紫外线下纳米TiO_(2)改性涂层混凝土抗碳化性能研究

为提升涂层混凝土在紫外线照射下的抗碳化性能,通过引入不同掺量金红石型纳米TiO_(2)对水泥基结晶涂层和聚氨酯涂层进行改性。结果表明:紫外线照射一定程度上会削弱涂层混凝土的抗碳化性能;使用纳米TiO_(2)改性后,两种涂层混凝土在紫外线照射下的抗碳化性能均得到了不同程度的提升,随着纳米TiO_(2)掺量的增加,两种涂层混凝土抗碳化性能均呈现先提升后降低的趋势,其中水泥基结晶涂层中纳米TiO_(2)最优掺量为2%,聚氨酯涂层中纳米TiO_(2)最优掺量为1%~2%,紫外线照射下纳米TiO_(2)对聚氨酯涂层混凝土抗碳化性能的提升最为明显。

纳米TiO_2表面包覆致密SiO_2膜的试验研究

用液相沉积法对纳米二氧化钛进行了表面改性。用XRD、FT IR分析手段对其进行了表面结构表征 ,采用X衍射荧光光谱仪 (XRF)测定SiO2 包覆量随陈化时间的变化。通过煅烧失重法比较改性前后样品的失重 ,并用动态法测量样品与水的湿润角。结果表明在TiO2 表面存在致密非晶态的硅氧化合物膜 ,纳米TiO2 与水的湿润角增大 ,并且充分分散后在水中的稳定性却得到了很大提高。

TiO_(2)原位包覆提升球形纳米铝粉活性

纳米铝(Al)粉是一种高能金属纳米粉末,但过高的表面能带来的易氧化问题显著降低其活性,限制其应用。针对该问题,本文通过液相法在去除球形纳米Al粉表面氧化层的同时原位生长TiO_(2)包覆层,通过工艺优化,获得了活性Al含量最高的Al@TiO_(2)复合粉体,包覆层厚度约为2 nm,且粉末中没有过量的TiO_(2)存在,包覆处理后的复合粉体中活性Al含量达到87.3%。

改性纳米TiO_2及其在氟树脂涂料中的应用研究

通过溶胶-凝胶法制备纳米TiO2粉末,产品用XRD和TEM进行表征;用3种改性方法对所制备的纳米TiO2粉末进行改性,对改性后的产品进行红外光谱测试和接触角的测试,分析比较3种改性方法的效果,并用改性后的纳米TiO2粉末与氟碳乳液配制成涂料,观察涂膜的微观结构,分析比较3种改性产品的实际应用效果。

纳米TiO_2分散及对涂料的改性研究

本文用含氟表面活性剂和聚羧酸盐分散剂对纳米TiO2 进行了修饰 ,并用高剪切对其分散 ,用平均粒径和TEM表征了其分散效果 ;此外 ,还研究了纳米TiO2 分散浆对涂料的改性作用 ,并对改性机理进行了探讨。

纳米TiO_(2)降解汽车尾气在道路工程中的应用研究进展

简述了汽车尾气净化过程中使用纳米TiO_(2)光催化材料的降解反应原理,系统梳理了纳米TiO_(2)光催化路面材料的研究进展和当前该材料在混凝土路面、沥青路面及道路沿线附属设施上的应用现状,分析了该技术在降解汽车尾气方面存在的问题,并给出了在道路工程领域中应用的建议:1)对纳米TiO_(2)光催化材料进行改性,解决其催化效率低的问题;2)采用多孔光催化材料,解决现有路面光催化材料与尾气接触不充分问题;3)加强光催化涂层与基体的粘结力,解决光催化涂层易于脱落问题;4)对光催化产物进行深入处理,多管齐下,在道路工程中建立高质量的光催化体系。

基于响应曲面法的TiO_(2)/ZnO/BF改性沥青混合料性能分析

探究玄武岩纤维掺量、纳米TiO_(2)/ZnO掺量和油石比对沥青混合料的路用性能的影响,依据最优解制备复合改性沥青混合料,通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和四点弯曲疲劳试验进行路用性能验证。结果表明,复合改性沥青混合料最优配比为:纳米TiO_(2)/ZnO掺量3.99%,玄武岩纤维掺量6.16%,油石比5.44%。此方案下复合改性沥青混合料路用性能显著提升,相比于基质沥青和仅采用玄武岩纤维的改性沥青混合料,其水稳定性和高温性能提升最为明显。在不同应变条件下,复合改性沥青混合料疲劳寿命均为3种混合料中最大值,但其低温性能相较于仅采用玄武岩纤维的改性沥青混合料提升较小。

