TC4钛合金表面TiO_2-PTFE复合膜层的制备

采用特殊的化学及物理处理方法,在钛合金表面制备TiO2-PTFE复合膜层,该润滑膜由硬质阳极氧化膜与低摩擦系数的聚四氟乙烯(PTFE)结合而成,具有较好的自润滑特性。研究了TiO2-PTFE复合膜层的组织形貌、物相组成以及元素组分,讨论了阳极氧化处理工艺和涂覆时间对PTFE涂覆量的影响。结果表明,TC4钛合金阳极氧化后形成了由锐钛相和金红石相双相晶型组成的纳米级TiO2多孔膜,涂覆PTFE后,表面及膜孔处被PTFE聚合体所覆盖。TC4钛合金样品经过不同电压和不同氧化时间处理后,PTFE涂覆量趋于稳定。随着涂覆时间的延长,PTFE涂覆量逐渐增加,在最初5～20min内,涂覆量增加较快,超过20min后涂覆量增加缓慢。

不同尺寸单层氧化石墨烯用于膜蒸馏分离H_(2)O/HDO

核电站运行产生的放射性氚化水(HTO)的处理涉及到H_(2)O/HTO分离难题。实验室研究常把无放射性H_(2)O/HDO(氘化水)分离作为研究模型来代替H_(2)O/HTO分离。近年来,基于多层氧化石墨烯(graphene oxide,GO)膜的膜蒸馏分离工艺显示出较好的H_(2)O/HDO分离效果,但进一步提高分离性能仍需开发新型膜材料或结构。本工作采用不同横向尺寸单层GO制备聚四氟乙烯(PTFE)支撑的氧化石墨烯复合膜用于研究膜蒸馏分离H_(2)O/HDO:(1)选用两种不同横向尺寸的单层GO研究GO横向尺寸对膜的H_(2)O/HDO分离性能影响,基于横向尺寸较小GO膜的渗透通量和分离因子分别可达0.944 L/(m^(2)·h)和1.043,整体分离性能比基于横向尺寸较大GO膜高;(2)为结合不同横向尺寸单层GO的结构特点,把不同横向尺寸单层GO混合制备复合膜,当两种石墨烯质量比例为1∶1时,所得GO复合膜的渗透通量可达0.806 L/(m^(2)·h),比基于横向尺寸较大GO复合膜的渗透通量高,而两者分离因子相近;(3)对横向尺寸较大GO进行刻蚀处理,可提高膜蒸馏分离H_(2)O/HDO性能。结果表明:单层氧化石墨烯的横向尺寸可影响膜蒸馏分离H_(2)O/HDO性能;基于横向尺寸较小单层氧化石墨烯或混合不同横向尺寸单层氧化石墨烯制备的膜具有较好的膜蒸馏分离H_(2)O/HDO性能;并且刻蚀处理横向尺寸较大GO也可提高膜蒸馏分离H_(2)O/HDO性能。因此,本工作可指导后续发展新型膜材料或膜结构以实现H_(2)O/HDO分离效果更好的膜蒸馏工艺,为含HTO的放射性废水处理问题提供解决方案。

