TiO_2/淀粉基高吸水树脂的制备与性能研究

以淀粉作为高吸水树脂主链,丙烯酸、丙烯酰胺为单体,Span80为分散剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,并向体系中引入表面改性的纳米二氧化钛,通过反相悬浮聚合法制备了TiO_2/淀粉基复合高吸水树脂。红外光谱证实了表面改性的纳米二氧化钛成功负载到高吸水树脂上,热重分析表面该复合树脂具有较好的热稳定性。实验条件下最佳反应条件为油水比为3:1,引发剂、交联剂、改性TiO_2的最佳用量分别为单体用量的0.6%、0.2%和3.5%左右。     

RuO_2负载TiO_2纳米管的制备及其光催化性能

结合阳极氧化法、电解法和浸渍法制备了RuO_2/TiO_2纳米管阵列光催化剂。对纳米管的微观形貌、结构以及表面化学态进行了分析;通过紫外-可见吸收光谱仪分析了浸渍液中钌离子电解前后的变化情况,检测了RuO_2/TiO_2纳米管阵列在可见光下对亚甲基蓝溶液的光催化性能。结果表明:当电解电压为0.85 V时,浸渍液中Ru离子以+2价形式存在;只有当浸渍液中的Ru3+还原为Ru2+后,才能负载到TiO_2纳米管表面,且煅烧后以RuO_2形式均匀分散在TiO_2纳米管表面;RuO_2/TiO_2纳米管仍保持未负载TiO_2纳米管的结构特征,且其晶型结构并没有因RuO_2的负载而变化,也未增加TiO_2纳米管表面羟基数量。最佳浸渍Ru Cl3溶液浓度为3.0 mmol/L,最佳电解电压为0.85 V,在此条件下浸渍得到的RuO_2/TiO_2纳米管阵列的可见光催化活性最佳,光催化降解亚甲基蓝2 h的降解率由未负载TiO_2纳米管的37.50%提高到66.67%。     

改性纳米TiO_2/纤维素氨基甲酸酯复合薄膜的制备及性能研究

向纤维素氨基甲酸酯溶液中掺杂不同含量的改性纳米TiO_2,采用流延法制得具有光催化功能的改性纳米TiO_2/纤维素氨基甲酸酯复合薄膜。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、透光性能测试、热分析仪(TG)、拉伸性能测试及光催化降解性能测试等方法对复合薄膜的结构及性能进行表征。结果表明,改性纳米TiO_2成功负载到复合薄膜上,并且对复合薄膜的结构有一定的影响;随着TiO_2含量的增加,复合薄膜透光性变差,抗紫外光能力明显增强,热稳定性能降低,拉伸强度减小;当改性纳米TiO_2含量为2%时,复合薄膜对甲基橙溶液的光降解率最高,达到100%,薄膜光催化降解性能最好。     

二氧化钛纳米结构形貌可控合成及光催化性能

以不同方法制备棒状、球状和花状3种形貌的TiO_2纳米粒子,采用X粉末衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱和紫外-可见漫反射等对TiO_2纳米粒子进行结构及形貌分析。以亚甲基蓝为降解模型,分别在紫外光与可见光条件下对TiO_2纳米粒子进行光催化性能研究,分析TiO_2的形貌结构影响光催化性能的机理。结果表明,花状TiO_2纳米粒子光催化性能最好,其中高能晶面与微观形貌尺寸对TiO_2光催化性能具有重要影响。     

生物基多孔碳负载TiO_2光降解亚甲基蓝

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱体,花生壳碳化所得多孔碳为载体,制备了多孔碳负载TiO_2的复合材料TiO_2-PC。以亚甲基蓝的紫外光催化降解为模型反应,研究了TiO_2-PC复合材料的光催化活性。分别研究了TiO_2负载量和煅烧温度对复合材料催化性能的影响。结果表明,TiO_2理论添加量55%,煅烧温度500℃时,复合材料的光催化降解性能最好,光照2 h后,亚甲基蓝的降解率达到96%,而同等条件下,纯TiO_2对亚甲基蓝的降解率为18%,充分显示了该复合材料在有机染料分子光降解中的优势。     