TiO_(2)光触媒纳米涂料的制备及工艺研究

利用多功能分散机制备纳米TiO_(2)光触媒纳米涂料,对涂料的常规性能及涂料的耐擦洗、耐碱性能进行了研究.采用响应面试验设计方法,分别以纳米TiO_(2)含量、涂覆厚度和光照强度为因子,优化工艺条件.结果表明,TiO_(2)含量对涂料的耐碱性没有影响,在TiO_(2)含量为8%时,耐擦洗度最大;涂料净化甲醛的最佳工艺条件为:纳米TiO_(2)含量为10.3%,涂覆厚度为250μm,光照强度为40 mW·cm^(-2).

TiO_(2)纳米管阵列的制备、改性及应用

TiO_(2)纳米管阵列是一种比表面积大、光电催化性能高效稳定、成本低廉、无毒的新型半导体材料,在光催化降解污染物、光解水制氢和新能源电池等领域有着广阔的应用前景。但由于TiO_(2)禁带宽度大,只能吸收紫外光,可见光利用率低,因此要对TiO_(2)纳米管进行改性,拓宽其光谱吸收范围,提高其光电转换效率。综述了近年来TiO_(2)纳米管阵列的制备、改性及应用等方面的研究进展。

添加纳米TiO_(2)改善淀粉基聚酯聚氨酯复合材料的膜层质量和养分控释特性

【目的】淀粉基聚氨酯包膜缓控释肥施入土壤后,膜壳降解时间短,环境风险低,但因亲水性强、杂质多、致密性差等特点也降低了养分的控释性能,无法满足作物全生育期养分需求。我们优化了淀粉基聚氨酯膜材构成比例,并从膜材化学结构和膜壳物理性状角度,研究了该包膜工艺改善复合包膜尿素养分控释性能的机理。【方法】本研究设计了以聚烯烃蜡为底涂层,淀粉基聚氨酯(BPU)为内涂层,纳米TiO_(2)改性聚酯聚氨酯(PPU)为外涂层制备复合包膜尿素的工艺流程。采用响应曲面法设计了BPU、PPU、TiO_(2)添加量三因素组合的20个处理,建立了养分初期释放率、释放期对BPU、PPU、TiO_(2)添加量的响应模型;利用电镜扫描、原子力显微镜、傅里叶红外光谱、气相色谱/质谱,探究复合膜材形态与结构特征;通过热失重、Zeta电位、静水浸提方法,评价了膜材稳定性与养分释放动力学特征;利用土壤埋袋试验,研究了膜壳降解性能。【结果】1)较BPU膜材,复合膜材(NBPU)在中性条件下Zeta电位绝对值提高34.8%,添加纳米TiO_(2)后进一步提高了26.5%~64.6%,提升了其物理稳定性;膜壳在土壤中自然降解365天后,添加1.00%纳米TiO_(2)的聚酯聚氨酯失重率为4.92%,与未添加TiO_(2)的相比显著提高了3.3倍。2)复合膜材表面孔隙少、光滑平整,切面致密均匀;颗粒硬度为85.2 N,较BPU膜材提高了37.0%,膜表粗糙度降低了71.3%,肥料力学与耐磨性能均有所改善;BPU对前期养分释放具有显著调节作用,PPU添加量3%以内时添加量与养分释放期成正比,纳米TiO_(2)则对3~28天的养分释放速度有显著影响。3)通过响应曲面法分别建立养分释放期、初期释放率与BPU、PPU、TiO_(2)添加量的二次多项式数学模型(P<0.01),可用该模型对相应的指标进行分析和预测;明确设计变量对养分释放期的贡献度为PPU>BPU>TiO_(2),对初期释放率的贡献度为TiO_(2)>BPU>PPU。【结论】纳米TiO_(2)可提高聚氨酯膜材中的微相均匀性,降低肥料养分初期释放率,且其光催化性可提高养分释放后残膜在土壤中的降解率;复合包衣可提升膜材结构稳定性,通过调控PPU、BPU和TiO_(2)添加比例实现养分释放期调控;利用曲面中心设计法建立的肥料养分释放特征响应模型可为实际生产提供技术参考。

