甘油中水合TiO2及不同晶型纳米TiO2光致变色现象

系统地研究了甘油中水合TiO₂及不同晶型纳米TiO₂的光致变色现象。实验结果显示无定型水合TiO₂具有最明显的变色行为,锐钛型纳米TiO₂变色程度次之,金红石型纳米TiO2没有明显变色现象发生,混晶型(金红石和锐钛)纳米TiO₂的变色程度介于金红石型和锐钛型之间。XPS结果表明TiO₂的光致变色是由Ti³⁺引起的。从电子-空穴对复合率影响Ti ³⁺形成的角度对实验现象作出了详细解释,电子-空穴对复合率越高,Ti³⁺形成率越低,从而变色程度越浅;并运用双注入机制和小极子模型阐述了不同晶型TiO₂的光致变色机理。分析了甘油环境对TiO₂光致变色现象的影响,得出甘油对TiO₂的光致变色行为有促进作用。     

TiO2晶型对微波加热制备TiB2粉体的影响

为探究TiO₂晶型(锐钛矿型和金红石型)对微波加热制备TiB₂粉体的影响,分别以锐钛矿型和金红石型TiO₂为钛源,B₄C为硼源,炭黑为碳源,在微波加热的条件下通过硼热/碳热还原法快速制备了TiB₂粉体,探讨了TiO₂晶型对微波加热制备TiB₂粉体的物相组成、显微结构以及C和O杂质含量的影响。结果表明：在微波加热条件下,2种晶型TiO₂原料在1 450℃反应20 min后均可制备纯相TiB₂粉体,其中金红石型TiO₂制备的TiB₂粉体呈规则的六方片状结构,晶粒发育较为完善。而锐钛矿型TiO₂制备的TiB₂则为近似球状结构。相比较,金红石型TiO₂作为硼源更有利于制备高纯度、晶型完整的TiB₂粉体。     

TiO2、ZnO和TiO2/ZnO三种氧化物粉体材料的抗菌性能对比

氧化物具有化学性质稳定、原材料丰富易得的优点,其作为抗菌材料日益受到关注。对氧化物的抗菌性能及影响因素开展深入研究,能够为新型抗菌材料的开发提供科学依据。通过溶胶-凝胶法制备出了TiO₂/ZnO复合粉体,并将其与TiO₂、ZnO进行对比,分别对它们的晶相结构、微观形貌和粒径进行了表征。利用大肠杆菌ATCC25922作为受试菌株,通过抑菌环试验和菌液接触试验对3种氧化物粉体材料的抗菌性能进行测试。考察了钛锌比、光照等条件对抗菌效果的影响。结果表明,所使用的TiO₂主要由锐钛矿相和金红石相组成,ZnO主要为六方纤锌矿相,制备出的TiO₂/ZnO则主要是锐钛矿型TiO₂在六方纤锌矿型ZnO的孔隙间沉积而成,这3种粉体材料的粒径由大到小分别为TiO₂/ZnO、TiO₂和ZnO。从抑菌环和菌液接触试验的结果可以看出,ZnO粉体材料的抗菌效果明显优于TiO₂粉体材料,ZnO和TiO₂/ZnO在黑暗条件下仍有良好的抗菌性能,但在可见光照射条件下抗菌效果更佳。ZnO含量是TiO₂/ZnO复合材料抗菌性能的关键因素。制备TiO₂/ZnO粉体材料时的煅烧温度对其抗菌性能没有明显影响。     

流化床气相水解制备高纯二氧化钛

针对TiCl₄气相水解制备TiO₂粉体存在Cl含量高的问题，开展了流化床TiCl₄气相水解制备高纯TiO₂。系统地研究了反应条件、煅烧后处理对TiO₂粉体的纯度、形貌、晶型、比表面积的影响。结果表明，TiO₂内部结构和晶型的转变有利于Cl的脱除；提高煅烧温度使TiO₂的内部结构由多孔疏松向致密结构转变，晶型结构由锐钛矿相向金红石相转变，从而有利于提高Cl的脱除率；与空气煅烧比较，水蒸气气氛下的脱氯效率明显提高，归因于水蒸气与TiO₂颗粒内残余的多羟基氯化物进一步反应；氢气气氛下可进一步提高Cl的脱除率，800℃煅烧2 h后Cl的脱除率达到95%，主要归因于氢气还原TiO₂使其晶型结构发生转变。     

煅烧温度对Fe/TiO2复合粉体光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备合成Fe/TiO₂纳米复合粉体,用紫外光照射甲基橙溶液的降解实验,通过降解率比较粉体的光催化性能。通过XRD、SEM、UV-Vis等分析手段对粉体的结构和光学性能进行了表征。结果表明,不同的煅烧温度对TiO₂粉体的光催化性能有显著影响,随着煅烧温度的升高,逐渐向金红石相发生转变;450℃的煅烧条件下,甲基橙的降解率最好。     