两步法制备TiO_2/(PTFE+石墨)微弧氧化复合膜层及其摩擦磨损行为

目的提高钛合金钻杆的耐磨性能。方法先对钛合金钻杆表面进行微弧氧化处理,然后再对微弧氧化层进行(PTFE+石墨)复合处理,得到(PTFE+石墨)复合膜层。利用扫描电镜(SEM)观察Ti O_2/(PTFE+石墨)复合膜层的表面形貌,通过能谱(EDS)分析膜层元素的含量,用X射线衍射(XRD)分析复合膜层的相组成,用多功能摩擦磨损试验机测试膜层的摩擦磨损性能,并利用三维显微镜(白光干涉仪)观察微弧氧化层磨损后磨痕的三维形貌。结果PTFE和石墨进入钛合金微弧氧化层的微孔中,并在表面形成薄薄的一层PTFE+石墨复合涂层。膜层中主要含有Ti、O、Si、Al、P、V、C、F等元素,其中碳和氟质量分数分别达到9.96%和25.53%。XRD分析结果表明,Ti O_2/(PTFE+石墨)复合膜层中除了锐钛矿型Ti O_2和金红石型Ti O_2外,还含有PTFE和石墨。Ti O_2/(PTFE+石墨)复合膜层的摩擦系数为0.19,磨痕宽度和深度分别为210μm和1.5μm,相对耐磨性达到18.73。复合膜层的磨痕没有明显的铧犁沟,磨痕比较平整。与TC4钛合金基体相比,Ti O_2/(PTFE+石墨)复合膜层的耐磨性得到了明显提高。Ti O_2/(PTFE+石墨)复合膜层的磨损以磨粒磨损为主,伴有粘着磨损。结论采用两步法对钛合金进行Ti O_2/(PTFE+石墨)复合处理后,可有效提高钛合金的耐磨性能。

镁合金表面含ZrO_(2)微弧氧化复合膜层的研究进展

镁合金耐蚀性差,极大限制了其在易腐蚀环境中的应用。微弧氧化能够在镁合金表面制备一层类陶瓷氧化膜,能有效提高其耐蚀性。受微弧氧化成膜机理的影响,膜层中往往存在大量孔洞和裂纹;并且通常氧化膜主要由MgO组成,在潮湿或酸性环境中会吸水或溶解,导致膜层的耐蚀性不理想。将具有优良化学稳定性和高硬度的ZrO_(2)引入镁合金微弧氧化膜中,获得主要由ZrO_(2)构成或含ZrO_(2)的氧化膜,同时减少膜层中缺陷,能够提高其对镁合金基体的保护效果。从镁合金微弧氧化电解液、电参数、两步微弧氧化工艺及与其他表面处理技术相结合的4个方面概述了含ZrO_(2)微弧氧化复合膜层的制备工艺、成膜机制及耐蚀性等方面研究的进展,同时分析了各自存在的问题及不足。未来有必要优化制备含ZrO_(2)微弧氧化膜的电解液的组成,以保证其稳定性和有效性,并明确使用过程中电解液各成分的消耗和补充规律。进一步研究两步微弧氧化工艺,获得对镁合金基体有更好保护作用的复合膜层。探索将微弧氧化与其他表面处理技术相结合,综合利用2种技术及膜层的优点。根据ZrO_(2)在不同温度下的结构变化,可以进一步分析微弧氧化过程中的温度场分布和膜层形成机理。

Ni-P镀层磷含量对Ni-P/TiO_2复合膜耐蚀性能的影响

采用化学镀/溶胶-凝胶技术在碳钢表面制备了低磷(Ni-LP/TiO2)、中磷(Ni-MP/TiO2)和高磷(Ni-HP/TiO2)Ni-P/TiO2复合膜,采用X-衍射分析仪和环境扫描电镜表征了Ni-P/TiO2复合膜的结构与形态,应用动电位极化和极化阻力(Rp)测量研究了复合膜在0.5mol/L H2SO4溶液中的耐蚀性能。实验结果表明Ni-P/TiO2复合膜耐蚀性能优于Ni-P镀层,随Ni-P镀层磷含量的增加,Ni-P/TiO2复合膜的耐蚀性增强。Ni-HP/TiO2复合膜在0.5mol/L H2SO4溶液的自腐蚀电流密度(icorr)为3.15μA.cm-2,分别为Ni-LP/TiO2和Ni-MP/TiO2复合膜的40%和62%;其Rp为11.72kΩ.cm2,分别为Ni-LP/TiO2和Ni-MP/TiO2复合膜的1.5倍和1.3倍,Ni-HP/TiO2复合膜较Ni-LP/TiO2和Ni-MP/TiO2复合膜有更佳的耐蚀性能。

