溶胶-凝胶法制备纳米TiO2/SiO2复合薄膜的研究

用溶胶-凝胶法在清洁的玻璃表面成功制备了均匀透明的纳米TiO2/SiO2复合薄膜,并用扫描电镜,红外光谱仪,综合热分析仪和接触角测定仪对薄膜的结构和性质进行了研究。结果表明:TiO2/SiO2复合薄膜由晶粒小于10nm的球形颗粒组成,表面均匀,结构致密,具有平整的组织结构;引入SiO2后可以抑制薄膜中TiO2晶粒的长大,且能显著降低薄膜的接触角,增强薄膜的亲水性。     

多孔TiO_2/SiO_2复合薄膜的制备及其超亲水性机理

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为前驱体,利用乙酰丙酮和二乙醇胺为络合剂,制备多孔TiO2/SiO2复合薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、接触角测试仪(WCA)等对薄膜的结构和性能进行了表征。结果表明,TiO2/SiO2复合薄膜表面相对孤立或连通的孔结构是由缩聚反应诱导的相分离以及溶胶-凝胶转化过程同步作用产生的。多孔复合薄膜具有优异的超亲水性能,自然条件下与水接触角仅为2.5°,而普通致密TiO2薄膜在相同条件下接触角为19.3°。复合薄膜的超亲水性是由多孔结构和SiO2复合的共同作用产生,受到表面微观形貌和表面化学组成(羟基含量)的共同影响。     

亲水性透明自清洁涂料制备工艺探索

以钛酸丁酯、正硅酸乙酯为前躯体,采用溶胶-凝胶法低温制备具有光催化活性的纳米TiO2/SiO2复合薄膜,并且考察了试验温度、pH值、涂覆层数、搅拌速度等因素对涂层亲水性能的影响。结果表明:试验温度为5℃、pH值=2.5、TiO2质量分数为50%、涂覆层数为3层、转速为1 500 r/min时所制得的TiO2/SiO2复合薄膜的接触角最小为6.8°。通过光催化和户外试验,表明自制的自清洁涂料具有良好的光催化效果与抗沾污性能。     

TiO_2/SiO_2复合薄膜的晶型和晶粒尺寸研究

通过溶胶 -凝胶工艺在普通钠钙玻璃表面制备了均匀透明的TiO2 /SiO2 复合薄膜 .由紫外可见光谱发现 :在TiO2 薄膜中添加SiO2后 ,薄膜中TiO2 晶粒尺寸变小 ,TiO2 /SiO2 复合薄膜的吸收边缘波长发生了明显的“蓝移” .进一步用X射线衍射 (XRD)和透射电镜 (TEM )表征了TiO2 /SiO2 复合粉末和TiO2 粉末的晶型和晶粒尺寸 ,结果发现 :在TiO2 凝胶粉末中添加少量SiO2 (如摩尔分数为 5 % )后 ,TiO2 的晶粒生长受到明显抑制 ,晶粒尺寸明显变小 ,为 6～ 7nm ;当TiO2 凝胶粉末中添加的SiO2 量较高时 ,随热处理温度升高 ,TiO2 的晶型转变和晶粒生长受到更大抑制 ,晶型转变和晶粒生长更缓慢     

锌掺杂多孔SiO_2/TiO_2薄膜制备及光催化性能研究

锌掺杂多孔SiO2/TiO2(多孔Zn-SiO2/TiO2)复合薄膜自清洁玻璃以含聚乙二醇的钛醇盐和硅醇盐的复合溶胶前驱体通过浸渍提拉法制备。结果表明,在TiO2薄膜中添加SiO2可抑制TiO2晶粒长大,并提高TiO2薄膜的亲水性;随着聚乙二醇添加量的增加,锌掺杂多孔SiO2/TiO2薄膜的孔隙增多,表面积增大;经500℃煅烧的多孔Zn-SiO2/TiO2复合薄膜中,TiO2主要为催化效率高的锐钛矿相;多孔Zn-SiO2/TiO2复合薄膜表观光催化降解速率明显高于未掺锌多孔SiO2/TiO2薄膜。     

TiO2/SiO2复合薄膜的晶型和晶粒尺寸研究

通过溶胶－凝胶工艺在普通钠钙玻璃表面制备了均匀透明的TiO2/SiO2复合薄膜，由紫外可见光谱发现：在TiO2薄膜中添加SiO2后，薄膜中TiO2晶粒尺寸变小，TiO2/SiO2复合薄膜的吸收边缘波长发生了明显的“蓝移”。进一步用X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）表征了TiO2/SiO2复合粉末和TiO2粉末的晶型和晶粒尺寸，结果发现，在TiO2凝胶粉末中添加少量SiO2（如摩尔分数为5％）后，TiO2和晶粒生长受到明显抑制，晶粒尺寸明显变小，为6－7nm；当TiO2凝胶粉末中添加的SiO2量较高时，随热处理温度升高，TiO2的晶型转变和晶粒生长受到更大抑制，晶型转变的晶粒生长更缓慢。     

