有机表面修饰温度对纳米二氧化钛微结构的影响

首先制备出纳米二氧化钛水分散液, 然后通过蒸馏的方法, 把纳米二氧化钛粒子由水分散液转移到溶有硬脂酸的甲苯溶液中, 以确保纳米二氧化钛在有机相中进行表面修饰. 然后升温到不同的温度, 利用硬脂酸对纳米二氧化钛进行有机表面修饰, 研究了有机表面修饰温度对纳米二氧化钛微结构的影响. 采用红外光谱(FT IR)、X 射线光电子能谱（XPS）、热分析(TG DTG)、X 射线粉末衍射（XRD）和透射电镜(TEM)等对有机表面修饰前后的纳米二氧化钛进行分析表征. 结果表明, 硬脂酸与纳米二氧化钛表面之间存在双齿配位方式的化学键作用, 硬脂酸在纳米二氧化钛表面形成了均匀的单分子化学修饰层. 随着表面修饰温度的升高, 纳米二氧化钛的晶粒逐渐长大, 硬脂酸在纳米二氧化钛表面的化学包覆量逐渐下降, 硬脂酸分子间排列更加紧密, 硬脂酸包覆层由1nm变为2～3nm. 表面修饰温度对硬脂酸与纳米二氧化钛表面的结合方式影响不大.     

油酸对纳米Cu_2O的表面修饰

采用油酸作为改性剂对纳米Cu_2O(nano-Cu_2O)进行表面修饰,通过红外光谱分析仪(FTIR)、透射电镜(TEM)、综合热分析仪(TG-DTA)、接触角测试仪、分光光度计等测试设备对修饰的纳米Cu_2O进行表征和性能测试,结果表明,油酸可接枝到Cu_2O纳米粒子表面,并有效抑制纳米粒子的团聚;随着油酸用量的增加,纳米Cu_2O与水的接触角逐渐增大;改性后产物的分散性得到了显著的改善,较之未改性样品,其吸光度均有不同程度的增加。     

亲油性LaF3纳米粒子的制备及表征

在醇-水混合溶剂中合成了表面为油酸修饰的LaF3纳米粒子,并用透射电子显微镜、红外光谱和X射线粉末衍射仪对修饰LaF3纳米粒子进行了表征.结果表明:所制备的修饰LaF3纳米粒子大小均匀,粒径约为8nm;其纳米核为六方结构的LaF3;由于表面修饰剂油酸与LaF3纳米粒子表面之间发生化学键合作用,使得油酸修饰LaF3纳米粒子在苯及润滑油中的分散性明显提高.     

Mg(OH)_2-PMMA复合粒子的制备及表征EI北大核心

为了减小纳米氢氧化镁较严重的团聚问题,通过在氢氧化镁表面接枝大分子聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)来制备氢氧化镁/PMMA纳米复合粒子,以提高纳米复合粒子在有机相中的相容性和分散性。首先,通过油酸对氢氧化镁进行表面修饰,在其表面引入双键烯烃基团,然后以丙烯酸甲酯(MMA)为单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,通过分散聚合的方法在修饰过的氢氧化镁表面接枝有机大分子PMMA。通过XRD、FT-IR、TGA、FESEM、EDS和沉降实验对所得Mg(OH)2/PMMA纳米复合粒子进行了测试表征,结果表明:有机大分子PM-MA成功地接枝在了油酸修饰后的Mg(OH)2表面上,纳米复合粒子在有机相中的分散性和相容性都得到了很大的提高。     

硬脂酸对CeO2纳米粒子的表面修饰研究

利用表面修饰法合成了硬脂酸修饰的 CeO2 纳米粒子,采用透射电子显微镜(TEM)观察了经表面修饰的CeO2 纳米粒子的形貌及分散性,并采用红外光谱(IR)、紫外可见分光光度计等对修饰的CeO2 纳米粒子进行了表征。结果表明:表面修饰剂硬脂酸与 CeO2 纳米粒子表面之间发生了化学键合作用;修饰后的CeO2 纳米粒子表面存在疏水有机基团,阻隔了 CeO2 纳米粒子的团聚,起到了分散作用;同时,修饰后的CeO2 纳米粒子在苯乙烯中的稳定性得到了提高。并且获得了硬脂酸的修饰量与CeO2 纳米粒子的最佳配比。     

