钛中空纤维膜的制备及表征

以钛粉(Ti)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、钯(Pd)、聚砜(PS)为铸膜液原料,采用相转化法初次制备出钛中空纤维膜,通过扫描电子显微镜(SEM)对膜前驱体和产物表面形貌进行表征分析。结果表明:随着PS含量的增大,铸膜液的黏度逐渐增大,纺丝实验应控制NMP/PS比例不小于5:1;NMP/PS比例为6:1时,铸膜液前驱体形状均匀,烧结后的钛中空纤维膜指状结构清晰可见;随着烧结温度的升高,钛中空纤维横截面海绵体区域致密度升高,孔隙率降低,800℃烧结成型的材料微孔最多,1200℃烧结成型的材料致密性最高。     

蔗渣纤维基碳球负载TiO2复合材料的制备表征及对四环素的去除研究

Ti O₂固定在碳材料表面可以有效提高其可见光吸收性能。纳米二氧化钛经过沉积方法处理后会负载在碳球（Cs）表面,生成核-壳结构的 Cs@Ti O₂材料。由于两种材料之间形成界面,因此与纯 Ti O₂相比,Cs@Ti O₂的可见光吸收增强。通过对复合材料进行 SEM,EDS,FTIR 和 XPS 表征测定成功制备了 Cs@Ti O₂复合材料。得到的Cs@Ti O₂复合材料对 TC 进行光催化降解,研究了复合材料光催化降解四环素的性能包括 p H、光催化剂投加量和四环素浓度因素的影响。最佳的实验运行条件为在 p H=5,TC初始浓度为 20 mg/L和复合材料投加量为 50 mg时,光催化运行6个小时溶液中四环素降解率达到93%。     

双金属MOFs固载TiO2的合成及光催化性能研究

采用一锅水热法合成了Ti O₂@Ce-Zr BTC复合材料，用于光催化降解罗丹明B(Rh B)溶液。在可见光的照射下，将0.05g的Ti O₂@Ce-Zr BTC投入50m L质量浓度为40mg·L^-1的Rh B溶液中，反应100min时，其降解率为96.6%，且该光催化剂循环降解4次后，降解率仍达79.9%。     

玉米淀粉/TiO2纳米复合薄膜制备与性能

以玉米淀粉为基质,结合纳米Ti O₂,通过超声分散采用流延法制备了可生物降解的淀粉/Ti O₂纳米复合薄膜,研究了纳米Ti O₂对薄膜拉伸性能、阻隔性能及抗菌活性的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)对复合膜的微观形貌和结构进行了表征。结果表明,淀粉/Ti O₂纳米复合膜中Ti O₂与淀粉分子间存在缔合作用,含适量Ti O₂的复合膜组分之间有良好的相容性,与淀粉膜相比,纳米复合膜的拉伸性能和水蒸气阻隔性能得到有效改善,含0.8%Ti O₂(质量分数,下同)的纳米复合膜拉伸强度为7.54 MPa,比淀粉膜提高了53.9%,水蒸气透过系数为5.50×10^-5 g/(mm·d),较淀粉膜降低了23.5%,该复合膜同时表现出较好的紫外线隔离性能及抗菌活性。     

柔性Ag@TiO2/碳纳米纤维膜的制备及光催化性能

首先通过静电纺丝、预氧化煅烧法制备出自支撑的柔性TiO₂/碳纳米纤维膜(TiO₂/CNFs),然后在AgNO3溶液中通过光沉积法制备出三元复合Ag@TiO₂/CNFs光催化剂。该纤维膜可以直接从废水中取出,减少了过滤、离心等工艺步骤。同时,TiO₂分散在碳纤维中,防止了纳米颗粒的团聚。相对于纯粉体TiO₂,三元复合Ag@TiO₂/CNFs膜对可见光的吸收明显提高,并表现出优异的光催化性能。当Ag占膜质量的理论百分比为1%时,Ag@TiO₂/CNFs对罗丹明B的降解效果最好,光照150 min后降解率可达到95.30%。     

纳米TiO2-Pt修饰电极的制备、性能及应用

采用电化学合成法和电沉积法制备高活性钛基纳米TiO₂-Pt(Ti/nano-TiO₂-Pt)修饰电极,通过循环伏安法研究并比较了钛基纳米TiO₂膜电极、纯Pt电极、Ti/nano-TiO₂-Pt电极在H₂SO₄溶液中的电化学行为以及Ti/nano-TiO₂-Pt电极对Mn²⁺氧化为Mn³⁺的电催化性能.结果表明纳米TiO₂-Pt修饰电极对Mn²⁺的电氧化有高催化活性.Mn²⁺氧化峰电位为1.28 V（vs SCE）,比纯Pt电极负移0.12 V;析氧电位为1.40 V,比纯Pt电极高0.08 V.Ti/nano-TiO₂-Pt修饰电极催化性能优于纯Pt电极和纳米TiO₂膜电极,非均相电解氧化效率可达90%以上.电解得到的Mn³⁺可一步氧化甘油为甘油醛,收率为96%.     