Ag-黑纳米TiO_(2)-电气石可见光催化材料的制备与应用研究

为研制具有高自然光利用率和高光生量子利用率的Ag-黑纳米TiO_(2)-电气石可见光催化材料(ABTT)。采用“溶胶-凝胶+真空诱导+氢还原”的三步法进行制备,核心原料包括天然电气石微粉、钛酸盐、硝酸银等。通过光催化降解甲基橙、吸光度测试、扫描电子显微镜(SEM)、SEM电子束轰击法、抑菌圈法等分别对其光催化性能、吸光度、微观结构、天然电场特性、抑菌性能等进行了表征。结果表明:ABTT微观表面和晶核表面的无序结构使其显现为深灰黑色,黑纳米TiO2呈现为多层状颗粒,表面具有纳米凸起,且存在丰富的纳米孔,该结构能够在光催化反应过程中提供更为丰富的光催化点位。ABTT微粒的电子束轰击行为呈现出发亮且团聚的现象,这表明电气石的天然电场特性在ABTT微粒中得到了良好的保持,同时其紫外-可见吸收光谱存在明显的红移。且ABTT对甲基橙的120 min光催化降解率达到了99.2%,ABTT与普通内墙涂料质量比为0.8∶100时,对甲醛的24 h光催化降解率为88.6%,对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抑菌圈直径可达20.3 mm和22.5 mm。可见,Ag-黑纳米TiO_(2)-电气石可见光催化材料在自然光照条件下具有优良的光催化性能和抑菌性能,在环保领域具备良好的应用前景。

Al_(2)O_(3)/LiAlO_(2)表面包覆改性LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)三元正极材料研究

三元正极材料因比容量高、成本低和较为环保而备受研究者的关注和青睐,但其循环稳定性与倍率性能较差。通过固相包覆法制备了纳米Al_(2)O_(3)以及LiAlO_(2)包覆的LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)材料,对所制备材料的结构及形貌进行系统表征,结果表明,两种包覆均在保持正极材料结构的基础上成功形成了表面包覆层。电化学性能测试表明,用质量分数为1%的Al_(2)O_(3)包覆时,其初始放电容量从原始材料的159 mA·h·g^(-1)提升至162.57 mA·h·g^(-1),循环35次的容量保持率由74.38%提升至94.89%;用质量分数为3%的LiAlO_(2)包覆时,初始放电比容量提升至164.85 mA·h·g^(-1),前35次的容量保持率较未包覆材料均有所提高。此外,经包覆后正极材料循环性能和倍率性能均有所提高,电压衰减和电化学阻抗降低,说明Al_(2)O_(3)或LiAlO_(2)包覆均能提高正极材料的离子电导率和结构稳定性。

PVDF纳米纤维材料的制备及抑菌性能

聚偏氟乙烯(PVDF)具有优良的机械性能、热稳定性和稳定的化学性能,被广泛用于膜分离领域,但其表面的高疏水性使其在使用时容易被细菌和蛋白质等污染,从而降低使用寿命。采用纤维共混改性[二氧化钛(TiO_(2))与PVDF共混静电纺丝]和Au/Ag-TiO_(2)涂层整理两种改性方法制得PVDF纳米纤维膜。经过改性后,PVDF纳米纤维膜的力学性能和热稳定性能相较于改性前无明显变化,但抗菌性能显著提高,尤其是经过涂层处理的纳米纤维膜,抑菌率高达95%以上。

不同钛源水热改性涤棉混纺织物的方法研究

文章采用水热法,分别以钛酸四丁酯、硫酸钛和硫酸氧钛为钛源对涤棉混纺织物进行纳米TiO_(2)改性,并借助扫描电镜、X射线衍射和热重等测试技术对改性前后织物的结构进行了表征。同时,对改性前后织物的强度、透气和光催化活性等性能也进行了相应的测试。结果表明:改性后的织物涤、棉纤维表面均包覆了一层平均粒径小于100 nm的锐钛矿型纳米TiO_(2)颗粒。尽管改性前后织物的热学性能和服用性能变化不大,但其密度、强度和透气率均呈现出了不同程度的改变,同时其光催化活性也有了明显的提高。