生物基多孔碳负载TiO_2光降解亚甲基蓝

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱体,花生壳碳化所得多孔碳为载体,制备了多孔碳负载TiO_2的复合材料TiO_2-PC。以亚甲基蓝的紫外光催化降解为模型反应,研究了TiO_2-PC复合材料的光催化活性。分别研究了TiO_2负载量和煅烧温度对复合材料催化性能的影响。结果表明,TiO_2理论添加量55%,煅烧温度500℃时,复合材料的光催化降解性能最好,光照2 h后,亚甲基蓝的降解率达到96%,而同等条件下,纯TiO_2对亚甲基蓝的降解率为18%,充分显示了该复合材料在有机染料分子光降解中的优势。     

微波协同TiO_2/AC处理苯胺废水的研究

以活性炭负载二氧化钛为光催化剂,通过微波和紫外光协同TiO_2/AC降解废水中的苯胺,考察反应时间、微波功率,紫外光、以及两者协同等对苯胺降解率的影响。结果表明,微波和紫外光协同对苯胺的降解效果较好,180 min后基本达到平衡,微波400 W为最佳反应功率。在此条件下,TiO_2/AC对100 mg/L的苯胺废水的去除率可达71.2%。微波辐射联用使光催化剂的降解性能有了明显提高,去除率相较于单独使用微波和紫外光上升了28.29%和76.94%。     

TiO_2-ACF对甲醛的吸附与降解性能研究

采用纳米TiO_2对活性炭纤维(ACF)进行改性,制备出具有光催化作用的TiO_2-ACF材料,并对其结构和性能进行了表征;讨论了光照条件、初始甲醛浓度对TiO_2-ACF降解甲醛活性的影响,并研究了TiO_2-ACF的再生性能,结果表明:纳米TiO_2以颗粒的形式分散负载在ACF的表面,ACF负载TiO_2后,基本结构没有发生改变,但是自旋数增大了4个数量级,表面自由基含量大大提高;光照强度越大,初始甲醛浓度越低,TiO_2-ACF对甲醛的吸附及降解性能越好;TiO_2-ACF的重复性和再生性较好,重复使用4次后,105 min内对甲醛的降解率仍达80%。     

纤维素负载纳米Ag_2O复合材料对甲基橙降解性能研究

印染废水已经对环境构成严重威胁,传统吸附法对其降解性能有限,而电化学催化氧化法则需耗费许多电能,不符合当前节能环保要求,因此,无需耗能的光催化氧化在处理印染废水领域备受关注。纤维素具有较好的耐久性,价格低廉、有良好的生物降解性,是良好的载体。以纤维素负载Ag_2O/TiO_2纳米复合粒子制得具有光催化性能的净化薄膜,研究其对甲基橙的降解性能,结果发现中性环境有利于甲基橙的降解,负载型Ag_2O/TiO_2纳米复合粒子对甲基橙的降解性能均远优于Ag_2O和TiO_2各自对甲基橙的降解性能。     

二氧化钛光催化对小麦呕吐毒素降解效果的研究

以未固化加工的纳米级试剂二氧化钛(TiO_2)为研究对象,对小麦中呕吐毒素(DON)的降解情况进行研究。通过在小麦粉和籽粒中添加TiO_2,进行一系列的正交试验,观察小麦DON的降解效果,最后再验证添加TiO_2对小麦的出粉率、色泽、气味、脂肪酸值、粗蛋白等相关品质指标的影响。研究结果表明光照2 h,小麦粉和籽粒实验组降解率提升最快,相对降解率最高,紫外照射6 h,紫外光催化TiO_2与紫外光协同作用使DON降解率可分别达到40.0%和32.8%,说明粉状未加工的纳米级TiO_2对小麦DON有较明显的降解效果。     

复合交联剂对高吸水树脂性能的影响

研究了交联剂的结构、含量、复合及加入方式对丙烯酸高吸水树脂的吸水性、凝胶强度和可溶率的影响。结果表明,两种交联剂的复合搭配比使用单一交联剂更能有效地提高高吸水树脂的综合性能;两种交联剂的加入顺序对产品综合性能有明显影响。采用长链PEG改性的丙烯酸酯交联剂A和短链烷基醛类交联剂B复合搭配(两者用量占总量的0．17％)得到了综合性能良好的高吸水树脂。其饱和吸水率和0．9％NaCl水溶液的饱和吸液率分别为988g／g和119g／g;在4min内的吸水率和0．9％NaCl水溶液的吸液率分别为330g／g和79g／g;凝胶强度为497g／cm^2及可溶率为0．9％。     

