生物质炭/ZnO复合材料的制备及其吸附-光催化性能

以纳米晶纤维素（NCC）为形貌诱导模板,醋酸锌（Zn（CH₃COO）₂·2H₂O）为Zn源,采用原位聚合法制备NCC/ZnO纳米杂化物,再经550℃高温碳化,得到生物质炭/ZnO复合材料。采用TEM、XRD、BET、UV-Vis测试研究生物质炭与ZnO固体质量比（0.03:1、0.17:1、0.67:1）对生物质炭/ZnO复合材料形貌、晶体结构、孔结构及光吸收性能的影响。并进一步以亚甲基蓝（MB）为模型污染物,研究生物质炭/ZnO复合材料的吸附-光催化性能,阐明其吸附-光催化机制。结果表明,经550℃高温碳化后,NCC转化为具有石墨微晶结构的生物质炭,其骨架结构得以保留,纳米ZnO均匀负载在生物质炭表面,形成生物质炭/ZnO复合材料。与纯纳米ZnO相比,生物质炭/ZnO复合材料比表面积显著提高,具备优异的吸附性能,同时,NCC转化得到的生物质炭有效提高了ZnO的光生电子-空穴对的分离率。生物质炭/ZnO复合材料通过吸附-光催化协同效应去除水体中的MB,去除率显著增加。当生物质炭与ZnO的固体质量比为0.17:1时,生物质炭/ZnO复合材料的平均孔径为188.99 nm,比表面积为33.51 m2/g,在室温条件下,避光吸附30 min后,再使用500 W紫外灯照射20 min,即对MB降解率达到99.8%。      

Br-N共掺杂TiO_2/磁性炭复合材料的制备及其可见光催化性能

以活性炭(AC)为原材料,采用铁盐化学沉淀法耦合壳聚糖-戊二醛交联改性技术制备磁性活性炭(MAC)。以MAC为载体,采用溶胶-凝胶法制备不同Br/Ti掺杂比的Br-N共掺杂TiO_2/MAC可见光催化复合材料(Brx-N-TiO_2/MAC)。通过XRD、UV-Vis漫反射、BET吸附实验、SEM、XPS表征其结构和化学特征。以水杨酸为模型分子进行光催化降解,评价不同Brx-N-TiO_2/MAC材料的可见光催化活性。实验结果表明,相较于N-TiO_2/MAC可见光催化剂,Br-N共掺杂更能促进催化剂对可见光的吸收。Br_(0.35)-N-TiO_2/MAC对水杨酸的降解效果最好,暗吸附1h、光催化3h后,Br_(0.35)-N-TiO_2/MAC对水杨酸的降解率达到83%,高浓度水杨酸会对光催化反应产生一定的抑制作用,该催化材料重复利用三次后仍有78%的去除率,显示了较好的稳定性。     

简单有效掺氮氧化钛纳米晶的制备及其可见光催化性能

以钛酸丁酯为钛源，与尿素混合制成含氮前驱体，在空气中一定温度和时间退火处理制备氮掺杂的氧化钛纳米晶．用XRD、XPS和UV—Vis吸收光谱等手段对制备的掺氮氧化钛进行了表征，并对其可见光照射下的光催化性能进行了测试．结果表明，该方法掺杂的氧化钛纳米晶的吸收带边明显移到可见光区，其在降解亚甲基蓝的实验中表现出良好的可见光催化活性．     

氧化亚锡/石墨烯复合材料的制备及可见光催化性能研究

以氯化亚锡、碳酸氢胺和氧化石墨烯(GO)为原料,通过固相研磨辅助超声反应合成技术制备了两种氧化亚锡/石墨烯复合材料,并研究了复合材料的物相组成、显微形貌和可见光催化性。结果表明,氯化亚锡和碳酸氢胺反应后生成了单相SnO纳米片。原料中掺杂石墨烯后,促进了SnO_2的合成。通过石墨烯添加的不同阶段,获得了两种复合材料,一种为GO表面分散着颗粒均匀的纳米SnO和SnO_2纳米颗粒,具有优良的可见光催化性能,可在50min内降解99%的甲基橙溶液;另一种为部分GO掺杂SnO和SnO_2颗粒,光照80min后,对甲基橙的降解率达到98%。     