SiO2包覆TiO2复合纳米粒子的制备及防晒性能研究

通过溶胶-凝胶法在金红石型纳米二氧化钛（TiO₂）表面包覆二氧化硅（SiO₂）薄膜,对纳米TiO₂进行表面改性。通过优化聚乙烯吡咯烷酮（PVP）用量、硅钛比、氨水的用量确定最佳制备条件为:TiO₂用量为0.3 g,PVP用量为0.4 g,硅钛比为2∶1,氨水用量为5 m L,获得了粒径小,SiO₂包覆层薄,单分散性好的SiO₂-TiO₂复合纳米粒子。应用FT-IR,XRD,SEM,TEM和UV-vis等对改性前后的粒子进行表征。结果表明:红外光谱图中出现Si-O-Ti键的振动吸收峰,改性前后的纳米TiO₂均为金红石型,SEM及TEM显示改性后的粒子团聚现象减弱,其表面形成了约10 nm的SiO₂薄膜。经过表面改性,SiO₂成功包覆在纳米TiO₂表面,复合纳米粒子的光催化活性得到有效抑制,纳米TiO₂作为防晒剂的安全性大大提高。...     

聚酯用金红石型二氧化钛浆料的分散性能研究

研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)用金红石型二氧化钛(TiO_2)粉体在乙二醇(EG)中的分散性和稳定性,考察了pH值、分散剂六偏磷酸钠(SHMP)用量和研磨时间对金红石型TiO_2浆料分散性能的影响以及在原位聚合法制PET中的应用情况。结果表明:在pH值为6.5~10.0时,金红石型TiO_2水溶液的Zeta电位绝对值小于30 mV,当在其中加入质量分数为1.6%(相对金红石型TiO_2)的SHMP时,其Zeta电位绝对值为50.1 mV;质量分数为50%的金红石型TiO_2-EG浆料(SHMP质量分数为1.0%)研磨时间为20~60 min时,TiO_2在浆料中的分散效果最好;金红石型TiO_2-EG浆料研磨分散后放置48 h,TiO_2粒子粒径分布稍有变宽,没有出现明显的团聚;将没有静置的金红石型TiO_2-EG浆料应用于PET的原位聚合中,所制得的半消光PET切片中的TiO_2粒子分散良好,直径小于1 000 nm,没有出现明显的二次团聚现象。     

磷酸盐调控纳米TiO2微结构及其表面羟基密度

以冰乙酸作诱导剂,研究磷酸盐在溶胶-凝胶法合成纳米二氧化钛过程中对其微结构及其表面羟基密度的影响,并利用XRD、BET、EDS、SEM、FT-IR和TGA等方法对二氧化钛相变过程和表面结构变化进行表征.结果表明:合成过程中添加磷酸根可增加纳米二氧化钛的表面羟基密度,500℃、700℃煅烧6h,其表面羟基密度分别为10.74nm^-2、4.03nm^-2,而对照样在500℃煅烧条件下其表面羟基密度为4.95nm^-2;同时磷酸根的添加,有利于锐钛型晶相结构的热稳定性,锐钛型向金红石转变的相变温度达800℃.这可能是由于PO₄^3-与TiO₂晶相生长基元[TiO₆]八面体易发生多齿螯合,不利于金红石相形成.     

纳米TiO2的溶胶凝胶合成及其光催化降解水面石油废料

通过在溶胶凝胶法中添加尿素作为燃料，成功调控合成锐钛矿/金红石相TiO₂和纯金红石相TiO₂。相结构表征和官能团信息表征确认了锐钛矿/金红石相TiO₂和纯金红石相TiO₂中不含其它杂质。经谢乐公式计算，锐钛矿/金红石相TiO₂和纯金红石相TiO₂的平均晶粒尺寸分别为30.28 nm和35.86 nm。扫描电镜发现，细的球形颗粒为锐钛矿相TiO₂,细长的纳米棒为金红石相TiO₂,颗粒尺寸与谢乐公式计算的结果类似。光学性质表征发现，与纯金红石相TiO₂相比，锐钛矿/金红石相TiO₂具有可见光吸收能力，表明其有可见光光催化活性。以水面原油废料为目标降解产物，将P25 TiO₂、锐钛矿/金红石相TiO₂和纯金红石相TiO₂负载在漂珠上，在模拟太阳光和可见光辐照下进行光催化降解实验。结果表明，由于空穴、羟基自由基和...     