表面活性剂对FePt纳米颗粒形貌的影响

分别以乙酰丙酮铁(Fe(acac)3)和氯铂酸(H2PtCl6.6H2O)作为Fe源和Pt源,乙二醇作为还原剂和溶剂,通过多元醇还原法制备出单分散的FePt纳米颗粒,并研究了表面活性剂油酸油胺和CTAB对FePt纳米颗粒形貌和磁性能的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对纳米颗粒进行表征。结果表明,表面活性剂油酸油胺和CTAB修饰的FePt纳米颗粒均为面心立方(FCC)结构,分散性良好,粒径分布较未使用表面活性剂时变窄;油酸油胺修饰的FePt形貌主要是球形,但是有四方形纳米结构出现;而CTAB修饰的FePt形貌有蠕虫状产生。VSM结果显示其矫顽力都趋近于零,呈现超顺磁性。     

原位表面修饰纳米CdS粒子的表面结构和光学性能

采用微乳液法合成了纳米尺度硫化镉粒子,并用硫醇和咪唑对粒子进行了原位表面修饰.对纳米硫化镉粒子的形貌与表面结构进行了表征,证实了表面修饰剂与粒子间的键合.电镜观察和紫外-可见吸收光谱的测定发现,表面修饰明显地提高了纳米粒子在溶剂中的分散性,改变了纳米粒子的表面结构,消除了粒子表面导致无辐射弛豫的缺陷,因而提高了纳米粒子分散于溶剂体系的荧光性能.修饰剂与溶剂间的相互作用决定了表面修饰粒子在溶剂中的分散性,对纳米粒子的光学性能也有一定的影响.     

油酸修饰PbS纳米微粒的原位合成与抗磨性能研究

将纳米材料作为润滑添加剂已经成为当前摩擦学研究的热点.为了制备具有良好抗磨性和分散性的纳米添加剂,对油酸修饰PbS纳米微粒的合成方法与润滑性能进行了研究.在液体石蜡中原位合成了油酸修饰的PbS纳米微粒,将其在离心机中离心后可获得稳定的溶液.采用红外光谱、透射电子显微镜(TEM)对产物结构和形貌进行了表征,利用四球摩擦磨损试验机对其作为润滑油添加荆的抗磨性能进行了评价,并用扫描电子显微镜(SEM)对磨斑表面形貌进行了观察.在试验基础上,探讨了纳米微粒在溶液中的稳定机制.结果表明,原位合成的PbS微粒表面有油酸修饰层存在,从而使其在液体石蜡中具有良好的分散性能,粒度小于15nm,油酸修饰的PbS纳米微粒作为添加剂在液体石蜡中的添加量为0.3%(质量分数)时的磨斑直径最小,磨斑表面光滑平整.     

原位聚合法制备聚丙烯酸修饰的ZnS量子点

采用原位聚合法对ZnS量子点表面进行聚丙烯酸(PAA)的修饰。利用XRD、FTIR、TEM、TGA、荧光测试等对ZnS@PAA复合纳米粒子进行系列表征。XRD分析表明,修饰后的ZnS仍为立方晶相。FTIR和TGA结果证明,ZnS纳米粒子表面存在PAA。TEM结果表明,修饰后ZnS@PAA复合纳米粒子在去离子水中分散良好,其直径有所增加,约为28 nm,且呈较明显的核-壳结构。荧光测试发现,修饰PAA前后ZnS@PAA复合纳米粒子的发光特性没有发生明显改变。实验表明,经PAA修饰后,ZnS@PAA复合纳米粒子在水溶液中的分散性和稳定性得到提高,抗氧化性和荧光稳定性也得到了一定的增强。      

表面修饰纳米TiO2的自修复性能研究

制得了以油酸修饰的纳米TiO2粒子,并使其稳定地分散在基础油中.利用HQ-1摩擦磨损试验机考察了纳米TiO2的自修复性能,并探讨了其自修复机理.试验结果表明:经修饰后的纳米TiO2润滑添加剂具有良好的分散性、减摩抗磨性和自修复性.     