Ag3PO4/ZnO@碳球三元异质结的合成及可见光催化性能

以片花状的ZnO@碳球(ZnO@C)为前驱物,采用原位沉淀法使Ag3PO4颗粒生长在其表面形成Ag3PO4/ZnO@碳球(Ag3PO4/ZnO@C)三元复合物。利用XRD,SEM,Raman,UV-VisDRS及瞬态光电流响应等技术对合成样品进行表征,并测试其可见光催化性能。结果表明:ZnO@C的引入能够显著提高Ag3PO4的光催化性能,其中5%(质量分数)ZnO@C与Ag3PO4的复合物AP-Z-5光催化效果最佳。在5mg/LFe(NO3)3牺牲剂存在的情况下,AP-Z-5在20min内能完全降解亚甲基蓝,光催化循环4次后仍保持86%的降解能力。AP-Z-5在Cr(VI)与亚甲基蓝混合废水中对亚甲基蓝依然能保持较高的光催化降解能力。     

纳米TiO2/聚氯乙烯共轭衍生物复合材料的制备及可见光催化性能

聚氯乙烯（PVC）在270℃真空环境中经热处理脱除HCl得到具有共轭结构的PVC衍生物（CDPVC）。纳米TiO₂与CDPVC （质量比为2∶1）经高能球磨复合得到纳米TiO₂/CDPVC复合材料。采用TEM、XRD、XPS、FTIR、SEM和Raman等对纳米TiO₂/CDPVC复合材料进行了分析表征,并采用罗丹明B （Rh B）的光催化降解反应和K₂Cr₂O₇的光催化还原反应评价其可见光催化活性及稳定性。结果表明,TiO₂与CDPVC经高能球磨复合后形成了Ti—O—C结构,该结构有利于提高纳米TiO₂/CDPVC复合材料的可见光吸收能力和光生电子/空穴分离效率。与纳米TiO₂和普通研磨的TiO₂-CDPVC相比,纳米TiO₂/CDPVC复合材料具有较高的可见光催化活性和良好的可见光催化稳定性。其可见光催化机制是CDPVC吸收光子产生光生电子-空穴对,并容易将光生电子注入到TiO₂的导带中,CDPVC内光生电子和TiO₂导带上的光生电子（e_CB-）被吸附在材料表面上的氧捕获产生·O₂-自由基,·O₂-自由基可以直接降解RhB分子,直至最后降解生成H₂O和CO₂。      

溶剂热法制备Ag掺杂ZnO纳米棒结构及催化性能的研究

为了提高ZnO的光降解效率,选择贵金属Ag为掺杂材料,通过溶剂热法制备了不同Ag掺杂量(0,1%,2%,3%和4%(摩尔分数))的ZnO纳米棒。通过XRD、SEM、FT-IR和PL等手段对ZnO的晶格结构、微观形貌、光谱性能和催化性能等进行了表征,并研究了Ag掺杂的ZnO纳米棒在500 W氙灯照射下对罗丹明B不同时间段的降解效率。结果表明,Ag掺杂后的ZnO的晶体结构未发生改变,但晶胞体积出现增大、晶格畸变变小;掺入Ag后ZnO逐渐从颗粒球状转变成棒状结构,并且随着Ag掺杂比例的增加,变化趋势更加明显;部分Ag⁺取代了Zn²⁺,导致掺杂Ag的ZnO金属氧键的振动峰出现降低;随着Ag掺杂浓度的增加,ZnO纳米棒的PL强度出现先降低后升高的趋势,3%(摩尔分数)Ag掺杂的ZnO的PL强度最低;Ag的掺杂抑制了电子-空穴的复合,增强了光降解效率,3%(摩尔分数)Ag掺杂的ZnO纳米棒在120 min照射下对罗丹明B的降解效率达到最大值为70.22%。     

Ag-Ag2O/TiO2-g-C3N4纳米复合材料的制备及可见光催化性能

近年来,半导体光催化技术作为一项快速发展的新型环保技术,在降解水体中污染物和可再生清洁能源的生产领域有很大的应用前景。本文以所制备出的20 wt%类石墨烯碳氮化合物(g-C₃N₄)/TiO₂为基质,利用水热法中纳米Ag颗粒部分氧化行为成功合成了Ag修饰异质结型Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致荧光光谱(PL)、瞬态光电流响应等分析测试手段对Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合材料的晶体结构、形貌、光学性质等进行表征和分析。以亚甲基蓝溶液为目标降解物,研究了Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合材料的可见光催化性能。结果表明:在纳米Ag颗粒修饰的Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合材料中,Ag部分氧化成Ag₂O;与g-C₃N₄的协同作用使Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合催化剂具有良好的可见光催化活性;可见光照射4 h后,Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合催化剂对亚甲基蓝的降解率接近50%。      

