ZnO-TiO_2纳米纤维的制备及亚甲基蓝的太阳光催化降解

以钛酸四丁酯〔Ti(OC4H9)4〕、硝酸锌和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为原料,采用溶胶-凝胶法和静电纺丝法制备无机有机复合的PVP/ZnO-TiO2纤维,高温焙烧制得直径100～200 nm的ZnO-TiO2纳米纤维。通过差动-热重(DSC-TGA)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等进行了表征,并测定了其对亚甲基蓝溶液的太阳光催化性能。结果表明,w(ZnO)=3%时,ZnO-TiO2纳米纤维对亚甲基蓝催化活性最高,太阳光照射6 h后降解率达99.4%,重复使用8次降解率仍然在95%以上。

醋酸纤维素水性高分子/SiO_(2)纳米复合皮革涂饰剂的制备

以A50为亲水剂,通过转换反应位点和反应官能团,调节分子链软硬段比例,引入纳米SiO_(2)提升乳液涂膜综合性能,制备WSCDA/SiO_(2)纳米复合乳液。结果表明,亲水剂A50用量为10.8%(质量分数),复合乳液及涂膜性能最优。最优条件下合成的复合乳液的平均粒径为109.5nm,粒径分布均匀,涂膜表面致密光滑,柔韧性、附着力、耐水性、耐黄变性、机械性能和热稳定性良好。WSCDA/SiO_(2)纳米复合乳液成膜时,在涂膜表面形成许多小“乳突”,产生荷叶效应,提高涂膜耐水、耐介质及耐黄变等性能。

包载型聚丙烯腈/SiO_(2)气凝胶复合纳米纤维制备及其隔热性能

针对传统气凝胶纤维后处理操作复杂、加工不稳定等问题,且为有效集成纳米气凝胶与纳米纤维功能和结构优势,本文围绕新型气凝胶复合纳米纤维成形与结构调控的关键难题,利用溶液喷射同轴纺丝技术将聚丙烯腈(PAN)与SiO_(2)气凝胶通过一步法制备PAN/SiO_(2)气凝胶复合纳米纤维,研究了复合纳米纤维中SiO_(2)气凝胶质量浓度对纤维形态结构、稳定性、孔径分布、隔热性能的影响。结果表明:所制备的PAN/SiO_(2)气凝胶复合纳米纤维形态结构上呈三维卷曲状,SiO_(2)气凝胶的引入使纤维表面形成多孔褶皱型结构,且纤维表面的微孔、介孔含量随SiO_(2)气凝胶质量浓度的增加逐渐增多;该气凝胶复合纳米纤维具有优异的隔热性能,当SiO_(2)气凝胶质量浓度为6 mg/mL时,PAN/SiO_(2)气凝胶复合纳米纤维在40℃的导热系数低至0.03738 W/(m·K),未来在服用保暖、工业隔热、军用热红外屏蔽等方面具有广阔的应用前景。

碳包覆ZnO-TiO_2纳米纤维的制备及其太阳光催化性能

采用溶胶-凝胶法和静电纺丝法制备ZnO-TiO_2纳米纤维和碳包覆ZnO-TiO_2纳米纤维,以扫描电镜、热重-差示热量、红外光谱、X射线衍射和比表面积分析等方法进行表征。以10mg/L亚甲基蓝溶液为底物,研究了ZnO掺杂量对亚甲基蓝光催化降解性能的影响。结果表明:ZnO的质量分数为3%的碳包覆ZnO-TiO_2纳米纤维光催化性能最高,太阳光照射6h时亚甲基蓝的降解率达到94.4%。对其光催化机理进行了简要分析。

ZnO-TiO_2微/纳米纤维的制备

本文以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为络合剂与醋酸锌[Zn(CH3COO)2],钛酸四正丁酯(Ti(C4H9O)4反应制得前驱体溶液,利用静电纺丝法制得PVP/TiO2/Zn(CH3COO)2复合纤维,分别在不同温度下煅烧后得到ZnO-TiO2微/纳米纤维,并对所制得的微/纳米纤维的结晶度、纯度和表面形貌,分别采用差热-热重分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)X射线光电子能谱(XPS)分析等分析测试手段进行了表征。

