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纳米TiO_2复合材料的制备及应用研究

纳米TiO_2复合材料的制备、复合途径对TiO_2性能的影响及其在军民领域中的应用是当前研究的热点之一。本文从TiO_2的光催化机理入手,提出了几种能有效提高其催化氧化活性的复合模型,并根据模型制备了几种不同的纳米TiO_2复合材料,研究复合对TiO_2催化氧化性能、抗菌性能的影响,对制备的复合材料在光催化、抗菌、喷撒型抗红外固体气溶胶及燃烧型抗红外发烟剂中进行了应用研究,主要内容如下:从TiO_2的光催化机理出发,提出氧化剂复合模型、氧化剂-金属沉积复合模型、半导体-氧化剂复合模型制备复合材料,以扩展TiO_2的激发波段,降低光生电子-空穴的复合几率,并进行机理分析。根据氧化剂复合模型,制备TiO_2-WO_3纳米复合催化剂,对3.3×10~(-3)mol/L甲醛溶液进行光催化,考察不同条件对其光催化性能的影响;制备Fe~(3+)/TiO_2复合材料,研究太阳光下其催化降解甲基橙的活性;制备Cu~(2+)/TiO_2复合材料研  (本文共127页) 本文目录 | 阅读全文>>

《材料导报》2009年S1期
材料导报

纳米金属/TiO_2复合材料的制备及应用研究

O引言Tiq因其独特的物理、化学、光电性能,在传感器、锉离子电池、光裂解水制氢以及光催化降解污染物等方面有广阔的应用前景,受到广泛的关注[l一4〕。近年来,许多科研小组从以下几个方面进一步提高了纳米Tiq的功能性质:(1)增大Ti姚的比表面积。通过改变合成方法及相应的实验参数,可得到颗粒更细或不同一维结构(纳米线、纳米棒、纳米管)的纳米Tiq,从而增大了Tiq的比表面积。(2)利用掺杂的方法(非金属、金属离子、非金属与金属离子共掺杂等),在Tiq晶格中引人新电荷、形成缺陷或改变晶格类型,从而实现纳米Tiq性能的提高〔“一幻。(3)通过Tiq与金属、金属氧化物、金属硫化物分别形成复合材料以提高其性能〔卜‘2〕。通过改变形貌、晶体类型实现纳米Ti认功能性质的提高有一定的局限性,但是通过掺杂或形成复合材料可大大改善Ti认的光电、电学及催化性能。尤其是一些费米能级低于Tiq的纳米金属与Ti认复合能有效阻止光生电子、空穴的复合,提高Ti姚...  (本文共4页) 阅读全文>>

兰州大学
兰州大学

纳米γ-氧化铝及Ag_2O/TiO_2复合材料的制备、性能分析及应用研究

基于本研究小组所承担的纳米材料、薄膜材料在环境污染有机物的降解及机理分析方面的国家自然科学基金研究任务,本博士论文在总结前人相关工作的基础上,通过大量的实验探索,采用溶胶凝胶—超临界乙醇干燥技术、以及离子液接枝技术,成功制备了分散性良好的纳米γ-氧化铝及Ag_2O/TiO_复合纳米材料,并对其在有机物催化降解、分析应用等方面进行了研究。主要内容包括:1.以低成本无机盐—硝酸铝(Al(NO_3)_3,·9H_2O)为原料,采用溶胶凝胶技术和超临界乙醇干燥相结合的方法,开创性的制备出平均粒径为5—10 nm的六边形薄片状纳米γ-氧化铝。氧化铝溶胶凝胶前驱体是在100℃加热回流,铝离子浓度范围为0.1~0.4M之间,以过量尿素为沉淀剂,始终保持尿素与铝离子摩尔比为3的条件下获得。所得前驱体沉淀分别在马弗炉中经不同温度煅烧和超临界乙醇干燥条件下处理,以X—射线粉末衍射(XRD)、场发射电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱...  (本文共128页) 本文目录 | 阅读全文>>