负载有ZnSe的TiO2纳米带复合材料的制备及其可见光催化性能

采用水热法制备了立方相ZnSe负载的锐钛矿型TiO3纳米带复合材料.在140℃下反应6h制得的产物是六方相ZnO负载的TiO2纳米带,但此样品再在160℃下反应6h,则获得的产物是ZnSe负载的TiO2纳米带;若在140℃下将反应时间延长至24h,只有少量ZnO转变为ZnSe.紫外-可见吸收测试结果表明,负载的ZnSe对TiO2起到了可见光光敏化作用;可见光催化测试结果表明,ZnSe在TiO2纳米带的负载对罗丹明B的光催化降解活性起到一定程度的增强作用,但随着ZnSe负载量的增大,光催化降解活性显著降低.     

Plasmonic effect and bandgap tailoring of Ag/Ag2S doped on ZnO nanocomposites for enhanced visible-light photocatalysis

Ag/Ag₂S-ZnO nanocomposites were prepared via a simple hydrothermal process followed by a plasmonic Ag⁺ reduction through a photo-deposition method. Ag₂S was introduced to narrow the overall composite bandgap and activate the surface plasmon resonance (SPR) effect of the Ag⁺ cation present. The physicochemical properties of the as-synthesised catalysts were characterised by X-ray diffraction (XRD), scanning and transmission electron microscopies (SEM and TEM), Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis. Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Ultraviolet diffuse reflectance spectroscopy (UV–vis DRS), photoluminescence emission spectra (PL) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was conducted to investigate the photo-absorption and emission spectra of the nanocomposites. The degradation efficiency of all the synthesised catalysts (ZnO, Ag₂S, Ag/ZnO and Ag₂S/ZnO) prior to the final product, Ag/Ag₂S/ZnO was tested and compared. Results showed that the ternary Ag/Ag2S/ZnO achieved a 98 % phenol removal compared to 50 %, 11 %, 64 % and 93 % for ZnO, Ag2S, Ag/ZnO and binary Ag2S/ZnO, respectively. The degradation kinetics followed the Langmuir-Hinshelwood model, which typically describes heterogeneous photocatalytic surface reactions. The linear fits had R² values higher than 0.97, which confirms the degree of accuracy or statistical fitness to the kinetic model. Degradation scavenger test confirmed the holes (h⁺) as the main inhibitor and identified the superoxide O₂?¯ radical as the main active specie responsible for the degradation. Total organic carbon analysis using the ternary Ag/Ag₂S-ZnO catalyst only achieved a 74% phenol mineralization after 24 h of photocatalysis. Recyclability tests showed good phenol removal stability of Ag/Ag₂S-ZnO at 41 % after five recycle runs. Hence, a synergistic degradation mechanism responsible for the efficient photo-degradation performance was proposed.     

天然橡胶/蒙脱土原土纳米复合材料的制备与性能

用机械混炼反应插层法,通过引入第三组分RH,制备了天然橡胶／蒙脱土原土纳米复合材料,实现了对天然橡胶的补强,在这种复合材料中,蒙脱土原土的层间距显著增大,蒙脱土无机片层在橡胶基体中达到了纳米级分散．蒙脱土原土与天然胶纳米复合保持了较低的滚动阻力,显著地提高了天然胶的抗湿滑性．     

氧化锌/环氧纳米复合材料的制备及其光学性能研究

采用均相沉淀法制备了氧化锌(ZnO)前驱体,通过煅烧前驱体制备了不同粒径的ZnO纳米颗粒,并在此基础上制备了ZnO/环氧纳米复合材料.借助TG、XRD和TEM等手段对纳米ZnO进行了表征,采用UV-VIS研究了ZnO含量、颗粒粒径等因素对复合材料光学性能的影响.研究结果表明:在紫外光区,提高ZnO的含量和选择ZnO最佳粒径,可以改善对紫外光的屏蔽效果;随着ZnO粒径的减小,ZnO对紫外光的屏蔽存在明显的蓝移现象,因此选择合适的粒径尤为重要.在可见光区,ZnO含量和颗粒粒径的影响相似,当ZnO含量低于0.07wt%、粒径小于27nm时复合材料的透过率几乎没有变化,增加含量或增大粒径透过率则随之下降.当ZnO的粒径为27nm时,添加0.07wt%的ZnO所制备的ZnO/环氧纳米复合材料具有优异的光学性能:在保持可见光区高透明性的同时又能够对紫外光区有良好的屏蔽效果,能够满足LED封装等光学器件的需要.     