静电纺PAN/TiO_(2)/Ag纳米纤维膜空气过滤性能研究

为获得高效低阻的过滤材料,将纳米银(Ag)颗粒和二氧化钛(TiO_(2))共混在聚丙烯腈(PAN)纺丝液中,采用静电纺丝法制备PAN/TiO_(2)/Ag纳米纤维膜。研究了纳米纤维膜的微观形貌、透气和透湿性能、过滤性能、力学性能等。结果表明:加入纳米Ag颗粒后,PAN/TiO_(2)/Ag纳米纤维的直径和标准差均呈现减小趋势,当纺丝时间为40 min、Ag质量分数为1.25%时,得到的纳米纤维膜的综合性能优异,其过滤效率98.68%,阻力压降80 Pa,品质因子达到0.05409 Pa^(-1)。认为:静电纺PAN/TiO_(2)/Ag纳米纤维膜为新型高性能空气过滤器的开发提供了新途径。

MnO_(2)-ZIF-8-SiO_(2)多孔纳米纤维的制备及甲醛催化性能研究

为解决较低甲醛浓度下纳米催化材料效率低的问题,设计了集甲醛吸附降解催化于一体的功能型复合纳米纤维材料,以提高对甲醛的催化效率。通过水热原位生长法在SiO_(2)纳米纤维上生长ZIF-8纳米颗粒,并采用原位合成法合成水钠锰矿型MnO_(2)制备出MnO_(2)-ZIF-8-SiO_(2)多孔纳米纤维材料。研究ZIF-8纳米颗粒与水钠锰矿型MnO_(2)协同催化降解甲醛性能,结果表明:ZIF-8-SiO_(2)在生长8 h时,纤维上的ZIF-8呈现立方体结构且分布均匀为较佳生长时间;此外在浴比为1:1000时,通过动力学分析MnO_(2)-ZIF-8-SiO_(2)多孔纳米纤维材料动力学常数k达1.72×10^(-1)h^(-1),并且甲醛降解率可达72.2%,说明纤维材料负载ZIF-8后的MnO_(2)-ZIF-8-SiO_(2)多孔纳米纤维材料对甲醛的降解性能较好。

PHC管桩桩头混凝土掺纳米SiO_(2)及钢纤维的抗锤击性研究

为提高PHC管桩抗锤击性能,对掺纳米SiO_(2)钢纤维的混凝土进行研究,比选出质量及性价比最优的方法。分析表明,在本次研究范围内,掺加纳米SiO_(2)时,随着掺量的增加,抗锤击性呈现先增后减的趋势;掺加钢纤维时,随着掺量的增加,抗锤击性各项指标均显著提升。综合比较得出,掺钢纤维对锤击性能提升效果较为显著。

SiO_(2)纳米纤维复合材料研究进展

随着纳米科技的快速发展,SiO_(2)纳米纤维复合材料因其卓越的物理化学特性,如高比表面积、优异的机械强度和良好的热稳定性,在材料科学领域引起了广泛关注,此次研究探索了SiO_(2)纳米纤维的合成方法、性能优化策略及其在环境治理、生物医学和能源转换存储等领域的应用。研究过程中,也面临了成本、可扩展性、环境影响和生物相容性等挑战,并提出了相应的解决策略,研究表明,通过持续的研究和技术创新,SiO_(2)纳米纤维复合材料有望在未来的材料科学和相关技术领域中发挥更加重要的作用,为推动社会的可持续发展作出贡献。

基于时域有限差分法的TiO_(2)纳米纤维膜光学数值模拟及优化设计

针对高太阳光反射率和低成本的材料开发需求,基于时域有限差分法模拟TiO_(2)纳米纤维膜中结构参数对膜材料反射性能的影响规律,结果表明:当TiO_(2)纳米纤维直径为300nm时,材料具有最优的宽带散射性能,其太阳光波段内的积分散射率为2.462;太阳光反射率与纤维膜厚度呈正相关,当纤维膜厚度增至150μm时,膜材料具有优异的太阳光反射性能。通过调控静电纺丝工艺参数和纺丝时间,制备出不同纤维直径和不同厚度的TiO_(2)纳米纤维膜材料。膜材料的太阳光反射率测试结果表明:当所制备的TiO_(2)纳米纤维平均直径为293.2nm、膜厚度为155μm时,膜材料具有高太阳光反射率(94.50%)。