油酸修饰TiO2纳米棒的溶剂热合成及形貌调控研究

采用溶剂热法在两种不同反应体系中制备TiO₂ 纳米棒, 采用X射线粉末衍射法(XRD)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)和热重分析(TG)对产物的结构、形貌和表面修饰状态进行表征。结果表明, 表面修饰和结晶过程是影响TiO₂ 纳米棒形貌的主要因素, 在无水反应体系中, 当钛盐与油酸配比为1︰10时所制TiO₂ 纳米棒的长径比可达11.5, 是相同配比水解反应体系产物的2.3倍。这一方面是因为油酸在TiO₂表面的选择性吸附促使晶粒沿一维方向生长, 增加其用量提高了纳米棒的长径比; 另一方面, 无水体系反应速率较水解体系缓慢, 有利于晶粒的充分生长和纳米棒之间的“定向附着”, 显著增大了纳米棒的长径比。所得最佳长径比TiO₂ 纳米棒对变压器油的正冲击击穿强度显示出良好的改性作用。     

多孔竹炭/二氧化钛纳米复合材料制备及其光催化作用

本工作合成了一种具有高吸附性能和光催化性能的表面改性竹炭/二氧化钛(SMBC/TiO₂)纳米复合材料。通过湿法氧化处理廉价、天然绿色的竹炭(BC), 制备了具有良好吸附性、化学稳定性的表面改性竹炭(SMBC)。经过改性, BC表面生成大量含氧官能团, 因此SMBC粒子易分散于水中, 并且与TiO₂有较强的相互作用, 确保TiO₂均匀地负载在SMBC表面。SMBC/TiO₂比BC/TiO₂有更大的比表面积, 能提供更强的吸附性能。SMBC/TiO₂的饱和吸附容量大约是BC/TiO₂的1.6倍, 是TiO₂的12.1倍。吸附和催化的协同作用使SMBC/TiO₂复合材料降解MB具有更高的光催化活性, SMBC/TiO₂光催化降解MB的速率常数分别是BC/TiO₂ 和TiO₂的7倍和6倍。     

Behaviors of different dispersers on morphologies of porous TiO2 films

TiO₂ films with nanoparticles dispersed by using three different additives such as acetylacetone, Emulsifier OP-10, and polyethylene glycol, respectively. It is found that for the TiO₂ films produced with appropriate amount of Emulsifier OP-10, there are no reaggregation of TiO₂ nanoparticles with pores of about 5–20 nm. By adding polyethylene glycol, the pore size of the TiO₂ films could be in the range from about 50 to 200 nm. However, by using acetylacetone, aggregations of TiO₂ nanoparticles always exist in the TiO₂ films. The related mechanism on the aggregation of nanoparticles in the TiO₂ slurries is discussed.     

改性纳米SiO2/硅橡胶复合材料的制备及性能

为提高纳米SiO₂在硅橡胶（SR）基体中的分散性及两相间的界面结合力,设计以羟基硅油（HSO）和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）为纳米SiO₂的表面封端改性剂,并将改性SiO₂与双组份加成型液体SR复合得到改性纳米SiO₂/SR复合材料。通过一系列表征手段对改性纳米SiO₂的形貌结构及其在乙醇中的分散性等进行分析,研究了改性纳米SiO₂对纳米SiO₂/SR复合材料的断面形貌、力学性能及热稳定性的影响。结果表明:KH570成功接枝到纳米SiO₂表面并与SR基体间形成化学键。当HSO协同KH570改性纳米SiO₂时,可有效改善纳米SiO₂在SR基体中的分散性能及纳米SiO₂与SR两相间的界面结合性能,并显著提高纳米SiO₂/SR复合材料的力学性能和热稳定性。将SiO₂∶HSO∶KH570以质量比为2.0∶0.2∶0.6处理的改性纳米SiO₂粒子,得到的改性纳米SiO₂/SR复合材料起始热分解温度提高了230℃。当SiO₂∶HSO∶KH570质量比为2.0∶0.2∶0.45时,改性纳米SiO₂/SR复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了约1倍。      