内层致密膜的制备过程对溶胶-凝胶复合TiO_2薄膜的影响

采用溶胶-凝胶法在导电玻璃上制备了致密-多孔复合TiO2薄膜,采用场发射扫描电镜(FE-SEM)和紫外-可见分光光度计,分析了光阳极薄膜的表面形貌和吸光度;用天然染料组装了DSSC,研究了致密膜成膜方式和陈化时间对DSSC电学性能的影响。结果表明:致密膜自然晾干的光阳极具有最好的表面形貌,DSSC具有较大的短路电流,当溶胶陈化时间为48h时,复合TiO2薄膜具有最大的吸光度,制备的DSSC电性能具有最大的开路电压和短路电流。

TiO_2/有机累托石/壳聚糖插层纳米复合膜制备及性能研究

光催化降解是解决环境问题的一种绿色技术。本文首先通过溶胶-凝胶法及锻烧技术制备了二氧化钛/有机累托石(Ti O2/OREC)复合物,然后采用水溶液法制备了绿色的、具有光催化活性的二氧化钛/有机累托石/壳聚糖插层纳米复合膜(Ti O2/OREC/CS)。以红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收(UV)、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)对复合膜进行结构表征,研究了复合膜的力学性能及光催化活性。实验结果表明,该复合膜相对于壳聚糖单膜及OREC/CS复合膜,其力学性能得到了提高,在光照180分钟后可使罗丹明的降解率达81.1%。

BaFe_12O_19/TiO_2替代式多层纳米复合膜的微波吸收性能

吸波材料能够吸收、衰减空间入射的电磁波能量，并将其电磁能转换为热能而耗散掉或使电磁波因干扰而消失，从而减小雷达散射截面积，达到隐身的目的。随着纳米材料成为国际上材料等学科领域的研究前沿，人们发现磁性纳米粒子、颗粒膜和多层膜等纳米材料具有极强的微波吸收特性，而且有可能同时具备宽频带、兼容性好、质量小和厚度薄等特点，因而引起了研究者的广泛关注。本研究用溶胶-凝胶法制备了BaFe12O19／TiO2替代式多层复合膜（NCMF），并对其微波吸收性能进行了研究。

壳聚糖/纳米TiO_2复合涂膜对鲜切荸荠保鲜作用研究

采用壳聚糖/纳米TiO_2作为复合涂膜剂,低温(0～4℃)条件下对鲜切荸荠进行涂膜处理,测定鲜切荸荠贮藏过程中失重率、V_C含量、褐变度(BD)、过氧化物酶(POD)活性等的变化。结果表明:壳聚糖/纳米TiO_2复合涂膜可有效降低果实的水分、V_C等成分的损失,延缓荸荠褐变的发生,从而延长鲜切荸荠的货价保藏期。

NanoTiO_2-CNT复合膜电极在DMF溶液中对糠醛的异相电催化还原

通过在乙醇中电化学溶解Ti金属阳极合成前驱体Ti(OEt)4和溶胶-凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2-碳纳米管(nanoTiO2-CNT)复合膜,采用循环伏安和电解合成法研究了nanoTiO2-CNT复合膜电极在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的氧化还原行为以及对糠醛(furfural)还原的电催化活性.结果发现,nanoTiO2-CNT电极在阴极扫描时有两对氧化还原峰,可逆半波电位E1r/2分别为-1.27V和-2.44V(vsSCE,扫描速度100mV·s-1),分别对应于TiO2/Ti2O3氧化还原电对的可逆电极过程和TiO2/Ti(OH)3电对的准可逆电极过程;在DMF电解液中nanoTiO2-CNT复合膜中的Ti(IV)/Ti(III)氧化还原电对作为媒质间接电还原糠醛为糠醇,反应机理为电化学偶联随后化学催化反应(EC′)机理.