纳米SiO_2复合涂料的稳定性研究

介绍了纳米SiO2 的特性 ,分析了影响纳米SiO2 复合涂料稳定性的因素 ,对纳米SiO2 进行改性 ,将涂料粒径。

纳米二氧化硅的分散及其在涂料中的应用

纳米二氧化硅粒子的分散方法有物理法和化学法,主要对其化学分散方法进行了介绍。列举了常见的二氧化硅化学改性方法,其改性剂主要有醇、有机硅化合物、聚合物、硅烷偶联剂。分析了表面活性剂添加量对二氧化硅分散的影响。对纳米二氧化硅在涂料和聚合材料中的应用进行了介绍。提出了纳米二氧化硅分散问题的重要性与紧迫性。

纳米TiO_(2)颗粒对Ni-W-P合金镀层性能的影响

目的探究纳米TiO_(2)颗粒对Ni-W-P镀层组织结构、耐蚀性与耐磨性能的影响,提高2024铝合金管材的耐蚀性。方法使用化学镀的方法在2024铝合金表面制备了Ni-W-P/TiO_(2)纳米复合镀层,通过SEM、EDS、XRD表征了镀层的表面形貌、表面元素分布以及镀层物相。对比了传统Ni-W-P镀层与所制备Ni-W-P/TiO_(2)纳米复合镀层的显微硬度与耐磨性。结果加入纳米TiO_(2)颗粒后,镀层表面变得更加致密,晶粒得到细化。EDS结果表明,纳米TiO_(2)颗粒在镀层中分布均匀。物相分析表明,镀层为晶态结构,加入纳米TiO_(2)颗粒后,镀层平均晶粒尺寸为9.706 nm,比Ni-W-P镀层的晶粒尺寸减小了0.612 nm。失重试验表明,Ni-W-P/TiO_(2)纳米复合镀层在Cl^(–)为2×10^(5) mg/L的地层水中具有较强的耐蚀性,腐蚀速率为0.1062 g/(m^(2)·h),与Ni-W-P镀层的腐蚀速率相比,减少了21%;与Ni镀层的腐蚀速率相比,减少了31%;与2024铝合金的腐蚀速率相比,下降了69%。电化学测试结果表明,Ni-W-P/TiO_(2)纳米复合镀层的自腐蚀电位较Ni-W-P镀层、Ni镀层以及2024铝合金分别正移了0.0813、0.1668、0.4141 V,腐蚀倾向更低。与Ni镀层、Ni-W-P镀层相比,Ni-W-P/TiO_(2)纳米复合镀层具有最高的显微硬度(535.6HV)以及耐磨性(0.1942 mg/min)。结论纳米TiO_(2)颗粒的加入可以减小镀层的晶粒尺寸,使镀层表面更加致密,同时提高镀层的硬度,增强镀层的耐蚀性与耐磨性。

纳米二氧化硅的制备、改性与应用

SiO2 是重要的无机固体材料 ,对于诸多行业产品的提档升级具有重要意义。本文介绍了纳米SiO2 的一般制备方法 ,对各种制法的优缺点进行了评述 ;阐明了改性机理 ,列举了常见的改性方法 ;对具体的应用作了简要的概括 ,分别讲述了纳米SiO2

近海大气腐蚀环境下纳米TiO_(2)改性环氧富锌涂料的耐蚀性研究

为了提高环氧富锌涂料的耐腐蚀性,制备了不同掺杂量、不同涂层厚度纳米TiO_(2)改性环氧富锌涂料。采用盐雾试验以及电化学阻抗谱(EIS)测试了不同的涂层在3.5%(质量分数,下同)的NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明:随着纳米TiO_(2)掺杂量的增加,涂层的耐蚀性能先提高再降低;涂层耐蚀性随涂层厚度的增加先提高后降低;随着试验温度的增加,涂层的耐蚀性降低,在纳米TiO_(2)掺杂量为1%(质量分数,下同)、涂层厚度在150μm左右、试验温度在25℃左右时,涂层的耐蚀性能最好。研究结果为新型纳米复合环氧富锌涂料的开发及改性提供了技术支持。

无机纳米材料在涂料中的应用

综述了无机纳米材料在涂料中的应用及研究状况 ,着重介绍了纳米TiO2 、SiO2 、ZnO、CaCO3 、Fe3 O4等纳米颗粒的特征及制备防老化、隐身、抗静电、光催化、随角异色效应型等 5种涂料的应用及其进展。介绍了无机纳米材料在有机介质中的物理分散和化学分散方法。