核壳型CoFe2O4/TiO2磁载纳米光催化剂制备及性能

采用化学共沉法和TiCl4水解法制备CoFe2O4磁粒子和核壳型CoFe2O4/TiO2光催化剂,在100℃烘干,350℃焙烧2 h,在紫外光源和太阳光照射下所制备的CoFe2O4/TiO2光催化剂显示出较高的甲基橙降解能力,利用外加磁场很容易将CoFe2O4/TiO2光催化剂和所处理的污水分离,并可循环使用.TEM和XRD分析结果表明:CoFe2O4粒径约为20nm,TiO2包覆的CoFe2O4粒子的粒径约为30～40nm,TiO2包覆层约为10～20nm.     

核壳结构ZnO光催化剂的制备与性能研究

制备了核壳结构的ZnO光催化剂，并研究其光催化活性。核壳型复合材料拥有很多新颖的性质。第二类核壳结构的光生电子和空穴被分别束缚在核层与壳层中。电子空穴的空间分离有利于催化活性原子团的生成，因此可以提高光催化剂的性能。     

核壳型复合光催化剂的研究进展

综述了近年来纳米TiO2核壳型复合光催化材料的研究进展.核壳型复合光催化剂兼备核和壳组分的特征而具有优异的物理或化学性能,其形成过程主要包括扩散阶段和浓缩反应阶段,其作用机理主要有化学键作用、库仑力静电引力作用和吸附层媒介作用等.按核的物质种类不同,将核壳型TiO2复合光催化剂系统分为以无机氧化物为核、以有机物为核及以单质为核,阐述了它们在环境治理的光催化领域中的应用,指出了纳米TiO2核壳型复合光催化材料存在的问题及未来的发展前景.     

铁掺杂TiO2光催化剂的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备铁掺杂纳米TiO2光催化剂。通过XRD、FT-IR、UV-Vis、PL等对Fe-TiO2样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝（MB）作为目标降解物,考察经不同热处理温度及不同掺铁量Fe-TiO2样品对MB的降解效果。结果表明所制备的Fe-TiO2样品的晶型为锐钛矿相与金红石相的混晶相,铁掺杂抑制了晶粒的生长和晶型的转变,样品的吸收阈值波长向可见光红移约68nm,提高了TiO2的光催化活性。在普通日光灯下,经500℃热处理、掺铁量与TiO2摩尔比为1∶200条件下制备的催化剂其光催化活性明显高于Degussa P25。     

水热法制备核壳型纳米TiO2／Al2O3粉体的研究

通过一步水热制备TiO2/Al2O3核壳型纳米粉体,并且研究了pH值、水热温度和时间对核壳粉体的影响,最佳的反应条件为:制备前驱体的pH≈9.0,水热温度为260℃,水热保温时间为3.5h.产品的平均晶粒粒径小于20nm.通过XRD,TEM和SEM表征,核壳型纳米TiO2/Al2O3粉体包膜良好,且TiO2/Al2O3添加到水性乳胶漆后能提高其抗老化性能.     

TiO2/Fe2O3核-壳粒子的制备及光学性能

钛酸四丁酯(TBOT)水解产生的TiO2沉积在单分散准球形α-Fe2O3颗粒的表面,形成均匀、连续的核-壳结构.TiO2壳层的厚度约为30 nm.在500℃热处理后,TiO2壳层从非晶态转变为锐钛矿结构.在光激发下,TiO2/Fe2O3核-壳粒子的电子从TiO2价带跃迁到能量较低的α-Fe2O3导带,在可见光区产生新的强吸收峰.光谱计算结果表明TiO2价带与α-Fe2O3导带的能量差为1.6 eV.     

一维ZnO-Cu2O核壳纳米复合结构的制备及光催化性能

利用光催化材料可以将水体中含有的有机染料有效地降解和去除,因此制备低成本和高效率的光催化材料成为了当今研究的一个热点。通过简单的化学气相沉积法并结合化学液相反应法大量制备了高质量的一维ZnO-Cu2O核壳纳米复合结构材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)、X射线衍射(XRD)等测试手段对该一维纳米复合材料的形貌和结构进行了表征,并且利用甲基橙作为有机染料,氙灯作为光源对其光催化性能做了研究。结果表明,在纤锌矿结构的一维ZnO纳米线表面成功包覆了立方结构的Cu2O纳米颗粒,形成了平均直径约为35nm的一维纳米复合结构,其在60min内使甲基橙的脱色率超过了91%,光降解速率常数K达到了2.45h-1,在紫外至可见波长光照射下具有非常好的光催化效果。     

CeO2掺杂TiO2光催化剂的性能研究

采用液相合成法制备CeO2掺杂TiO2光催化粉体,利用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、FT-IR傅里叶变换红外光谱仪等对粉体的晶相组成、光谱吸收性能进行了表征,结果表明,掺杂后的TiO2经800℃热处理后仍呈锐钛矿型;CeO2/TiO2吸收光谱的阈值波长发生红移,但Ce掺杂浓度的增大对粉体的可见光吸收影响不大.光催化降解甲醛的结果表明,粉体在普通日光灯下对甲醛气体的降解率明显优于P25.     