纳米TiO2/涤纶海岛丝针刺无纺布光催化复合材料的制备及性能

以德固赛P25纳米TiO₂为光催化材料、去离子水为介质,分别以十二烷基硫酸钠（SDS）、十二烷基苯磺酸钠（DBS）、聚乙烯毗咯烷酮（PVP）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、聚丙烯酸钠（PAAS）为分散助剂,制得系列纳米TiO₂光催化分散液。用纳米TiO₂光催化分散液对涤纶海岛丝针刺无纺布（PFN-NWF）进行二浸二轧后整理,得到TiO₂负载的PFN-NWF （TiO₂/PFN-NWF）光催化复合材料。采用激光粒度仪、TEM、SEM、拉伸、透气等表征测试,通过静置、光催化降解辣椒油和甲醛溶液等方法评价。结果表明：分散助剂自身的酸碱属性及分子结构对纳米TiO₂分散体系有重要影响,其中PAAS分散效果最佳;纳米TiO₂在PFN-NWF上包覆均匀,负载率为4.79%,负载牢度高;自然光照射60 min,试样上2 mL油污达到完全自清洁效果;300 W氙灯照射2 h,TiO₂/PFN-NWF光催化复合材料试样对甲醛的降解率达到95.98%,5次循环使用后,降解率为90.19%。     

硅烷改性纳米TiO2-Zn-Al/水性环氧涂层的防腐性能

为实现纳米TiO₂颗粒的均匀分散,首先对纳米TiO₂进行硅烷改性,再通过溶液共混法制备出不同纳米TiO₂添加量的硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧复合涂层。研究了纳米TiO₂与Zn-Al片层粉在涂层中的综合作用。利用XRD和FTIR分析涂层的物相组成和组织结构,SEM和EDS表征涂层表面的微观形貌和元素组成,采用极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）研究涂层的耐腐蚀性能。EDS和FTIR表明,经改性的纳米TiO₂均匀分散于涂层中,纳米TiO₂与环氧树脂的枝联作用使涂层更加致密。EIS结果显示,由于Zn-Al片层粉与纳米TiO₂的枝联和填充作用,使添加纳米TiO₂的硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧涂层腐蚀行为较未添加纳米TiO₂时有所减缓。当纳米TiO₂添加量增加到4wt%时,硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧涂层的腐蚀电流密度为9.86×10^-6 A/cm²,比未添加纳米TiO₂的涂层高一个量级。     

Ag/TiO2纳米粒子的制备及其光催化降解苯酚的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子,采用涂覆法制备了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子光催化剂基板样品。使用XRD、SEM和拉曼光谱等手段,对TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子进行了晶格结构和表面形貌研究;通过UV-Vis,研究了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子光催化剂基板样品在光催化反应器中对苯酚的光催化降解性能。结果表明,制备的TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子均为纯净的金红石相,二者表面形貌并没有明显区别,Ag单质粒子成功负载在TiO₂纳米材料上;Ag单质粒子的负载,明显增强了TiO₂纳米粒子对可见光的吸收,且Ag/TiO₂纳米粒子薄膜对苯酚的光催化降解性能明显优于TiO₂纳米粒子薄膜;在光催化降解1 h后,TiO₂纳米粒子薄膜仅催化降解了溶液中30%(质量分数)的苯酚,且光催化降解出现了饱和趋势,而Ag/TiO₂纳米粒子薄膜可催化降解溶液中50%(质量分数)的苯酚,且在光催化降解3 h后,仍未出现饱和趋势。     

