玻璃珠為載體的負(fù)載型二氧化鈦的制備及光催化活性研究

采用納米tio2陶瓷球?yàn)楣獯呋瘎┨幚砗扑芤?考察了溫度、不同光源、ph、ca2+、fe3+等因素對(duì)降解的影響。結(jié)果表明,在高壓汞燈下該陶瓷球具有良好的光催化效果,溫度、ph、ca2+均對(duì)其光催化降解菲沒有明顯影響;表面覆蓋率和光降解呈負(fù)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)關(guān)系;在0.3~1.5mmol/l濃度下fe3+能促進(jìn)其光催化降解速率;過硫酸鉀能提高其降解速率;二氧化鈦陶瓷球經(jīng)過8次重復(fù)回收利用后,光催化降解率由最初的96.09%逐漸下降至73.97%。通過gc-ms檢測到一些菲降解中間產(chǎn)物,推測了菲光降解的途徑。

以硫酸鈦為鈦源,氫氧化鈉為沉淀劑,采用非均相沉淀法制得了二氧化鈦包覆空心玻璃微珠,用掃描電鏡(sem)和x射線衍射儀等表征了所得產(chǎn)品。分析了不同溫度、ph值、煅燒溫度、硫酸鈦用量等各種工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)物的調(diào)控作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,反應(yīng)溫度和ph等參數(shù)對(duì)產(chǎn)物的形貌和結(jié)構(gòu)有重要影響。水解溫度等于60℃,ph等于6～7,煅燒溫度為700℃時(shí)成功地在空心玻璃微珠表面均勻包覆了一層銳鈦型二氧化鈦。硫酸鈦溶液用量為40g時(shí),產(chǎn)物表面包覆厚度大約為0.3μm,隔熱效果最好。

采用溶膠-凝膠法制備納米粉末tio2,運(yùn)用xrd技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行了表征.以中壓汞燈為光源,在圓柱型石英光催化反應(yīng)器上進(jìn)行了酸性黑染料光催化反應(yīng)性能考察.討論了煅燒溫度、空氣流量、試液的ph值、光照時(shí)間與酸性黑染料光催化降解率的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,煅燒溫度使tio2光催化性能得到顯著改善.tio2在400℃煅燒3h,xrd曲線上出現(xiàn)寬化銳鈦礦型衍射峰;到500℃,所有晶粒均為銳鈦礦型結(jié)構(gòu),隨著煅燒溫度升高,晶粒中金紅石型含量相應(yīng)增加;到750℃,粉末中的所有晶粒均為金紅石型結(jié)構(gòu).但是對(duì)于同一煅燒溫度,煅燒時(shí)間不同,晶型不發(fā)生變化.煅燒溫度為600℃時(shí),tio2光催化活性最高.在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下,光照140min,酸性黑染料光催化降解率達(dá)到100%.

制備了納米二氧化鈦(tio2)溶膠,通過浸軋、烘干、焙烘后在棉織物表面負(fù)載形成了tio2凝膠薄膜。通過x射線衍射儀(xrd)和掃描電子顯微鏡(sem)對(duì)樣品結(jié)構(gòu)、形貌進(jìn)行了分析表征;并以酸性橙ⅱ和酸性嫩黃2g模擬廢水進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn),考察了溶液ph值、電解質(zhì)、光照強(qiáng)度對(duì)降解率的影響。結(jié)果表明,所制備的納米tio2屬于銳鈦礦型,粒徑在50mm左右,其凝膠薄膜可較牢固地附著在棉織物纖維表面;酸性橙ii在初始ph值為3時(shí)降解率最高,酸性嫩黃2g初始ph值為5或9時(shí)降解率較高;na2so4、na2co3可有效提高降解效果,而nacl則抑制光催化氧化反應(yīng);tio2只在短波長的紫外光下有光催化作用,且光照強(qiáng)度越大,越可明顯提高染料的降解率。

二氧化鈦?zhàn)郧鍧嵧苛?摘要：納米tio2基自清潔涂層在建筑裝飾、汽車交通、新能源等行業(yè)具有廣闊的 應(yīng)用前景。tio2無機(jī)涂層透明美觀、自清潔效果良好，但設(shè)備和處理手段較復(fù)雜，難以 大規(guī)模使用；含tio2納米粒子的納米復(fù)合涂層制備較簡單，但是涂層壽命難達(dá)標(biāo)，同 時(shí)自清潔效果不理想。依托文獻(xiàn)，討論這兩類涂層的制備方法、應(yīng)用現(xiàn)狀以及存在的問 題，并思考未來的發(fā)展方向。 關(guān)鍵字：tio2；自清潔；納米復(fù)合材料； 1背景資料 我國空氣質(zhì)量普遍較差且各地污染情況各不相同，霧霾、沙塵、酸雨等時(shí)常 侵蝕我們的環(huán)境，這就對(duì)外墻涂料的抗污性提出了更高的要求。 自清潔涂層能夠使表面污染物或灰塵顆粒在重力、雨水、風(fēng)力等外力作用下 自動(dòng)脫落或通過光催化降解而除去，具有節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此在建筑 裝飾、汽車交通、新能源等行業(yè)具有重要的應(yīng)用前景。 圖1水立方（左）和自清潔原理示意（右）

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以zro2含量為14.5%的耐堿玻璃組成為基礎(chǔ)組成,調(diào)整tio2含量,熔制一系列玻璃,通過粉末失重法等方法測試其性能,進(jìn)而研究了tio2含量與耐堿玻璃性能之間的關(guān)系.