超亲水性介孔SiO2/Bi2O3/TiO2分层薄膜的制备及其自洁净性能研究

采用溶胶-凝胶/旋转涂覆法在玻璃基板表面制备介孔SiO2/Bi2 O3/TiO2分层薄膜.采用XRD、UV-vis及表面接触角测量仪对薄膜的结构、透光性及超亲水性进行分析.结果表明,介孔SiO2/Bi2 O3/TiO2分层薄膜仍然保持了表面SiO2的介孔结构,在无光照条件下仍具有超亲水性.涂有硬脂酸的薄膜在紫外光照射后恢复了其超亲水性,具有良好的自洁净性能.且SiO2/Bi2 O3/TiO2分层薄膜表现出比单独的SiO2/TiO2和SiO2/Bi2O3分层薄膜更高的光催化活性.     

TiO2/SiO2复合薄膜的形成历程与超亲水性关系

考察了溶胶-凝胶法制备TiO2／SiO2复合薄膜过程中,正硅酸乙酯(TEOS)的水解时间与膜的超亲水性的关系,通过XRD分析了SiO2添加量对TiO2锐钛矿晶型的影响,并研究复合薄膜的表面处理对其亲水性的影响。实验发现,当无因次反应时间为0．4时,复合薄膜的亲水性最好;SiO2的引入能够抑制金红石晶型的生长,最佳含量在10～20％。     

SiO_2-TiO_2薄膜的制备及光致超亲水性能研究

为了制备具有良好的光致超亲水性的SiO2-TiO2薄膜,实验用溶胶凝胶法结合超声技术以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(TBOT)为前驱体制备SiO2-TiO2溶胶;采用浸渍提拉法在普通载玻片上涂膜;然后分别运用微波炉和马弗炉2种不同的烧结方式进行热处理制得产品。将所得产品分别进行接触角、紫外-可见分光光度计、FT-IR、AFM测试。结果表明:马弗炉烧结得到的SiO2-TiO2薄膜亲水性要好于微波炉烧结,并且在V(TEOS)∶V(TBOT)=0.75∶1时,接触角最小,可达到4.3°,满足防污自清洁的要求;红外谱图说明有Ti—O—Si键的生成,证明SiO2和TiO2之间生成了复合氧化物。     

Zn2+/ZnO掺杂TiO2光催化膜的制备及超亲水改性

为了提高TiO2光催化薄膜的利用效率,实验分别采用金属离子Zn2+和其氧化物ZnO掺杂TiO2的方法,制备以TiO2为基体的复合光催化薄膜。利用简单易行的溶胶凝胶法,一种是将Zn2+、ZnO掺杂于TiO2溶胶中,分别制备金属、半导体氧化物掺杂的混合溶胶,采用浸渍提拉的方法以玻璃片为载体涂膜,然后用马弗炉进行热处理制得样品。另一种是利用S iO2对2种掺杂的复合TiO2薄膜进行表面处理改性后,热处理得样品。将所得样品进行接触角、紫外-可见分光光度计、红外、AFM测试,对其性能进行表征。结果表明:Zn2+的掺杂量为0.1 g时,测试结果比较理想;经过S iO2表面处理过的Zn2+/TiO2复合光催化膜的超亲水性最好,水滴刚滴上,静态接触角几乎为0;°ZnO/TiO2复合光催化膜的吸光性能最高,但透过率较低,透明性比较差。     

亲水性无定型TiO_2/SiO_2薄膜及其强化传热性能研究

采用溶胶-凝胶技术在传热管表面涂覆TiO2/SiO2复合溶胶涂层,并通过优化热处理温度和干湿交替处理工艺,提升涂层的亲水性能和强化传热性能。试验结果显示,在热处理温度为200℃时,凝胶涂层以无定型结构为主;热处理试样经过6次干湿交替处理后,即可使表面接触角降低到10°左右;传热管表面较好的润湿性能,可显著提升降膜式换热器的换热效率。     