超疏水金红石型纳米钛硅复合氧化物的制备与表征

以正硅酸乙酯为硅源、钛酸异丙酯为钛源,采用改进的溶胶-凝胶法制备了不同钛硅摩尔比的复合气凝胶,在不同温度下进行煅烧,得到金红石型钛硅（TiO₂-SiO₂）复合氧化物纳米颗粒,然后通过三甲基氯硅烷（TMCS）改性,制得超疏水金红石型TiO₂-SiO₂纳米材料。探讨了钛硅摩尔比和煅烧温度对钛硅复合氧化物纳米颗粒晶型的影响,并通过XRD、XPS、BET、SEM和FTIR等手段对产物进行了表征,采用水接触角测试（WCA）对纳米材料改性后的疏水性能进行了表征。结果表明：当钛硅摩尔比为5：1时制得的气凝胶在1100℃煅烧及TMCS改性后,所制备的超疏水金红石型纳米钛硅复合氧化物的比表面积大,疏水性能优异,其比表面积达348 m²·g^-1,水接触角达到154.7°,在构建具有纳微分层结构的外墙装饰材料的面漆方面具有潜在的应用前景。     

二氧化钛相变研究现状

综述了二氧化钛由锐钛矿型向金红石型转变的影响因素,重点研究了温度调控与添加剂调控对二氧化钛锐钛矿型向金红石型转变的影响和作用机理。结果表明：温度调控能直接有效地促进二氧化钛锐钛矿型向金红石型转变;掺杂熔点低于TiO2的金属氧化物V2O5、SnO2等,离子半径与Ti4+半径相近的Fe3+、V4+、Ce4+等,以及体积小的低价阴离子Cl-、F-等都能促进TiO2由锐钛矿型向金红石型转变。     

常压阳离子可染聚酯熔体的流变性能研究

应用高压毛细管流变仪测试了2种常压阳离子染料可染聚酯(ECDP-1,ECDP-2)熔体的流变性能并与常规聚酯(PET)熔体的流变性能进行对比.结果表明:ECDP-1,ECDP-2与PET熔体都属于假塑性非牛顿流体,黏度随剪切速率((γ))的增大而减小;ECDP-1,ECDP-2与PET熔体的非牛顿指数都随温度的升高而增...     

不同物相TiO2对H2O2/O3氧化效能的影响

研究了不同物相TiO₂对H₂O₂/O₃氧化效能的影响,目标有机物为羟基自由基探针化合物乙酸。结果表明,在初始pH为7.0和10.0时,加入TiO₂反而降低了H₂O₂/O₃的氧化效率,其中锐钛矿TiO₂比金红石TiO₂的减弱作用更为明显。当初始pH为3.0时,金红石TiO₂能显著提高H₂O₂/O₃的氧化效率,但锐钛矿TiO₂影响不明显。机理分析表明,H₂O₂浓度及其衰减速率与乙酸的去除效率有很大的相关性。在pH为7.0和10.0时,两种物相TiO₂均能加快H₂O₂的分解,其中锐钛矿TiO₂作用更为显著。此条件下HO₂^-能有效引发臭氧分解产生羟基自由基,故H₂O₂过快分解反而降低了乙酸的去除效果。在pH为3.0时,H₂O₂去质子化反应困难,故O₃/H₂O₂氧化效率极低,H₂O₂浓度也几乎不变。加入TiO₂能明显提高H₂O₂的分解速率,相比金红石TiO₂,锐钛矿TiO₂使H₂O₂在5 min内基本分解完毕,但其对H₂O₂/O₃氧化效率几乎没有影响。饱和臭氧水分解速度的批处理实验也有相似的结果。由此可见,合适引发剂浓度可能是保证臭氧类高级氧化技术较高效率的关键,否则只会导致氧化剂的无效过快分解。利用氯化硝基四氮唑蓝法对比分析了酸性条件下H₂O₂/O₃、锐钛矿TiO₂/H₂O₂/O₃和金红石TiO₂/H₂O₂/O₃体系产生超氧自由基(·O₂^-)的量,其大小顺序为:H₂O₂/O₃< 金红石TiO₂/H₂O₂/O₃< 锐钛矿TiO₂/H₂O₂/O₃,这与前面结果吻合很好。     

高强抗紫外PET工业丝的生产试验与表征

将含纳米二氧化钛(TiO2)的母粒添加到常规高黏聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片中,采用熔融共混挤出的方法制备高强抗紫外PET工业丝.在研究TiO2对高黏PET流变性能和结晶性能影响的基础上,进行高强抗紫外PET工业丝工业化试验,试验中针对性地调整纺丝工艺,制得了不同TiO2含量的高强抗紫外PET工业丝,并对其结构和...     