稀土元素Ce掺杂TiO_2光催化剂制备及微波强化光催化活性

在[Bmim]PF6离子液体介质中微波辅助制备稀土元素Ce掺杂改性的TiO_2光催化剂TiO_2-Ce,以甲基橙溶液和苯酚溶液为模拟污染物,在紫外光照和微波辐射-紫外光照降解条件下考察TiO_2-Ce催化剂的光催化活性。利用荧光技术以对苯二甲酸作为荧光探针检测TiO_2-Ce催化剂表面产生的羟基自由基,并对光催化降解反应进行动力学分析,以了解光催化降解反应机理。结果表明,通过优化反应条件制得的TiO_2-Ce催化剂具有较高光催化降解活性和热稳定性,在紫外光照和微波辐射-紫外光照条件下降解60 min后,甲基橙降解率分别为98.6%和99.3%,苯酚降解率分别为96.6%和97.2%。荧光光谱分析表明,TiO_2-Ce在微波辐射-紫外光照条件下产生的羟基自由基比紫外光照多,因而微波辐射-紫外光照具有强化TiO_2-Ce降解模拟污染物作用的效果。反应动力学数据表明,TiO_2-Ce光催化降解甲基橙溶液反应呈一级反应动力学规律,其表观速率常数k最大值为0.056 2 min-1。     

掺Ag纳米TiO_2光催化降解甲醛性能研究

以酞酸丁酯和硝酸银为原料,利用溶胶-凝胶法制备掺银纳米TiO_2溶胶,再采用浸提拉法及并通过高温活化制备出掺银纳米TiO_2薄膜。利用酚试剂分光光度法,在波长为254 nm的紫外光辐射下,探究其光催化降解甲醛气体的性能。利用XRD、紫外可见漫反射、SEM等技术对产品的结构、组成和性能进行表征分析。结果表明,掺银TiO_2能显著提高光催化效果,掺杂量7×10-4at%,负载三层的光催化性能最佳。     

聚四氟乙烯超细纤维负载二氧化钛光催化性能

以静电纺聚四氟乙烯(PTFE)超细纤维为载体,采用浸渍-烧结法制备出PTFE超细纤维负载二氧化钦(TiO_2)催化膜。研究了该催化膜在紫外光下,不同反应条件对亚甲基蓝的光催化降解性能影响,探讨了负载型TiO_2光催化剂的循环回收利用率。结果表明:通过浸渍-烧结法可以成功制备出PTFE超细纤维负载TiO_2光催化膜,经450℃煅烧后TiO_2为锐钛矿晶型;在波长为365 nm,功率为300 W的紫光灯照射55 min,浸渍负载5h制备的TiO_2/PTFE超细纤维催化膜对初始浓度为5 mg/L,体积100 ML的亚甲基蓝溶液催化降解除率可达99%;在经过5次循环后,催化剂对亚甲基蓝的降解率仍达46%,回收利用率较高。     

耐盐性可降解淀粉高吸水树脂的制备及其性能

研究以天然无毒、生物相容性良好的可降解淀粉为基体,通过自由基接枝聚合法接枝丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,制备了吸水性和耐盐性能良好的淀粉基高吸水树脂。通过红外光谱和扫描电镜对淀粉高吸水树脂进行了表征,并且考察了各因素(温度、投料比、引发剂用量和交联剂用量等)对吸液性能的影响。结果表明,当反应温度为55℃,反应时间为3 h,淀粉∶AA∶AMPS为2∶8∶0.5,引发剂用量为单体的0.6%,交联剂用量为单体的0.2%时,产物淀粉高吸水树脂在蒸馏水中吸水率达到了917 g/g,在0.9%生理盐水中吸盐水率为69.2 g/g,且吸水速率较快,重复使用3次基本不影响其吸水性能。     