抗细菌黏附氟化SiO_(2)纳米纤维膜的制备及其性能

探讨抗细菌黏附氟化SiO_(2)纳米纤维膜的制备及性能。以硅酸四乙酯(TEOS)为硅源得到SiO_(2)静电纺丝液,将全氟辛基三甲氧基硅(FAS)掺入纺丝液中,利用静电纺丝法制得抗细菌黏附的氟化SiO_(2)纳米纤维膜。结果表明:氟化SiO_(2)纳米纤维膜具有良好的疏水性,可有效抵御亲水环境中悬浮的细菌细胞,防止其在纤维膜表面黏附。将氟化SiO_(2)纳米纤维膜与大肠杆菌和金黄色葡萄球菌混合培养24 h,从抗菌平板上发现其具有较为优异的抗菌活性。此外,利用L929细胞在培养24 h和72 h后对其体外细胞毒性进行检测,发现氟化SiO_(2)纳米纤维膜仍保持较低的细胞毒性。认为:抗细菌黏附氟化SiO_(2)纳米纤维膜可进一步拓展抗菌纤维的应用。

Ti_(3)C_(2)T_(x)-纳米纤维素复合气凝胶的制备及其电化学性能的研究

将纳米纤维素(CNF)与Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene按不同的质量比制备气凝胶。结果表明:复合气凝胶形成了泡沫状的三维分层结构,MXene的层间距得以扩大,其中丰富的孔道加速了离子的传输,较大的比表面积为电化学反应提供了更多的活性位点。当纳米纤维素/MXene质量比为1∶5时,该N_(1)M_(5)气凝胶电极的电化学性能最佳。N_(1)M_(5)气凝胶电极在0.5A/g时,比电容为208F/g,当电流密度增加至10A/g时,显示出85.1%的高容量保留率。在5A/g下充/放电10000次后,容量保持率高达97.3%,循环性能优异。

Rh掺杂SnO2纳米纤维的制备及气敏性能研究

采用静电纺丝技术制备了未掺杂和Rh掺杂的SnO2纳米纤维。经过Rh的掺杂处理,仍保持着纤维状的形态特征。随后,我们对这些纳米纤维的气敏性能进行了深入且系统的研究。实验结果表明,相较于未掺杂的SnO2纳米纤维,Rh掺杂的SnO2纳米纤维对100 ppm丙酮的响应显著提升,达到了90.54%,这一数值是未掺杂的3倍。此外,值得注意的是,Rh掺杂的SnO2纳米纤维对乙醇的交叉响应有所降低,显示出更高的选择性,而纯SnO2纳米纤维则无法有效区分乙醇和丙酮气体,缺乏选择性检测能力。

ZnO-TiO_2纳米复合材料的制备及光催化性能研究

以工业级偏钛酸、醋酸锌和尿素为原料,采用一步均匀沉淀法,在600℃、2h条件下,成功制备出ZnO-TiO2纳米复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)测试手段对反应产物进行了分析。实验结果表明,400℃时,只有锐钛型TiO2的衍射峰;500℃时,开始出现ZnO的衍射峰;600℃以上,开始出现金红石型TiO2和ZnTiO3的衍射峰,并且随着煅烧温度的升高,衍射峰强度逐渐增强。600℃制备的复合粉体结晶完整,无明显团聚现象,颗粒呈球形或类球形,平均粒径在20nm左右。复合粉体表面主要由Zn、Ti、O和C4种元素组成,Zn和Ti元素主要以ZnO、TiO2和Zn-TiO3形式存在。在室内自然光条件下,ZnO-TiO2纳米复合材料可以在一定程度上降解甲基橙。