硅烷/纳米CeO2·ZrO2复合膜层的制备及其性能研究

针对低温多效海水淡化过程中金属换热管路的腐蚀问题,采用硅烷（APS）、纳米氧化锆（Zr O₂）及纳米氧化铈（Ce O₂）在铝合金表面制备硅烷/纳米Zr O₂·Ce O₂复合膜层,研究其抑制金属腐蚀的效果。结果表明,当纳米Zr O₂、纳米Ce O₂添加浓度为50 mg/L时,复合膜层的综合性能较好;通过动电位极化法和电化学阻抗法探究了复合膜层在不同温度下的耐蚀性能,结果表明硅烷/纳米Zr O₂·Ce O₂复合膜层的防护效果较单一硅烷膜层有明显提升。随着溶液温度的升高,硅烷/纳米Zr O₂·Ce O₂复合膜层的耐蚀性能降低较少,纳米Zr O₂、纳米Ce O₂的协同作用使得硅烷膜更能适应高温高盐环境。     

CQDs/TiO2二元复合材料的制备及光催化性能研究

以柠檬酸、硫脲、尿素等廉价易得的药品为原料，采用水热法制备了3种不同荧光性能的碳量子点CQDs(绿色荧光碳量子点GCQDs、蓝色荧光碳量子点BCQDs、红色荧光碳量子点RCQDs)；同时采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO₂，然后通过物理法制备了3种二元复合光催化剂GCQDs/Ti O₂、BCQDs/TiO₂、RCQDs/TiO₂。采用FTIR、PL、XRD、BET等表征方法对产品进行了结构性能表征。通过紫外光谱分析，探究了Ti O₂和3种二元复合材料对次甲基蓝溶液的催化降解性能。光催化实验结果表明，纳米TiO₂在日光照射下10min对次甲基蓝的降解率为42.2%;GCQDs/TiO₂、BCQDs/TiO₂、RCQDs/TiO₂在日光照射下10min对次甲基蓝溶液的降解率分别为73.13%、46.82%、50.82%;3种二元复合材料的催化降解性能均优于纯TiO₂，其中GC...     

TiO2光催化膜的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ti O₂粉体,并以聚乙烯醇和聚多巴胺为载体,采用浇铸法制备出Ti O₂光催化薄膜。对膜的耐水性和光催化降解性能进行了测试。结果表明,光照30min甲基橙的降解率为89.33%,光照60min甲基橙的降解率为93%。随着薄膜内Ti O₂添加量的增加,膜的光催化性能逐渐增强,在水中的吸水率逐渐降低。     

PAN/TiO2纳米纤维膜的制备与性能分析

通过静电纺丝和水热处理的方法成功制备了高效、可回收利用的聚丙烯腈/二氧化钛(PAN/TiO₂)纳米纤维膜。采用扫描电子显微镜、X射线衍射和亚甲基蓝(MB)降解率等对PAN/TiO₂纳米纤维膜形貌、晶体结构、力学性能以及光催化活性进行表征。结果表明，钛酸四丁酯(TBT)的添加有效减小了纤维直径；水热处理成功将TBT转化为锐钛矿TiO₂，并且PAN/TiO₂纳米纤维膜强度均高于纯PAN；紫外光照射120 min后，纤维膜对MB光催化降解率最大可达到94.8 %，同时连续5次回收再利用后纤维膜仍保持良好的光催化活性。     

改性钛基二氧化铅电极催化氧化降解水中四环素

使用NiO做中间层,并掺杂稀土元素(La)对Ti/PbO₂电极进行改性,制备了Ti/NiO/PbO₂-La电极。采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪和X光电子能谱对电极表面进行表征,结果表明Ti/NiO/PbO₂-La电极表层形貌致密、规整,具有较大的活性比表面积,因此具有较Ti/PbO₂电极更多的活性位点,且La以La₂O₃的状态被掺杂在PbO₂中。通过循环伏安法(CV)、线性伏安法(LSV)和交流阻抗(EIS)一系列电化学分析,证实以NiO修饰钛基、活性层掺杂La均可以改善电极的电化学性能,且二者具有协同作用。将Ti/NiO/PbO₂-La电极用于对四环素(TC)的电催化氧化,初步分析了溶液pH、电流密度和TC初始浓度对电催化氧化反应的影响,结果表明,Ti/NiO/PbO₂-La电极对TC的电催化降解过程符合准一级动力学模型,当溶液pH为4.5,电流密度为20 mA/cm²     