采用鈦酸丁酯作為成膜前驅(qū)體,乙醇作為溶劑、乙酰丙酮作絡(luò)合試劑制備了穩(wěn)定、均勻、透明的tio2溶膠;以5cm/min的速度浸漬提拉鍍膜,80℃干燥10min,480℃下灼燒3h,冷卻,獲得具有均勻的納米二氧化鈦薄膜的自潔瓷磚。該法方便、快捷,自潔效果較為理想。

采用水解沉淀法在空心玻璃微珠表面包覆一層二氧化鈦,研究了微珠的表面活化處理和制備條件對(duì)表面包覆的二氧化鈦形貌和硫酸鈦利用率的影響。掃描電子顯微鏡(sem)分析表明,氫氧化鈉和硅烷偶聯(lián)劑γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(kh550)對(duì)微珠的表面活化處理能明顯改善包覆效果,同未經(jīng)活化處理的微珠相比,表面的二氧化鈦包覆緊實(shí)、顆粒均勻?；瘜W(xué)分析表明,微珠活化處理后,最佳的包覆條件為:ph為6、m(ti(so4)2)∶m(微珠)=1.2∶1.0、包覆時(shí)間為4h、包覆溫度為70℃,此時(shí)硫酸鈦利用率可高達(dá)84.3%。

膜材料的涂層有ptfe和pvc等,以玻璃絲纖維布為基材的ptfe膜材料,比容易劣化的pvc膜材料有更高的強(qiáng)度和更優(yōu)秀的耐久性。ptfe膜材可以使陽光通過。在白天,建筑物內(nèi)不需要照明,有很好的節(jié)能效果。此外,ptfe膜材料有非常好的自潔性能,可以用在

納米二氧化鈦是近年來新興的一種高性能材料,通常被作為光催化劑使用,目前已經(jīng)在很多污水處理、空氣凈化、涂料制作等多個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。從整體上來看,納米二氧化鈦材料的應(yīng)用不僅為環(huán)保工作的開展做出了巨大貢獻(xiàn),同時(shí)也給人們的日常生活帶來了很多幫助,其應(yīng)用前景是非常廣闊的,為此,本文對(duì)光催化納米二氧化鈦材料進(jìn)行了簡單介紹,并對(duì)其在現(xiàn)實(shí)生活中各個(gè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用展開了探討。

研究了陳化時(shí)間及涂膜層數(shù)對(duì)納米tio2膜光催化性能的影響,結(jié)果表明:陳化3d時(shí),膜的光催化性能最高;涂膜層數(shù)為3時(shí),甲基橙的處理效率最高。同時(shí)研究了納米tio2膜對(duì)水和甲基橙的吸附性能,結(jié)果表明:水和甲基橙存在競爭吸附,隨著加入甲基橙濃度的增加,光電催化測得的積分電量減少,膜的光催化活性降低。用制備的納米tio2膜光催化降解甲基橙,效率最高可達(dá)92.9%;在一定條件下累積運(yùn)行93.8h,降解率均在83%左右,表明制備的納米tio2膜有較高的光催化性能及較長的使用壽命。

隨著全球化過程的加速發(fā)展,世界環(huán)境問題逐漸凸顯出來,尤以水污染為甚,解決我們目前存在的問題已經(jīng)迫在眉睫.本文綜述了目前光催化處理環(huán)境問題的研究進(jìn)展,包括石墨烯-二氧化鈦(gr-tio2)復(fù)合材料、等離子體光催化劑、新型鉍基光催化劑等光催化材料的制備及修飾等,并展望了光催化技術(shù)的發(fā)展前景.

溶膠-凝膠法制備納米二氧化鈦 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.溶膠－凝膠法合成納米級(jí)半導(dǎo)體材料tio2 2.復(fù)習(xí)及綜合應(yīng)用無機(jī)化學(xué)的水解反應(yīng)理論，物理化學(xué)的膠體理論 3.了解納米粒性和物性 4.通過實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步加深對(duì)基礎(chǔ)理論的理解和掌握，做到有目的合成，提高實(shí) 驗(yàn)思維與實(shí)驗(yàn)技能 實(shí)驗(yàn)原理 納米粉體是指顆粒粒徑介于1～100nm之間的粒子。由于顆粒尺寸的微細(xì)化， 使得納米粉體在保持原物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的同時(shí)，與塊狀材料相比，在磁性、光吸收、 熱阻、化學(xué)活性、催化和熔點(diǎn)等方面表現(xiàn)出奇異的性能。 納米tio2具有許多獨(dú)特的性質(zhì)。比表面積大，表面張力大，熔點(diǎn)低，磁性強(qiáng)， 光吸收性能好，特別是吸收紫外線的能力強(qiáng)，表面活性大，熱導(dǎo)性能好，分散性 好等?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，納米tio2具有廣闊的應(yīng)用前景。利用納米tio2作光催化 劑，可處理有機(jī)廢水，其活性比普通tio2(約10μm)高得多；利用其透