TiO2(B)表面修饰富锂层状氧化物Li(Li0.17Ni0.2Mn0.58Co0.05)O2正极材料

采用喷雾干燥法和沉淀法, 制备了表面修饰TiO₂(B) (2wt%、4wt%、6wt%和8wt%)的富锂层状氧化物Li(Li_0.17Ni_0.2Mn_0.58Co_0.05)O₂正极材料。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)结构测试分析结果表明, 修饰TiO₂(B)后样品的体相结构仍然保持初始样品的层状结构, 仅氧化物颗粒表面附着有少量TiO₂(B)纳米晶。示差扫描量热测试(DSC)表明, 与初始样品比较, 修饰TiO₂(B)后样品的热稳定性得到明显改善。在2.0~4.8 V范围内进行恒流电化学性能测试。研究显示, 在0.1C(1C=300 mA/g)倍率下, 修饰4wt%TiO₂(B)样品的首次放电比容量可达296.4 mAh/g, 首次库伦效率则由初始样品的77.7%提升到修饰TiO₂(B)后样品的84.3%, 100周循环后电极容量保持率由初始样品的69.5%提升到修饰TiO₂(B)后样品的80.2%。即使在阶梯倍率的2C倍率下, 修饰4wt%TiO₂(B)的样品仍具有较高的电化学容量(166.5 mAh/g)。以上研究结果表明, 表面修饰TiO₂(B)纳米晶可以显著改善富锂层状氧化物Li(Li_0.17Ni_0.2Mn_0.58Co_0.05)O₂的热稳定性和电化学性能。     

硅油两步脱水法可控制备纳米二氧化钛透镜

利用纳米粒子由下而上的组装来制备具有亚波长特征结构的新材料已成为操控并利用光的重要手段。本研究报道了一种新的纳米组装技术——即硅油两步脱水法, 该方法利用油水界面的流变性和限制效应, 实现了可批量、高重复性地将15 nm的二氧化钛(TiO₂)纳米粒子组装成具有高折射率、高透明度的光学材料, 并对其组装过程及机理进行了详细的分析。此外, 该方法还可实现TiO₂纳米粒子与其他纳米材料, 如金(Au)纳米粒子、Au纳米棒、Au纳米立方块或氧化石墨烯之间均匀的复合, 制备出TiO₂/Au或TiO₂/氧化石墨烯复合材料。其中, TiO₂纳米粒子的复合可使Au纳米粒子、Au纳米棒或Au纳米立方块的表面等离子体吸收峰产生显著的红移, 表明该组装法为未来制备功能性复合光电器件提供了有效的途径。     

新型聚2-氨基苯磺酸改性TiO_2纳米颗粒的制备及光催化性能

为提高TiO_2的光催化活性,利用原位氧化聚合法制备聚2-氨基苯磺酸改性TiO_2(P2ABSA/TiO_2)纳米颗粒,通过TEM、EDS、XRD、UV-Vis DRS和Photocurrent Test进行表征,以亚甲基蓝为模拟污染物,优化纳米材料制备条件,考察初始pH值和P2ABSA/TiO_2浓度对光催化效果的影响,通过捕捉实验判定活性氧物种在光催化过程中的贡献。结果表明:P2ABSA/TiO_2纳米颗粒最优制备条件为P2ABSA、TiO_2和氧化剂的物质的量之比2∶1∶2、HCl浓度1.2mol/L;TiO_2表面存在一层P2ABSA膜,P2ABSA改性没有改变TiO_2的物相和晶粒尺寸;P2ABSA/TiO_2纳米颗粒对可见光的响应提高,光电流密度从18.3μA/cm2提高到28.7μA/cm2;溶液初始pH值由3.93升至11.36,亚甲基蓝脱色率由92.0%提高到99.0%,P2ABSA/TiO_2纳米颗粒浓度最佳值为1.5g/L;活性氧物种在光催化过程中的贡献大小顺序为·OHh+·O-2,P2ABSA对TiO_2的光敏化作用是P2ABSA/TiO_2纳米颗粒光催化活性得到提高的主要原因。