聚甲基丙烯酸甲酯／纳米SiO2复合材料研究

目的分析纳米SiO2对聚甲基丙烯酸甲酯／纳米SiO2复合材料基体的各方面性能的影响．方法采用在位分散聚合方法制备聚甲基丙烯酸甲酯／纳米SiO2复合材料,利用硅烷偶联剂KH-570对纳米颗粒表面进行改性,比较改性前和改性后的纳米SiO2及物理方法和化学方法改性的纳米SiO2对复合材料抗折性能、耐热性、耐溶剂性能的影响,并利用扫描电镜拍摄断面照片,观测基体内纳米颗粒的分散形态与材料断面．结果经KH-570表面改性后的纳米材料在基体中分散均匀,复合材料的力学强度虽没有明显提高,但将其玻璃化温度提高了10℃,耐溶剂性也较聚甲基丙烯酸甲酯有明显改善;物理方法处理纳米颗粒表面改性效果更加突出．结论表面改性后的纳米SiO2对聚甲基丙烯酸甲酯的耐热性、耐溶剂性能有明显改善,利用物理方法对纳米颗粒表面改性更适用于工程应用．     

TiO2／Mg（OH）2复合材料对有机污水中甲基橙的光催化降解动力学的研究

采用溶胶一凝胶法制备了纳米TiO2,并以TiO2和镁盐溶液为前驱物用氨气鼓泡法制得了TiO2／Mg（OH）2复合材料．利用氢氧化镁在水溶液中较强的吸附能力和TiO2对有机物的催化降解作用,研究TiO2／Mg（OH）2复合材料对有机污水中的甲基橙暗反应吸附规律和光反应催化降解性能．结果表明：当Ti02／Mg（OH）2加入量为1g·L^-1。时,在可见光下照射180min后,对有机污水中含20mg·L^-1的甲基橙的降解率达到98．00％,同时在同等条件下选用国家标准（30mg·L^-1亚甲基蓝溶液）作为参照时,降解率可达99．20％．TiO2／Mg（OH）2复合材料对污水中甲基橙的催化降解反应较好地符合Langmuir动力学模型,可用一级反应动力学方程进行描述．     

纳米TiO2／SiO2固相萃取剂的制备及对重金属离子吸附性能的研究

以钛酸四丁酯、正硅酸乙酯作为前驱体,溶胶—凝胶法制备了纳米TiO2／SiO2复合物。采用x射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、X射线能谱（EDS）等手段对所制得的TiO2／SiO2复合材料进行表征。以纳米TiO2／SiO2复合材料作为填料制成固相萃取小柱,对重金属离子Cu^2＋、Cr^3＋、Pb^2＋和Hg^2＋进行吸附,硝酸洗脱后,采用ICP—MS进行检测。考察了吸附剂对不同pH值溶液中金属离子的吸附性能。自制SPE小柱与ICP—Ms联用测定Cu^2＋、Cr^3＋、pb^2＋和Hg^2＋的最低检出限分别为0．031,0．010,0．041,0．025μg／L。     

纳米TiO2改性不饱和聚酯树脂(Nano-TiO2/UPR)的结构与性能

纳米TiO2改性不饱和聚酯树脂，其目的是对不饱和聚酯进行同时增韧增强改性。用“反应法”制备的纳米TiO2／UPR，在纳米TiO2与UPR之间产生的新化学键将纳米TiO2粒子接入UPR长链上，这种新的结构决定了纳米TiO2／UPR的性能。研究结果表明，纳米TiO2／UPR的反应活性高于UPR，纳米TiO2／UPR的冲击韧性和弯曲强度较UPR分别提高46％和55％，纳米TiO2／UPR的耐热性及介电性与UPR相同。     

PP/纳米CaCO3/木粉复合材料研究

研究了不同表面处理剂改性木粉填充回收PP的力学性能、加工性能．采用扫描电镜观察了纳米碳酸钙包覆木粉的形态,并对其耐热性能进行了分析．结果表明：纳米碳酸钙能有效提高木粉的耐热性;表面处理剂不同,改性效果也不一样,用EPDM-g-MAH改性的PP／纳米CaCO3／木粉体系力学性能最佳．     