Ti02光催化核壳材料的研究进展

TiO<,2>核壳材料作为光催化剂具有活性高、稳定性强、普适性广、应用前景广阔等优点而引起了人们广泛的兴趣.综述了近年来TiO<,2>核壳材料用作光催化剂的最新研究成果,主要包括TiO<,2>与金属、半导体、磁性材料等复合所得核壳材料及TiO<,2>自身组成核壳材料在光催化领域的应用,指出TiO<,2>与金属、半导体复合或离子掺杂等所得核壳材料都不同程度地提高了其催化性能;与磁性材料复合时虽然易于分离但是活性不理想;当以TiO<,2>为核时,通过控制合成条件可以制备出孔径不同的TiO<,2>壳层,该类核壳材料可以选择性地降解有机物.最后指出深入探讨TiO<,2>核壳材料光催化机理、开发易回收高效TiO<,2>催化剂及寻找简易制备TiO<,2>核壳材料的方法是未来TiO<,2>核壳材料研究的重要方向.     

铁氮共掺杂TiO2光催化剂的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法与微波合成法相结合制备铁氮共掺杂的TiO2光催化剂。通过XRD、FT-IR、UV-Vis、PL等对Fe-N-TiO2样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝（MB）作为目标降解物,考察经不同温度热处理及不同掺铁量的样品对MB的降解效果。结果表明所制备的样品在700℃热处理5h后为锐钛矿相与金红石相混晶,样品的吸收阈值波长向可见光红移约45nm。铁氮共掺杂抑制了样品从锐钛矿相向金红石相的转变,提高了TiO2的光催化活性。在普通日光灯下,热处理温度为600℃、掺铁量与TiO2摩尔比为1︰200条件下制备的样品,其光催化活性明显高于Degussa P25。     

苯乙烯-丙烯酸酯树脂/纳米SiO2核壳乳液的制备及性能

以聚乙烯醇为保护胶体,以含双键的纳米SiO2粉体与丙烯酸酯类单体通过原位无皂乳液聚合合成了苯乙烯-丙烯酸酯树脂/纳米SiO2核壳乳液。通过红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜和接触角测试对杂化材料进行表征,结果表明纳米SiO2和丙烯酸酯之间产生了化学键的结合,两者复合达到分子水平。材料力学性能和耐水性均好,其中拉伸强度最高可达5.5N/mm2,断裂伸长率可达到102%;耐水性最低为12.5%。     

CoFe_2O_4@FeCo纳米核壳颗粒的制备与磁性研究

利用化学共沉淀法合成Co Fe2O4纳米颗粒,并在氢气气氛下还原获得Co Fe2O4@Fe Co核壳结构磁性纳米颗粒。用XRD和TEM对所得样品进行结构分析,用SQUID测量样品在300 K时的磁滞回线,发现随着壳厚度的增加,核壳结构样品的矫顽力呈现先增加后减小的趋势,而其饱和磁化强度表现出逐渐增加的趋势。为了探究所制备样品的核壳磁性层之间的交换相互作用,还测量了M-T曲线以及T=5 K时的零磁场冷却(ZFC)和带磁场冷却(FC)磁滞回线。     

核壳结构TiO2/Ag反蛋白石的制备与形貌观察

用化学还原法制备了银包覆聚苯乙烯(PS)微球结构,通过垂直沉积法排列出具有密堆积结构的PS-Ag蛋白石模板,然后采用溶胶-凝胶法渗透TiO2,最后焙烧处理除去PS,制备出了规整的核壳结构TiO2/Ag反蛋白石。采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射对该样品进行了分析。结果表明,PS球表面包覆的为纳米尺度的金属Ag;所制备的PS/Ag核壳微球蛋白石经过480℃、12h焙烧处理后获得的核壳TiO2/Ag反蛋白石结构的单胞参数可以通过调节包覆银层的厚度来调变,即改变AgNO3与PS球的质量比获得具有不同银包覆层厚度、不同单胞参数的三维蛋白石和反蛋白石结构。     

In situ preparation and protein delivery of silicate–alginate composite microspheres with core-shell structure