魔芋葡甘聚糖/ZnO纳米复合材料的制备与表征

用纳米ZnO为原料,以魔芋葡甘聚糖(KGM)为基体,采用共混法制得KGM/ZnO纳米复合物.通过傅立叶红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)、透射电镜(TEM)等手段对该体系进行了表征.结果表明:由于纳米ZnO粒子的引入,KGM分子FTIR的某些特征峰的波数发生明显变化;纳米ZnO在复合物中的分散性较好;复合材料的热稳定性高于KGM薄膜;此外,复合材料的力学性能有所提高.     

有机磷氮系蒙脱土/LDPE纳米复合材料的制备及阻燃性能

以三氯氧磷和新戊二醇等为原料, 合成了一种新型磷氮型季铵盐(PAHAC), 通过红外光谱(FTIR)、 核磁共振氢谱(1H-NMR)和高分辨质谱(HRMS)表征化合物结构。利用PAHAC与钠基蒙脱土(Na-MMT)离子交换反应制备有机磷氮系蒙脱土阻燃剂(PAHACMMT)。FTIR和X射线衍射(XRD)研究表明: PAHAC通过离子交换对蒙脱土进行了有机化改性, 经20%质量分数的PAHAC改性后的MMT(20%PAHAC-MMT)层间距增至1.87nm, 20%PAHACMMT的热分解温度在310℃以上。透射电镜(TEM)分析结果表明, 20%PAHACMMT经LDPE熔融插层, 形成了插层剥离型纳米复合材料。锥形量热测试结果表明有机磷氮系蒙脱土/LDPE纳米复合材料具有良好的阻燃性能, 其中20%PAHACMMT(7%)/LDPE的热释放速率峰值(PHRR)比LDPE降低了21%, 热释放总量(THR)下降了9.5%。炭层的扫描电镜(SEM)分析结果表明, 20%PAHACMMT/LDPE燃烧后能形成致密的炭层, 起到良好的阻燃作用。      

Preparation and optical properties of Au/Teflon nanocomposites

Using thermal deposition technique, we have prepared Au/Teflon thin films on glass substrates. To control the film microstructure, both TEM and AFM characterization have been carried out. The visible optical transmission spectra have been measured in-situ. The peak positions and linewidths in the spectra have been identified in terms of the gold nanoparticle shape, size, and arrangement. The results obtained provide evidence for formation of both sphere-like and cylinder-like gold nanoparticles in the films. The fraction of each kind of the particles depends on whether the plasma treatment has been used. The treatment is shown to enhance the fraction of the cylinder-like particles.     

聚丙烯/海泡石纳米复合材料的制备与研究

采用CTAB对海泡石进行化学修饰,制备了改性海泡石,将海泡石、改性海泡石分别与聚丙烯(PP)熔融共混制备了熔融插层纳米复合材料.用XRD、DSC、SEM等测试手段对复合材料的结构进行表征,同时对复合材料的力学性能进行测试.结果表明,经过改性的海泡石亲油性增强;XRD结果表明PP大分子已经进入海泡石层间,形成插层型复合材料;DSC结果表明,一定量的改性海泡石的加入起到了异相成核作用,使复合材料的结晶更加完善;力学性能表明,改性海泡石使材料的冲击强度提高;SEM显示,改性海泡石呈两维纳米级均匀分散在PP基体中且与基体的界面结合良好.     

尼龙6/埃洛石纳米管纳米复合材料的制备与性能

通过熔融共混制备了尼龙-6(PA6)/埃洛石纳米管(HNTs)纳米复合材料.研究了HNTs含量对PA6/HNTs纳米复合材料微观形态、力学性能、结晶行为的影响.结果表明,在熔融共混条件下,HNTs不经过任何表面处理即可以纳米尺度均匀地分散于PA6基体中.随着HNTs含量的增加,纳米复合材料的弯曲强度和弯曲模量显著提高.DSC结果显示HNTs的存在起到了成核剂的作用,提高了PA6的结晶温度.HNTs份数少时能提高PA6/HNTs纳米复合材料的结晶度,份数多时会使其结晶度下降和生成不稳定的晶体.