B4C／TiO2／Al复合材料制备及其性能

采用热压法制备了B4C／TiO2／Al复合陶瓷材料，试验结果表明，TiO2和Al的加入，使得B4C／TiO2／Al复合材料的硬度、抗弯强度和断裂韧性比纯B4C陶瓷材料有较大程度的提高；而且，添加相促进了复合材料的烧结．利用热力学和X射线衍射分析研究烧结过程中的化学反应，分析结果表明，复合材料中没有发现TiO2，Al，Al2O3;同时在复合材料中出现了TiB2，因为在热压过程中TiO2-B4C反应生成TiB2．分析了B4C／TiO2／Al复合陶瓷材料的微观结构和增韧机理．     

层状材料在聚合物基复合材料中的分散效果对其燃烧性能的影响

采用熔融共混法制备了高抗冲聚苯乙烯（HIPS）基复合材料,包括HIPS／Fc．ZrP复合材料和HIPS／OZrP纳米复合材料。发现十六烷基三甲基溴化铵（C16）改性的磷酸锆（OZrP）相对于二茂铁改性的磷酸锆（Fc—ZrP）更易于和HIPS形成插层结构的纳米复合材料。对两种复合材料的燃烧性能和燃烧产物形貌进行研究和观察表明,改善层状材料在聚合物基体中的分散性是提高其阻燃效率的关键。     

钇掺杂TiO2形态结构表征及光催化活性研究

以溶胶一凝胶法制备了钇（Y）掺杂的TiO2,采用SEM、EDS、BET、XRD等测试手段对其进行了表征．XRD分析结果表明钇掺杂的TiO2具有锐钛矿型结构;SEM观察发现该催化剂表面有大量孔,平均粒径为10～20nm;EDS测试表明Y在TiO2中分布均匀;BET测试结果表明掺杂钇后,催化剂比表面积由原来的49．03m^2／g增加到99．43m^2／g;通过对甲基橙的光催化降解测试证明Y掺杂的TiO2的催化效率比纯TiO2有很大提高,90min时降解率达到85％,比纯TiO2降解效率提高40％．实验还表明Y掺杂的TiO2对可见光的响应活性比纯TiO2有一定提高．     

碳纳米管/TiO2电极光电催化测定耐兰方法探讨

自合成二氧化钛-碳纳米管（TiO2一CNT）复合催化剂，用Nafion溶液把CNT—TiO2固定到玻碳电极上制成CNT—TiO2／GC修饰电极，以耐兰染料为测定对象，进行光电化学响应研究．结果表明，在pH7．2的磷酸盐缓冲液中，示差脉冲伏安法（DPV）测定，分散兰1于-0．4V（vs Ag／AgCl）处产生良好的阴极还原峰，电极对耐兰染料的吸附过程符合Langmuir吸附，其光电响应值高于碳糊／TiO2电极．高光电响应意味着复合材料制成电极后，对有机染料废水的检测限更低，灵敏度更高。     

两种形貌TiO2薄膜电极的制备及其光电性能的比较研究

制备了微,纳米TiO2晶体及其薄膜电极和多孔TiO2薄膜电极;采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X-射线衍射仪（XRD）表征微,纳米TiO2晶体的结构,采用扫描电子显微镜（SEM）表征两种薄膜电极的结构,通过测量两种薄膜电极的光电流及I-V特性研究其光电性质。结果表明,微,纳米TiO2晶体是金红石型、纳米棒自组装的球型结构,其薄膜电极为三维结构,而多孔TiO2薄膜电极为二维结构,由于微,纳米TiO2晶体薄膜电极具有大的比表面积,有利于光的吸收利用,表现出优异的光电特性,光电流、短路电流、开路电压分别为2．72μA／cm^2、37．52μA/cm^2、0．146V,比多孔TiO2薄膜电极的相应参数分别提高了28．3％、12．8％、23．7％。     