The efficient loading and sustained release of proteins from bioactive microspheres remain a significant challenge. In this study, we have developed bioactive microspheres which can be loaded with protein and then have a controlled rate of protein release into a surrounding medium. This was achieved by preparing a bioactive microsphere system with core-shell structure, combining a calcium silicate (CS) shell with an alginate (A) core by a one-step in situ method. The result was to improve the microspheres'' protein adsorption and release, which yielded a highly bioactive material with potential uses in bone repair applications. The composition and the core-shell structure, as well as the formation mechanism of the obtained CS–A microspheres, were investigated by X-ray diffraction, optical microscopy, scanning electron microscopy, energy dispersive spectrometer dot and line-scanning analysis. The protein loading efficiency reached 75 per cent in CS–A microspheres with a core-shell structure by the in situ method. This is significantly higher than that of pure A or CS–A microspheres prepared by non-in situ method, which lack a core-shell structure. CS–A microspheres with a core-shell structure showed a significant decrease in the burst release of proteins, maintaining sustained release profile in phosphate-buffered saline (PBS) at both pH 7.4 and 4.3, compared with the controls. The protein release from CS–A microspheres is predominantly controlled by a Fickian diffusion mechanism. The CS–A microspheres with a core-shell structure were shown to have improved apatite-mineralization in simulated body fluids compared with the controls, most probably owing to the existence of bioactive CS shell on the surface of the microspheres. Our results indicate that the core-shell structure of CS–A microspheres play an important role in enhancing protein delivery and mineralization, which makes these composite materials promising candidates for application in bone tissue regeneration.     

具有核-壳结构的金纳米包覆磁性纳米复合颗粒的研究进展

具有核-壳结构的金纳米包覆的磁性纳米粒子,既具有磁性纳米粒子的特点又增加了金纳米的表面化学性质,近年来受到研究人员的广泛关注。简要综述了近年来国内外制备2类核-壳结构的金包铁磁性纳米复合材料的研究进展及相关应用,并对其应用前景进行了展望。     

铝基体上氧化铝／二氧化钛复合膜的形貌和结构研究

二氧化钛是一类具有高光催化活性的功能性材料，在能源、环保、卫生保健等领域有着重要的应用价值．利用阳极氧化和电沉积的方法在铝基体上制备了氧化铝／二氧化钛复合膜，通过XRD、TG／DSC、SEM、EDS、XPS等分析手段对复合膜的形貌和结构进行了表征，并对复合膜的形成过程予以阐述．结果表明，电沉积得到的TiO2为非晶态，随热处理温度的升高，TiO2向晶态转变。热分析结果确定TiO2由无定型结构向锐钛矿结构转变的温度约为425℃。TiO2分布于氧化铝膜的表面及微孔内部，随电沉积时间的增加，TiO2的含量增大，复合膜表面趋于出现裂纹缺陷。复合膜表面主要由Ti、O两种元素构成，同时存在较少量的Al、S、K等元素，其中Ti元素全部以TiO2的形式存在．铝阳极氧化膜表面的TiO2是通过交流电沉积过程中的阴极反应生成并沉积于氧化铝的表面及微孔内部，随沉积时间的延长，放电通道和氧化铝膜的溶解作用加剧，复合膜表面将呈现网状裂纹形貌。     

合成温度对二氧化钛纳米管的影响

以P25纳米粉体和NaOH为原料,采用水热合成法,在不同的合成温度下制备TiO2纳米管.用XRD、TEM、BET、TG-DSC、Uv-vis等方法对TiO2纳米管的形貌、成分和性能进行了表征.结果表明,合成温度对产物有显著影响:随着反应温度的升高,纳米管的比表面积逐渐增大,长度逐渐增长,而管径基本不变,纳米管的产率也有增加的趋势.150℃反应制得粉体的比表面积为641.855m2/g,管外径为8nm.160℃反应制得的粉体经560℃处理后降解亚甲基蓝的能力要远优于市售的P25纳米粉体.鉴于以前水热处理温度对纳米管形成方面的影响研究报道较少,系统的研究了温度对纳米管形成的影响.     

Preparation of fine,uniform nitrogen- and sulfur-modified TiO2 nanoparticles from titania nanotubes

TiO₂ nanoparticles modified with nitrogen and sulfur were prepared from titania nanotubes by a facile wet chemistry method. The samples synthesized with different thiourea/TiO₂ ratios showed a uniform nanoparticle size distribution centred at approximately 10 nm with a developed specific surface area of 246 m² g^-1. These modified nanosized photocatalysts exhibited higher photocatalytic activity for the degradation of gaseous isopropanol than unmodified titania nanotubes under visible illumination. This could be attributed to the synergistic effects of a large specific surface area, strong absorption in the visible region, a redshift in the adsorption edge, and surface adsorption modification induced by nitrogen and sulfur compounds.     

Preparation of fine,uniform nitrogen- and sulfur-modified TiO2 nanoparticles from titania nanotubes

Abstract

TiO₂ nanoparticles modified with nitrogen and sulfur were prepared from titania nanotubes by a facile wet chemistry method. The samples synthesized with different thiourea/TiO₂ ratios showed a uniform nanoparticle size distribution centred at approximately 10 nm with a developed specific surface area of 246 m² g^-1. These modified nanosized photocatalysts exhibited higher photocatalytic activity for the degradation of gaseous isopropanol than unmodified titania nanotubes under visible illumination. This could be attributed to the synergistic effects of a large specific surface area, strong absorption in the visible region, a redshift in the adsorption edge, and surface adsorption modification induced by nitrogen and sulfur compounds.