《材料导报》2011年S1期
材料导报

纳米TiO_2/环境矿物复合材料的制备及应用研究

纳米材料是由l~10onm的粒子组成,由于具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、介电限域效应等特征,在光学性质、化学反应性、磁性、超导等许多物理和化学方面都显示出特殊的性能,在化工、医药、冶金、电子、环保等领域具有很好的潜在应用价值。纳米Tiq作为一种光催化剂具有光催化活性高、化学性质稳定、使用安全并无毒无害等优点,是目前研究应用最广泛的一种纳米材料。但单一的纳米Tiq能带带隙较宽,需要吸收小于387nm的紫外光才能激发其光催化活性,且纳米颗粒在应用中易团聚,电子与空穴复合几率大,降低了催化活性[1j。环境矿物材料可定义为由矿物及其改性产物组成的与生态环境具有良好协调性或直接具有防治污染和修复环境功能的一类矿物材料[2j。为了制备降解有机污染物、分解有害气体、可抑制微生物等能高效改善环境质量的材料,很多学者将纳米Ti认与环境矿物材料复合,不仅可发挥环境矿物材料的环境性能,而且使光催化性能更稳定持久,纳米TIO...  (本文共4页) 阅读全文>>

山东大学
山东大学

纳米功能复合材料的制备及其在生物传感中的应用研究

近几年,随着纳米技术研究的不断深入,纳米复合材料在人类的生活和生产中正显示出不可替代的重要作用。纳米复合材料不仅具有纳米材料本身的大比表面积、高导电性、强机械性能等特点,还具有较高的催化活性、较强的吸附能力、良好的生物相容性等优点,在广泛查阅大量相关文献的基础上,围绕纳米材料在电致化学发光、光致电化学及电化学传感器中的应用,针对生物传感器构建的关键环节即生物传感界面的构建和信号标记放大策略,本研究论文在微流控功能纸基材上引入了一系列不同形貌和结构的纳米复合材料,包括量子点、纳米金、碳纳米管等功能复合材料,实现了微流控功能复合纸基材的高灵敏分析方法的建立。制备了鲁米诺-Au纳米、三联吡啶钌-石墨烯等功能分子组装材料,并将这些纳米复合材料与生物功能大分子进行组装,例如抗体与适配体等,达到提高传感器选择性、延长传感器使用寿命等目的,以满足临床诊断、环境监测等应用的需要。1.多孔CdS量子点-碳纳米管复合功能纸基材的制备及光致电化学传感...  (本文共203页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌航空大学
南昌航空大学

TiO_2纳米管阵列环境功能复合材料的制备及应用研究

环境污染和能源危机是当今影响人类社会生存与发展的两大重要问题。TiO2具有优良的光学性能、化学稳定性并且成本低廉,因此,在光催化领域展现出独特的优势。然而,由于禁带宽度大(金红石相为3.0eV,锐钛矿相为3.2eV),载流子复合几率高,以及对有机污染物吸附能力较差,TiO2在实际应用中受到严重限制。本课题采用阳极氧化法直接在钛基底上原位制备TiO2纳米管阵列(TiO2NTs),然后分别采用窄带隙半导体复合、贵金属沉积以及石墨烯负载等方式,对TiO2纳米管进行改性,以提高其光催化性能。并将其应用于光催化氧化有机污染物、还原重金属以及CO2资源化等方面。具体研究内容如下:(1)采用阳极氧化法制备高度有序的TiO2纳米管阵列,煅烧晶化后通过脉冲电沉积技术在乙二醇(EG)溶剂中制备三维Bi2S3于纳米管阵列基底上。通过调控脉冲电沉积的温度、电压和时间等参数,探索结晶良好、形貌理想的Bi2S3纳米材料的制备条件。研究发现,当沉积电压为-1...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>