不定型TiO2薄膜修饰电极的制备及其电极过程动力学特性

通过熔胶-凝胶法在ITO导电玻璃基片表面制备一层TiO2薄膜,将其在空气中分别进行150℃×2 h,200℃×2 h和250℃×2 h的热处理,形成不定型TiO2薄膜修饰电极.用X射线衍射仪和扫描电镜对薄膜结构和形貌进行了表征.将该修饰电极作为工作电极,与作为参比电极的饱和甘汞电极、作为辅助电极的铂黑电极、作为电解质溶液的碳酸丙烯酯＋高氯酸锂一起构成三电极测试体系.根据该电极的循环伏安曲线测试结果讨论了该电极过程的动力学特征,分析了扫描参数和薄膜的热处理温度对电极过程动力学的影响.     

TiO_2-MCM-41的制备表征及选择性吸附脱硫研究

以钛酸正丁酯作为钛源,MCM-41为载体,采用加热回流法合成了TiO2-MCM-41介孔分子筛(n(Si)/n(Ti)=5),并借助XRD、FT-IR、N2吸附-脱附等表征手段研究了吸附剂的结构特性。以催化裂化汽油为油品进行静态脱硫和动态脱硫实验,结合使用固定床技术和色谱-硫化学发光检测(GC-SCD)偶联技术系统考查了吸附剂的选择性吸附脱硫性能及其对不同硫化物的选择性规律。结果表明,TiO2在介孔分子筛MCM-41的内孔壁能均匀分散;TiO2与MCM-41孔道表面的SiO2以Si—O—Ti键连接;MCM-41经负载TiO2后,吸附脱硫性能明显提高;TiO2-MCM-41对FCC汽油中各种硫化物的选择性顺序为:四氢噻吩2-甲基四氢噻吩≈C5硫醚3,4-二甲基噻吩2/3-乙基噻吩2-乙基-5-甲基噻吩噻吩2,5-二甲基噻吩C1-C3硫醇2-甲基噻吩2,3-二甲基噻吩3-甲基噻吩2,4-二甲基噻吩苯并噻吩。     

镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层的制备及性能

为了改善金属基材的表面性能,以钛铁矿为原料,利用微波等离子体化学气相沉积法制备了纳米碳管/二氧化钛复合粉体.采用复合电泳电沉积法在不锈钢基体表面制备了镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层;利用扫描电镜、X射线衍射仪、数显维氏硬度计和电化学测试等手段研究了纳米碳管/二氧化钛复合粉体对复合镀层结构和性能的影响.结果表明纳米碳管/二氧化钛复合粉体的加入有效地减小了复合镀层中镍的晶粒尺寸,促进了金属镍沿(111)晶面择优取向生长,改变了镍的电沉积层结构,提高了镀层的硬度,改善了镀层的耐腐蚀性能;在复合粉体的作用下,复合镀层的硬度与纯镍镀层相比提高了110%,腐蚀电位正移了23mV,腐蚀电流密度减少了0.991微安/平方厘米.     

组分对PI/TiO_2纳米复合薄膜电学性能的影响

采用原位聚合法制备聚酰亚胺/二氧化钛(PI/TiO2)纳米复合薄膜.利用扫描电镜、X射线衍射仪对复合薄膜进行表征及结构分析,研究无机组分对复合薄膜电学性能的影响.结果表明,TiO2颗粒与PI基体相容性好、分布较均匀.随着无机组分的增加(0~7%),复合薄膜的击穿场强先升高后降低,在1%组分处达到最大值240 kV/mm;复合薄膜的耐电晕寿命持续增加;介电常数先降低后升高,在3%组分处达到最小值3.11,在7%组分处为3.49;电导率与介电损耗随组分变化不大,在102Hz频率下,薄膜电导率均小于6.0×1013S/cm;聚酰亚胺/二氧化钛纳米复合薄膜具有良好的介电性能与热稳定性.     