铈硅包覆金红石型钛白粉及光催化性研究

采用溶胶-凝胶法,制备了铈硅包覆金红石型钛白粉,通过正交实验考察了浆液浓度、分散剂用量和两种包膜剂含量对铈硅包覆金红石型钛白粉性能的影响。采用Nano-ZS型粒度仪、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和能谱（EDS）等测试手段,对金红石型钛白粉的Zeta电位、表面形貌和元素进行了表征。结果表明：在水浴温度为80 ℃左右、转速为600 r/min、浆液质量浓度为400 g/L、分散剂质量分数为0.1%、二氧化铈质量分数为3%、二氧化硅质量分数为4%的条件下,金红石型钛白粉表面包覆了两层均匀而致密的二氧化硅和二氧化铈膜;罗丹明B光催化降解实验证实,铈硅包覆明显改善了金红石型钛白粉的光催化屏蔽性。     

Phase Formation and Microstructure of Titanium Oxides and Composites Produced by Thermal Plasma Oxidation of Titanium Carbide

The phase formation and microstructure of titanium oxides and composites produced by Ar–O₂ thermal plasma oxidation of titanium carbide powders were investigated in detail by X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). Relationships between the phase compositions and microstructures of the oxides were established by combined structural and phase analyses, in correlation with synthesis conditions and phase formation mechanisms. It is revealed that vapor condensation favored the formation of anatase, which existed as smaller particles, while liquid/solid oxidation favored the formation of rutile, which appeared as larger particles or composites. A higher oxygen input in the plasma gases (Ar + O₂) enhanced the formation of anatase due to impeded oxidation and evaporation. A small amount of Ti₄O₇ and Ti₃O₅ was detected in the larger particles coexisting with rutile or TiC. These suboxides were formed as intermediates in solid oxidation of TiC or precipitated from the Ti–C–O melt during cooling. Furthermore, extensive cracks, dislocations and stresses were observed in the monolithic rutile and composites, in association with the rapid quenching in this high-temperature in-flight oxidation process.     

不同相对黏度PA6的非等温结晶动力学研究

以相对黏度(ηr)为2.0,2.4,2.8,3.4,4.0的5种聚酰胺6(PA6)切片为研究对象,采用差示扫描量热法测试其在不同冷却速率(?)下的非等温结晶过程;基于Jeziorny法和Mo法对不同 ηr的PA6的非等温结晶动力学进行对比分析,并采用Kissinger法计算其结晶活化能(△E).结果表明:PA6的 ηr...     

Fabrication and characterization of Ag–TiO2 multiphase nanocomposite thin films with enhanced photocatalytic activity

Ag–TiO₂ multiphase nanocomposite thin films were prepared on quartz substrates by the liquid phase deposition (LPD) method from a mixed aqueous solution of ammonium hexafluouotitanate, silver nitrate and boric acid under ambient temperature and atmosphere followed by calcination at 500 °C for 1 h. The grain growth of anatase was depressed upon Ag⁺ doping. However, silver ions not only promoted (or catalyzed) the formation of brookite phase but also reduced the phase transformation temperature of anatase to rutile. With increasing AgNO₃ concentration, the transmittance and band gap of the composite thin films decreased; however, the intensity of surface plasmon absorption (SPA) peaks increased and their peak position shifted to a longer wavelength range. When AgNO₃ concentration was higher than 0.03 M, the prepared samples consisted of anatase, brookite, rutile and metal silver nanocrystal particles, and their grain size ranges were 5–30 nm. The photocatalytic activity of the Ag–TiO₂ multiphase nanocrystal composite thin films prepared by this method exceeded that of pure TiO₂ thin films by a factor of more than 6.3 when AgNO₃ concentration was kept in the range of 0.03–0.05. This was attributed to the fact that there were many hetero-junctions, such as anatase/rutile, anatase/brookite, Ag/anatase, Ag/rutile and so on, existed in the Ag–TiO₂ multiphase nanocomposite films.     

Ag/TiO2纳米催化剂的制备及性能

采用溶胶-凝胶法制备了Ag/TiO₂光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、N₂吸附-脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)对产物进行了表征。以亚甲基蓝(MB)为降解物,考察了不同Ag含量和不同煅烧温度对样品的光催化性能影响。结果表明,掺杂Ag后,增大了样品的比表面积,800℃时,Ag的引入抑制了TiO₂锐钛矿向金红石相的转变,掺杂后TiO₂的光催化活性大大提高,在500℃煅烧温度下,当Ag的摩尔分数为1%时,在紫外光照射下,经过180min光催化实验,对MB的降解率达到90%.