湖南某大學(xué)研究成功一種納米二氧化鈦改性氟碳涂料及其制備工藝。

采用玻璃珠為基底材料,鈦酸正丁酯為前驅(qū)物,peg400為造孔劑制備了tio2中孔納米薄膜.利用sem、tem、aes和raman光譜研究了薄膜的表面性能和結(jié)構(gòu)特性.利用甲醛為探針分析,研究了該薄膜的光催化活性,并討論了其催化活性與結(jié)構(gòu)特性的關(guān)系.結(jié)果表明,該薄膜催化劑具有高催化活性和長催化壽命.且當(dāng)膜層為3層(對(duì)應(yīng)薄膜厚度約為210nm),peg添加量為15％,400℃煅燒2h制備條件最佳.

不同載體對(duì)負(fù)載tio2薄膜光催化活性影響的實(shí)驗(yàn)研究——采用溶膠_凝膠工藝在不同載體表面制備了均勻透明的tio2薄膜。甲基橙水溶液的光催化降解實(shí)驗(yàn)表明：不同負(fù)載的tio2薄膜具有不同的光催化活性，鈦片的光催化活性最高，然后是陶瓷、不銹鋼、鋁片、釉面瓷磚、玻...

采用溶膠-凝膠法制備了穩(wěn)定的涂膜fe3+/tio2溶膠,通過浸漬-提拉法分別制備了fe3+/tio2玻璃負(fù)載薄膜,討論了分散劑加入量、提拉速度對(duì)成膜質(zhì)量的影響,并對(duì)所制薄膜進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析,通過降解4-氟苯甲酸溶液初步研究了其光催化活性。

二氧化鈦具有良好的光學(xué)性質(zhì),20世紀(jì)初開始應(yīng)用于顏料和遮光劑.1972年,研究者發(fā)現(xiàn)了二氧化鈦的光催化性質(zhì),其應(yīng)用領(lǐng)域拓展至空氣凈化及滅菌領(lǐng)域.此后,研究者將二氧化鈦與建材結(jié)合,開發(fā)出新型的功能建材,包括功能陶瓷、玻璃、水泥等.該二氧化鈦基建材廣泛應(yīng)用于空氣凈化、滅菌、自潔凈、防霧、裝飾以及建筑降溫等領(lǐng)域.二氧化鈦基建材可兼具建筑及其他功能,有廣闊的應(yīng)用前景.綜述了二氧化鈦基建材研究及應(yīng)用的進(jìn)展,提出了今后研究應(yīng)以提高其穩(wěn)定性、光活性等方面為主.

以水性聚苯丙乳液為基料,氣相白炭黑為填料,自制tio_2為抗菌防污劑,鄰苯二甲酸二丁酯為消泡劑和增塑劑,kh-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)為偶聯(lián)劑,制備抗菌防污型硅酮建筑密封膠。著重探討了膠液的穩(wěn)定性、黏度、色度、抗紫外線,以及膠膜的抗菌防污性、耐水性、耐老化等性能。研究結(jié)果表明:改性后的硅酮建筑密封膠膠膜性能符合國家標(biāo)準(zhǔn),具有良好的抗菌防塵防污性和自清潔效果。

本文介紹了包括溶膠一凝膠法、微乳法、水熱法、液相沉淀法在內(nèi)的納米tio2的常用制備方法，對(duì)納米tio2在涂料等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用進(jìn)行了探討，并總結(jié)提出納米tio2的研究與創(chuàng)新方向。

根據(jù)紅外反射的機(jī)理,采用二氧化鈦包覆中空玻璃微珠的方法,制得了具有反射近紅外輻射功能的材料。通過掃描電鏡和x射線衍射分析,結(jié)果表明:二氧化鈦包覆在中空玻璃微珠表面,其晶型為銳鈦礦型;當(dāng)tio2膜包覆厚度小于0.5μm時(shí),隨著tio2膜厚度的增加,近紅外線反射比增加;當(dāng)tio2膜厚度超過0.5μm后,tio2膜厚度對(duì)近紅外線反射比基本無影響;用所合成的紅外反射材料與成膜物質(zhì)苯丙乳液配制的涂料涂于試片表面,隨著涂層厚度的增加,近紅外反射比增加,當(dāng)涂層厚度能夠遮蓋試片底色后,其近紅外反射比基本保持恒定,而與涂層的厚度無關(guān);制備的涂層對(duì)可見光和近紅外的反射比分別為86%和81%。