TiO2/碳纳米管复合材料的氧化热失重特性及动力学

对采用水热合成法制备的TiO2/碳纳米管复合材料,进行了氧化热失重和动力学分析。考察了升温速率和TiO2负载量对于热失重(TG)和差示扫描(DSC)曲线的影响。结果表明,升温速率的增加会使TG和DSC曲线向高温区稍有偏移,而TiO2负载量的增加会使TG和DSC曲线向低温区明显偏移,但两者对TiO2/碳纳米管复合材料的最终转化率并无影响。采用Kissinger和Ozawa非等温法进行了氧化热失重反应的拟合,得到了十分相近的表观活化能和频率因子,线性回归系数R2均在0.99以上,拟合效果较为理想。     

大面积电致变色器件的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了TiO2-CeO2薄膜,XRD、SEM、紫外可见透射光谱、循环伏安法等测试结果表明：经500℃热处理1h后的TiO2-CeO2薄膜呈面心立方方铈矿结构,其薄膜表面光滑,光学透过率高于80％,电荷存储量可达9．46mC·cm^-2,循环可逆性K为95％,是一种性能优良的电荷储存材料．同时采用聚（3,4-乙撑二氧噻吩）PEDOT／PSS为电致变色活性材料,制备了对称结构（ITO｜｜PEDOT／PSS｜｜PMMA／PC—LiClO4｜｜PEDOT／PSS｜｜ITO）和非对称结构（ITO｜｜PEDOT／PSS｜｜PMMA／PC—LiClO4｜｜TiO2-CeO2｜｜ITO）的大面积（10cm×10cm）电致变色器件,发现二者的对比度分别为17％、23．4％,褪色响应时间则分别为0．9s和2．8s,具有良好的应用性能．     

NiAl-LDH修饰TiO2纳米管电极对葡萄糖的检测

采用水热法在钛纳米管表面原位生长NiAl-LDH,制得NiAl-LDH修饰的TiO2纳米管电极,采用SEM对水滑石薄膜在TiO2纳米管表面的形貌进行表征,利用循环伏安曲线、线性扫描伏安曲线对修饰电极的催化性能进行表征,并测定电极对葡萄糖溶液浓度的标准曲线.结果表明：NiAl-LDH负载在TiO2纳米管的表面及周围,经NiAl-LDH修饰后的纳米管结合了TiO2纳米管的光催化及NiAl-LDH的电催化性能,对光的敏感度更高,对葡萄糖的氧化能力更强,葡萄糖浓度在1～5 mmol/L范围内电流与浓度有良好的线性规律,相关系数为0.997 6,检出限为0.05 mmol/L.     

TiO_2/ZnO超细粉体对PET纤维抗紫外性能及力学性能的影响

采用硅改性法对TiO2/ZnO复合粉体进行表面改性。通过在聚酯中添加改性TiO2/ZnO复合粉体形成共混体系,对TiO2/ZnO复合粉体的抗紫外性及其与聚酯共混纺丝后改性涤纶纤维的力学性能进行了研究。研究表明,经过表面改性后的改性剂最佳质量分数为0.1%,TiO2和ZnO粉体的添加量为1∶1时抗紫外线的效果最好,且粉体添加量越大,纤维的力学性能下降越多。     

负载型共掺杂TiO2对城市废水的日光降解作用

采用过渡金属与稀土离子共掺杂对TiO2/漂珠光催化剂进行改性,以提高其日光催化性能。以紫外-可见漫反射光谱研究了粉煤灰微珠负载共掺杂TiO2光催化剂的光吸收性能;考察了催化剂对城市废水的日光催化降解性能。实验结果表明：所制备的各种共掺杂TiO2/漂珠催化剂在太阳光照射下对有机废水有较好的降解效果;废水的pH=6.5、催化剂投入量为3.5g/L时,其降解率最大,日光照射5 h后,降解率可以达到85.12%（CODCr）和73.4%（NH3-N）。催化剂使用后可以活化再生2次。