TiO_2纳米纤维无纺布的制备及光催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为配位剂与钛酸正丁酯(Ti(C4H9O)4)反应制得前驱体,再以乙醇为溶剂,CH3COOH作为催化剂,采用静电纺丝法制得PVP/TiO2复合纳米纤维,经550℃、700℃和900℃焙烧后分别得到以锐钛矿型的TiO2为主、以金红石型TiO2为主和完全金红石晶型的TiO2纳米纤维。对所制得的纳米纤维的结晶度、纯度和形貌,分别采用差热-热重分析(TG-DTA)、红外光谱(IR)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等进行了表征。光降解苯酚水溶液的实验结果表明,550℃下煅烧得到的以锐钛矿占主体的TiO2纳米纤维,2h使浓度为50mg·L-1苯酚水溶液的降解率超过85%,这充分说明这种TiO2电纺纳米纤维具有良好的光催化性能。

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。

TiO_2纳米纤维的制备及其对染料的光催化降解性能

采用溶胶-凝胶与静电纺丝技术相结合的方法,将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和钛酸四正丁酯混合制得前驱体溶液,纺丝得PVP/TiO2复合纳米纤维,然后经500℃高温煅烧制备了TiO2纳米纤维光催化剂,通过其对阳离子艳红5GN、弱酸性黄GN、雷马素蓝RR等染料的降解研究了TiO2纳米纤维的光催化性能。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了PVP/TiO2和TiO2纳米纤维的形貌结构;傅里叶变换红外光谱(FT-IR)证实了TiO2纳米纤维的形成;通过X射线衍射仪(XRD)对TiO2纳米纤维的晶型及晶粒大小进行了分析。结果表明制备出的TiO2纳米纤维形貌稳定,具有锐钛矿型TiO2结晶形态并对染料具有很好的光催化降解效果。

纳米SiO_2和钢纤维增强混凝土的断裂韧度

通过普通混凝土、纳米混凝土和钢纤维增强纳米混凝土三点弯曲小梁试件断裂试验,探讨了纳米SiO_2质量分数、钢纤维体积分数、预切口深度对混凝土断裂参数以及荷载-挠度曲线的影响.结果表明:在一定掺量范围内,纳米SiO_2和钢纤维的掺入可以提高混凝土的断裂韧度;当纳米SiO_2质量分数小于5%时,试件断裂韧度随着纳米SiO_2质量分数的增加而逐渐增大,而当纳米SiO_2质量分数超过5%后,试件断裂韧度随纳米SiO_2质量分数增大有下降趋势;随着钢纤维体积分数的增加,试件断裂韧度逐渐增大;随着切口深度的增大,试件断裂韧度逐渐减小.

纳米SiO_2改性乳液上浆剂对炭纤维抗拉强度的影响

利用W eibu ll统计分布分析了上浆对炭纤维单丝抗拉强度的影响。通过扫描电镜(SEM)观察和X射线能谱仪(EDS)分析了上浆前后炭纤维表面和截面的结构形貌及表面元素组成。结果表明:当纳米S iO2粒子与上浆树脂的质量比为0.5%时,上浆炭纤维单丝的抗拉强度最高,增幅达10.1%;W eibu ll参数m值最大,强度的分散性最小。EDS显示了改性上浆炭纤维表面S i元素含量增大。上浆炭纤维比未上浆的表面较均匀,纹理沟槽变浅;截面凹凸不平,呈现一定的韧性断裂特性。说明上浆剂中添加纳米S iO2粒子可以明显提高上浆炭纤维的强度。

纳米ZnO-TiO_2复合光催化剂的制备与表征

以Ti(SO4)2和ZnSO4.7H2O为原料,以一定体积分数的乙醇作溶剂,用改进后的共沉淀法制备纳米ZnO-TiO2复合光催化材料,探讨了Zn与Ti物质的量之比、煅烧温度、乙醇体积分数等制备条件对样品光催化活性的影响,并采用XRD,TG-DSC,BET,UV等测试手段对其进行表征。光催化活性测试表明,初次使用和重复使用2次后的ZnO-TiO2纳米复合材料对甲基橙的降解率均远高于TiO2。