO2和Nd/TiO2纳米纤维.用XRD、FESEM、TEM和TG-DTA等分析手段对样品进行了表征.XRD分析结果表明,当焙烧温度为550℃时得到纯锐钛矿相RE/TiO2(RE=Y,Nd)纳米纤维,900℃时得到纯金红石型RE/TiO2(RE=Y,Nd)纳米纤维,稀土离子显著降低了TiO2的晶格参数.FESEM分析结果表明,RE/TiO2(RE=Y,Nd)纳米纤维直径约为50nm、长度>300μm.以罗丹明B和苯酚为目标降解物,研究了三种催化剂的光催化性能.其中,1.5mol%Y/TiO2光催化剂对罗丹明B的降解效率较高,而1.0mol%Nd/TiO2对苯酚具有较好的降解活性.因此,掺杂不同稀土离子的TiO2纳米纤维对不同降解物的降解能力不同.

电喷法合成TiO_2纳米纤维与微米球及其光催化制氢性能

采用电喷法合成了TiO2纳米纤维与微米球.通过X射线粉末衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射光谱和比表面积与孔径分析,对TiO2纳米纤维与微米球进行了结构表征.详细研究了影响TiO2纳米纤维与微米球成型的各种因素.结果表明,电喷所用的聚合物溶液的黏度是TiO2纳米纤维与微米球成型的关键因素.光催化分解水制氢测试表明,与TiO2纳米颗粒相比,TiO2纳米纤维与微米球的光催化分解水产氢活性分别提高了80%和60%.