碳纳米管引入对钛酸钡/聚二甲基硅氧烷/碳基压电纳米发动机输出信号的影响

在自然环境中，机械振动能具有普遍性、多样性、无污染和易收集等优点，在各种形式的能量中占有一席之地，利用压电纳米发电机收集机械振动能可为智能化功能电子器件的供电问题提供一个可行的解决办法。本研究利用无铅钛酸钡(Ba Ti O₃)纳米颗粒、碳纳米管和聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行复合，制备成Ba Ti O₃/PDMS和Ba Ti O₃/PDMS/C基压电纳米发动机。结果表明：随着Ba Ti O₃含量的增加，Ba Ti O₃/PDMS基压电纳米发动机输出信号呈现先增加后减少的现象，且在Ba Ti O₃含量为12%时取得最优输出信号，其输出电流为42 n A、输出电压为18 V。此外，碳纳米管的引入有利提升Ba Ti O₃/PDMS基压电纳米发动机的输出信号，且在碳纳米管含量为2%时Ba Ti O₃/PDMS/C基压电纳米发动机取得最优输出信号，其输出电流为73 n A、输出电压为19 V。研究表明Ba Ti O     

镍基非对称中空纤维膜用于乙醇自热重整制氢

采用纺丝-烧结技术制备了具有内表面致密皮层的外支撑式金属镍非对称中空纤维膜,并用于乙醇自热重整（EATR）制氢,研究了温度、进料流速、吹扫气流速、水醇比（S/C）以及氧醇比（O₂/C）等操作条件对膜制氢性能的影响。结果表明,金属镍非对称中空纤维膜既具有优异的EATR催化活性,又有良好的透氢性能。在500～1000℃、S/C=4、O₂/C=0.8的条件下乙醇可完全转化,H₂产率和H₂渗透通量可分别达到81.59%和13.99 mmol/（m²·s）,增加进料中氧气含量可显著抑制膜表面积炭,但同时也会降低氢气产率和一氧化碳选择性。     

聚苯胺中间层改性Ti/PbO2电极的制备及其降解性能

引入导电聚合物聚苯胺膜（PANI，polyaniline）对Ti/PbO₂电极进行改性，采用两步电沉积法成功制备出Ti/PANI/PbO₂电极。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射(XRD)、线性伏安扫描(LSV)和交流阻抗(EIS)对制备的电极进行表征，以甲基橙为目标污染物，探讨了PANI的沉积时间对电极性能的影响，并研究了Ti/PANI/PbO₂电极对罗丹明B和4-硝基苯酚的降解性能。结果表明，PANI的引入未影响活性层PbO₂的晶相结构和形貌特征，但显著提高了电极的析氧电位，Ti/PANI/PbO₂的析氧电位可达3.43V。当PANI聚合时间为30min时，电极Ti/PANI-30/PbO₂的电化学性能和电催化降解效果最佳。在电流密度为30mA/cm²、污染物初始浓度为50mg/L、Na₂SO₄浓度为0.1mol/L的实验条件下，反应120min后，Ti/PANI-30/PbO₂对甲基橙、罗丹明B和4-硝基苯酚的去除率分别为99.8%、99.9%和94.0%。     

-PbO2电极在对乙酰氨基酚和工业含油废水降解中的应用

通过电沉积法制备了Ti/SnO₂-Sb/PbO₂(-PbO₂)电极，研究了对乙酰氨基酚(PCM)和工业含油废水的电化学降解性能。探究了PCM初始浓度、溶液pH和电流密度等因素对电化学降解效果的影响。结果表明，PCM的电化学降解遵循拟一级动力学，最佳的降解动力学常数和能耗分别为0.0444 min^-1和13.52 Wh/L；降解100 min后，工业含油废水的COD和TOC去除率分别达到了85.66%和87.49%，并且水中含油量从153.26 mg/L降至3.48 mg/L。因此，-PbO₂电极在处理抗生素废水和工业含油废水中具有良好的应用前景。     

柔性TiO_2/G网布的制备及性能研究

商业钛丝编织成柔性钛丝网布(1cm×4cm),阳极氧化成高度有序的柔性Ti O2网布,再镀上一层镍膜用做基底,采用PEG6000为碳源,氮气为保护气,用普通的管式炉在较低温度下静态碳氛围化学气相沉积制备二氧化钛和石墨烯的复合物。因为镍和二氧化钛能催化无定形碳向石墨烯碳的转换,故高温使Ti O2纳米管晶化度提高的同时,PEG6000分解的碳原子转换为高质量的石墨烯原位生长于Ti O2纳米管网布上。研究发现当PEG6000用量为0.15g,保持管式炉2℃min-1的加热速率升温至600℃,热处理6h,再以2℃min-1的降温速率冷却至室温时,石墨烯均匀的覆盖在Ti O2纳米管的外壁上。此外,由于Ni催化剂在600℃时发生形变而不气化,且在Ti O2纳米管内壁的毛细作用下,在Ti O2纳米管内部形成了竹节状的石墨烯节。所制备的Ti O2/G具有良好的催化性能并呈现新颖的形貌,Ti O2纳米管的晶型以高活性的锐钛矿型为主。并且Ti O2/G网布对罗丹明B的吸附效果和光电降解效果都要比没有负载石墨烯的纯Ti O2纳米管要好,30min内对120m L 10mg/L的Rh B溶液的去除率为95%。     