紫外光固化法合成交联型CTS-g-AMPS-MA高吸水性树脂的研究

本文以壳聚糖(CTS)﹑马来酸酐(MA)以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为高吸水性树脂的合成原料,并以过硫酸铵(APS)为作为合成反应引发剂,以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为合成反应的交联剂,采用紫外光固化法合成交联型CTS-g-AMPS-MA高吸水树脂。同时,研究了各组分种类及用量对交联型CTS-g-AMPS-MA树脂吸水性能的影响。实验研究结果表明:当固含量为15.87%,n(AMPS):n(MA)=14:1,ω(CTS)=2%,ω(NMBA)=2.5%,ω(APS)=0.3%,p H=3,固化时间为5 min时可得到具有较好吸水性的交联型高吸水树脂,其在蒸馏水中的最大吸水率达到555 g/g。采用FT-IR和TGA对交联型高吸水树脂结构和热稳定性进行了表征,并对交联型高吸水树脂吸水速率及动力学进行了分析。通过反吸液能力实验测定,交联型CTS-g-AMPS-MA高吸水树脂具有一定的降解能力。     

耐盐性可降解淀粉高吸水树脂的制备及其性能

研究以天然无毒、生物相容性良好的可降解淀粉为基体,通过自由基接枝聚合法接枝丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,制备了吸水性和耐盐性能良好的淀粉基高吸水树脂。通过红外光谱和扫描电镜对淀粉高吸水树脂进行了表征,并且考察了各因素(温度、投料比、引发剂用量和交联剂用量等)对吸液性能的影响。结果表明,当反应温度为55℃,反应时间为3 h,淀粉∶AA∶AMPS为2∶8∶0.5,引发剂用量为单体的0.6%,交联剂用量为单体的0.2%时,产物淀粉高吸水树脂在蒸馏水中吸水率达到了917 g/g,在0.9%生理盐水中吸盐水率为69.2 g/g,且吸水速率较快,重复使用3次基本不影响其吸水性能。     

光催化降解有机磷农药的研究-玻璃弹簧负载TiO2与悬浮体系TiO2的比较

研究了利用玻璃弹簧填料为载体,采用浸涂烧结法制备负载型纳米TiO_2的过程、及其对有机磷农药敌百虫和乐果的光催化降解效果,并与单TiO_2粉末做了简单对比。结果表明:低浓度的两种有机磷农药,8W紫外灯照射2h时,无负载TiO_2对敌百虫和乐果的降解率分别为56.7%和68.6%;而玻璃弹簧负载TiO_2对二者的降解率分别为76.6%和88.7%;并且玻璃弹簧上负载的TiO_2光催化活性没有减弱,可以连续使用。同时还研究了改良型P25(P25/20)悬浮体系中的光催化降解效果,并展望了其在军事防化洗消领域中的应用前景。     

TiO2对聚氯乙烯紫外光稳定与催化降解的影响

综述了普通和纳米TiO_2对聚氯乙烯(PVC)的紫外光稳定和催化降解的机理及研究进展,以及包覆和掺杂改性对TiO_2光稳定和光催化性能的作用。金红石型纳米TiO_2具有优异的紫外光稳定特性,锐钛型纳米TiO_2表现出极强的光催化活性。无机包覆过的金红石型TiO_2对PVC有明显的保护作用。有机改性则能提高锐钛型TiO_2的分散性,从而提高其对聚合物的光催化效率。过渡金属离子掺杂可在TiO_2晶格中引入缺陷位置或改变结晶度,从而改变PVC的光降解速率。     

TiO_2纳米棒的溶剂热合成及其光催化性能

采用溶剂热法制备了纳米棒状的TiO_2光催化剂。利用多种测试技术对其进行表征,并考察了其光催化降解甲基蓝的性能。结果表明:在阴、阳离子表面活性剂物质的量比为1∶1不变的情况下,当反应液中两者总物质的量增加时,TiO_2纳米棒的长度、直径和长径比的平均值分别在44.5~60 nm、14.3~16.8 nm和3.0~3.4范围内变化,且结晶性改善、光催化降解性能提高。在紫外光照射40 min后,TiO_2-100样品可以实现对甲基蓝的完全脱色,降解效率达99%。