纳米TiO_2/再生纤维素复合薄膜的制备及光催化性能

在1烯丙基3甲基咪唑氯室温离子液体中,将纳米TiO2粉末与纤维素浆粕进行溶液共混,所得纤维素用水再生后,经过超临界CO2干燥处理,制备了不同TiO2含量的纳米TiO2/再生纤维素复合膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)对所得薄膜的形貌、结构进行表征。利用PCC-2型光催化活性检测仪测试薄膜在紫外光下光催化降解亚甲基蓝的能力,评价薄膜的光催化活性。讨论了纳米TiO2含量、超临界CO2干燥和真空干燥对薄膜性能的影响。结果表明:复合膜的光催化活性达到所用TiO2粉体的90%;经超临界CO2干燥处理所得复合膜的光催化活性明显高于真空干燥所得复合膜的活性;纳米复合膜的光催化活性随TiO2含量的增加先升高后降低,含量为5%时光催化活性最高。

改性壳聚糖纳米TiO_2复合保鲜膜透性的研究

利用纳米TiO2对壳聚糖进行改性,优化壳聚糖纳米TiO2复合膜,检测纳米TiO2添加量对复合膜的透性的影响,并对嫩姜进行涂膜保鲜。结果表明:当壳聚糖含量为1g,纳米TiO2为0.03g,冰乙酸为1mL时,优化膜透O2系数为0.0437g/天,透CO2系数为0.2702g/天,透O2系数比空白膜增强了4倍,透CO2系数降低了24%,透光率有所降低。应用于嫩姜保鲜时,经优化膜处理嫩姜的维生素C、姜辣素含量比不涂膜的嫩姜提高了23%、26%,故改性壳聚糖纳米TiO2复合保鲜膜有利于延长果蔬采后贮藏的保鲜时间。

纳米TiO_2-SnO_2复合薄膜的光生阴极保护作用及机理研究

用溶胶-凝胶法和旋转涂膜技术在导电玻璃(ITO)表面构筑纳米TiO2膜和纳米TiO2-SnO2复合膜,应用AFM、XRD对膜的形貌及晶体结构进行表征.用光电化学和腐蚀电化学相结合技术,通过测试时间—电位曲线和交流阻抗谱研究光生阴极保护状态下316L不锈钢电极在0.5 mol/L NaCl溶液中的微观界面电荷分布及电子传递规律,探讨光生阴极保护的作用机理.结果表明以TiO2—SnO2复合膜作为光生阳极时,在紫外光照下,316L不锈钢电极可处在阴极保护状态,并且在切断光源后,光生电极电位仍可在较长的一段时间内维持在-0.2 V左右,仍具有一定的阴极保护作用.

PVDF/TiO_2复合平板超滤膜的制备与性能研究

采用自制纳米TiO2溶胶、商品化纳米TiO2粒子溶胶表面涂覆PVDF膜制得PVDF/TiO2复合膜.通过纯水通量、截留率、接触角以及抗污染性能等实验,考察了不同粒径、浓度的纳米TiO2溶胶对PVDF膜性能的影响,并利用FT-IR和SEM表征了该复合膜的微观构造.结果表明:复合膜的分离性能得到提高,且自制纳米TiO2溶胶改性的PVDF膜综合性能较优异,其接触角由改性前的85.0°降至46.0°,并且去离子水清洗50min后,通量恢复率稳定在95%以上;FT-IR分析显示,复合膜表面羟基数有所增加;SEM观察表明,在PVDF膜表面镶嵌和吸附有一定量纳米TiO2粒子使复合膜呈现出良好的抗污染性能.

葡萄糖在碳纳米管/纳米TiO_2膜载Pt复合电极上的电催化氧化

用电化学循环伏安法和计时电位法研究了葡萄糖在碳纳米管 /纳米TiO2 膜载Pt (CNT/nano TiO2 /Pt)复合电极上的电催化氧化 .结果表明 ,在碱性介质中CNT/nano TiO2 /Pt复合电极对葡萄糖的电氧化具有高催化活性 ,葡萄糖氧化峰电流密度高达 13mA/cm2 ,比铂电极上的增大一倍 ;复合电极性能稳定 ,抗中毒能力强 ,不易发生氧化振荡 ,是葡萄糖燃料电池和葡萄糖传感器的高活性催化电极 .