sol-gel法制备CeO2-TiO2/凹凸棒石复合材料的催化性能

以凹凸棒石(ATP)为载体,Ce(NO₃)₃·6H₂O和Ti(OBu)₄为原料,冰醋酸为抑制剂,采用溶胶-凝胶法制备CeO₂-TiO₂/ATP纳米复合材料。利用TG-DSC、TEM、XRD和N₂吸附/脱附仪对复合材料进行表征,考察铈钛摩尔比对所制备样品催化降解罗丹明B溶液性能的影响。结果表明,当Ce/Ti≥5/5时,具有立方萤石结构的氧化物颗粒以固溶体形式均匀分布在ATP表面,颗粒尺寸约5~10 nm;随Ti⁴⁺的进一步增加,样品中的CeO₂结晶不完全;当Ce/Ti<3/7时,样品中出现锐钛矿型TiO₂的分离相。适量的Ti⁴⁺掺杂能促进CeO₂产生较多的结构缺陷,有利于增加晶格氧空位的浓度,提高样品的催化活性。对罗丹明B的催化降解实验表明,当Ce/Ti=5/5时,样品的催化性能较好,对罗丹明B溶液的化学需氧量(COD)去除率可达96%以上。     

RuO2/Ti阳极电化学氧化吸收氨废气

采用溶液吸收结合电化学氧化法处理氨废气。电化学反应器采用尺寸为φ35mm×350mm的管式玻璃反应器,内壁贴附不锈钢网作为阴极,反应器中心轴向设置有φ10mm×350mm的钌钛电极(RuO₂/Ti)棒作为阳极。电极浸没在吸收液中,含氨气体从反应器底部经气体分布器导入反应器。实验结果表明,与溶液吸收相比,溶液吸收结合电化学氧化可以更长时间保持较高的氨气去除率。由于RuO₂/Ti电极产生的有效氯的间接氧化作用,氨气在NaCl溶液比在Na₂SO₄溶液中的去除率更高。以NaCl为电解液时,酸性条件下更有利于氨气的吸收和降解,并且氨气的去除率随着电流密度的增加而增加。产物分析发现氨气在NaCl和Na₂SO₄溶液中被电化学氧化后,主要产物为氮气,也有少量氨转化为硝酸根离子。     

溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛及其光催化性能

以钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法合成了三种纳米TiO₂粉末,采用X衍射仪、氮气等温吸附仪、红外光谱仪、综合热分析仪、紫外可见光分光光度计对样品进行了表征。结果表明,三种纳米TiO₂粉末均为锐钛晶型,晶粒尺寸为20 nm,比表面积均>80 m²/g。紫外光线照射120 min时,三种粉末对罗丹明B溶液的光催化降解率均>90.0%,照射时间达180 min时,降解率均>99.5%,而商品级P25纳米TiO₂粉末对罗丹明B溶液的降解率较低,120和180 min时的光催化降解率仅为37.1%和69.0%。     

Al2O3中空纤维的改性及原位合成ZIF-8膜

采用化学气相沉积的方法将石墨相氮化碳(GCN)沉积到Al₂O₃中空纤维表面进行改性，在改性后的载体上通过原位晶化制备连续ZIF-8膜。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和气体透过分离测试技术，考察了GCN负载温度、负载量和前体种类以及合成液中甲酸钠添加量的影响。研究发现，向Al₂O₃载体表面负载GCN的适宜温度为350℃，温度越高，载体表面GCN的碳与氮物质的量之比(C/N比)越高，N活性位点越少，越不利于ZIF-8膜的原位晶化。在相同的负载温度下，负载时间越长，GCN对Al₂O₃载体的覆盖程度(负载量)越高，负载量过少无法形成致密膜。与三聚氰胺相比，使用尿素作为化学气相沉积的前体，在相同负载条件下GCN负载量明显下降，最终无法形成致密膜。调控合成液中甲酸钠的含量，优化的合成液配方为Zn Cl₂、2-甲基咪唑(Hmim)、HCOONa与CH₃OH的物质的量之比为1:1....