自清洁TiO2薄膜的制备与表征

以钛酸丁酯为钛源,采用溶胶凝胶法制备出降解率可达到83％的Ag—TiO2光催化薄膜。运用红外光谱、热重／差热以及原子力显微镜等分析方法对光催化剂进行了测定和表征。结果表明：光催化薄膜由粒径为10～20nm的AgNO,和TiO2颗粒构成,锐钛晶形结构在500～550℃转变充分。从光催化剂胶体的FTIR谱图看出,制备的具有超亲水性能的SiO2／TiO2薄膜符合结构组成;从水接触图及冲洗图中可以清楚地看出：制备的TiO2／SiO2薄膜水接触角最小约4°,其自清洁效果很好。对Ag—TiO2光催化薄膜和SiO2／TiO2薄膜进行了硅藻吸附能力测试分析。     

烧结温度对SiO2-TiO2薄膜亲水性的影响

为了确定SiO2-TiO2薄膜制备过程的最佳烧结温度,将不同SiO2与TiO2掺杂比的样品分别在400℃和500℃下煅烧,进行与水的静态接触角测试。结果表明,在一定掺杂比范围内,SiO2的掺杂能明显提高TiO2表面亲水性,并且500℃煅烧的产品亲水性要好于400℃煅烧的产品。SEM和XRD表明,500℃煅烧的产品表面颗粒粒径要大于400℃煅烧的产品的表面颗粒粒径,并且已有了比较明显的锐钛矿晶型特征峰,而400℃煅烧的产品还是无定形态,这说明SiO2的掺杂抑制了TiO2晶粒的生长和晶型的转变。而锐钛矿晶型的TiO2亲水性要远好于无定形的TiO2,致使500℃煅烧的产品的亲水性要好于400℃煅烧的产品的亲水性,因此500℃才是SiO2-TiO2薄膜的最佳烧结温度。     

烧结温度对SiO_2-TiO_2薄膜亲水性的影响

为了确定SiO2-TiO2薄膜制备过程的最佳烧结温度,将不同SiO2与TiO2掺杂比的样品分别在400℃和500℃下煅烧,进行与水的静态接触角测试。结果表明,在一定掺杂比范围内,SiO2的掺杂能明显提高TiO2表面亲水性,并且500℃煅烧的产品亲水性要好于400℃煅烧的产品。SEM和XRD表明,500℃煅烧的产品表面颗粒粒径要大于400℃煅烧的产品的表面颗粒粒径,并且已有了比较明显的锐钛矿晶型特征峰,而400℃煅烧的产品还是无定形态,这说明SiO2的掺杂抑制了TiO2晶粒的生长和晶型的转变。而锐钛矿晶型的TiO2亲水性要远好于无定形的TiO2,致使500℃煅烧的产品的亲水性要好于400℃煅烧的产品的亲水性,因此500℃才是SiO2-TiO2薄膜的最佳烧结温度。     

釉面砖基SiO2／TiO2超亲水涂层的制备及其性能研究

用溶胶 -凝胶方法在釉面砖上制备了SiO2 /TiO2 超亲水涂层 ,用XPS、光学显微镜和SEM研究了涂层的表面化学组成、水润湿角和表面形貌。结果表明 ,水润湿角与SiO2 /TiO2 的摩尔比和SiO2 在TiO2 表面的分布有密切关系 ,当SiO2 /TiO2 的比值在 0 0 8-0 1 3时 ,涂层的水润湿角在 5°左右。     

细乳液聚合制备纳米SiO2／含氟丙烯酸酯复合乳液及其性能研究

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯为前驱物,在丙烯酸酯单体为油相介质中原位生成纳米SiO2粒子,并通过细乳液聚合,制备出纳米Si02／含氟丙烯酸酯复合乳液。研究了含氟单体和SiO2的用量对复合乳胶膜性能的影响,并采用FT-IR,DSL等分析手段对产物进行了表征。结果表明：该乳液具有良好的稳定性,粒径分布较窄。当（甲基丙烯酸十二氟庚酯）FA与SiO2的用量分别为6％和5．5％时,乳胶膜表现出良好的疏水性能,对水的接触角达到了102．7°,吸水性降低到6．9％。     

酚醛树脂辅助合成SiO2/TiO2介孔复合微球及其光催化

利用Stber法合成的纳米SiO2为前体,在酚醛树脂和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助下制备SiO2/TiO2介孔复合微球,并利用XRD、SEM、EDS、BET、BJH以及FTIR对材料的晶型、形貌以及结构进行了表征,以罗丹明B为目标降解物评价样品的光催化性能。结果表明,SiO2/TiO2介孔复合微球是由TiO2和SiO2组成,直径约300 nm,TiO2以纳米薄层方式均匀地沉积在SiO2表面,界面之间存在Si—O—Ti键;SiO2/TiO2介孔复合微球的比表面积为92.3 m2/g,较P25提高了约3倍。光催化评价表明,SiO2/TiO2介孔复合微球对罗丹明B的降解率达98%,较P25光催化降解率有明显提高。