纳米Fe^(3+)/TiO_2改性聚乙烯醇基紫胶复合膜对鸡蛋的保鲜效果

为了探究纳米Fe3+/TiO2改性聚乙烯醇基紫胶复合膜对清洁鸡蛋的保鲜效果,该文中将新鲜鸡蛋分组后涂上聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)单膜和纳米Fe3+/TiO2改性聚乙烯醇基(polyvinyl alcohol)紫胶复合膜后,测定储藏过程中各组鸡蛋的感官品质、失重率、哈夫单位(haugh units,HU)、蛋黄指数、色差、pH值和菌落总数等,再对各项指标进行统计分析。结果表明:各组鸡蛋的品质指标在储藏过程中都有显著变化(P<0.05);贮藏过程中纳米Fe3+/TiO2改性聚乙烯醇基紫胶复合膜组的鸡蛋品质指标显著优于聚乙烯醇单膜组和未涂膜组(P<0.05),表明复合膜对鸡蛋的保鲜效果优于聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)单膜和未涂膜。未处理的和清洗消毒过的,聚乙烯醇基单膜涂膜包装后的,和纳米Fe3+/TiO2改性聚乙烯醇基紫胶复合膜涂膜包装后的清洁鸡蛋,其保质期分别为20~30、50~60和70~80 d,表明聚乙烯醇单膜可延长鸡蛋保质期30 d左右而复合膜可延长达50 d左右;该研究结果为纳米改性复合涂膜材料在新鲜鸡蛋贮藏保鲜上的应用提供参考。

溶胶-凝胶法制备TiO2-SiO2多层增透膜

在酸催化体系中以钛酸丁酯为前驱体制得TiO2溶胶，以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体制得SiO2溶胶，采用提拉法在普通载玻片上镀膜．辅助MASS膜系设计软件进行模拟计算，得到了透射比为99％的膜片．根据理论模拟结果，实验采用交叉镀膜，制备出了宽带增透TiO2-SiO2多层膜．用紫外可见分光光度计测量了样品的透射光谱．实验发现，样品具有明显的宽带增透效果：在400～700nm波段，当光线垂直入射时，增透5．5％左右；45°角入射时，可增透10％．

复合电沉积制备SnO_2/TiO_2薄膜及其光电催化性能

为了寻求廉价、高效和稳定的光催化剂,用复合电沉积技术在紫铜片上制备了Sn/TiO2薄膜,经300℃热氧化使之形成SnO2/TiO2复合电极.利用SEM,XRD对薄膜进行了表征,以甲基橙为模型化合物,对复合电极的光催化和光电催化性能进行了测定.研究表明：该薄膜由0.3～1μm的颗粒构成,每个颗粒又由纳米晶粒形成;电极具有多孔结构,膜中的SnO2以两种不同的晶体结构存在;在薄膜质量相等的情况下,SnO2/TiO2薄膜的光催化活性是纯TiO2粒子膜的2.87倍;外加一定偏压下,其催化性能大幅度提高.

TiO_2/SnO_2复合薄膜光诱导超亲水性机理的XPS研究

利用X射线光电子能谱仪对用溶胶-凝胶法制备的TiO2/SnO2复合薄膜的表面化学状态进行分析,结果表明:热处理及紫外光照前后,薄膜表面的化学状态均发生了变化,薄膜表面的碳氧或过氧化物基团增加,这些基团具有较强的活性,通过氢键和水中的极性基团作用,产生超亲水性。此外,掺杂SnO2提高了TiO2/SnO2复合薄膜的表面能,改变了薄膜表面的化学结构,使TiO2薄膜获得了较好的亲水性能和催化活性。

壳聚糖/纳米TiO_2复合膜的制备和性能

用阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠 (SDS)改性的纳米TiO2 ,以不同掺杂比与 2 %壳聚糖醋酸溶液相混合 ,用流延法制得分散比较均匀的纳米复合膜 用FT IR ,XRD及TEM表征了其结构 ,并测试了透光率、水蒸汽透过率及力学性能 结果表明 :改性纳米TiO2 的大量表面羟基和壳聚糖分子之间有较强的氢键作用 ;纳米TiO2的适当加入有利于提高膜的抗水性 当纳米TiO2 的掺杂比为 1%时 ,复合膜的湿态抗张强度和抗水性分别为 2 7.2 5MPa和 45 .6 % ,与壳聚糖膜相比 ,分别提高了 40 %和 11.6 % .