TiO2／AC复合光催化剂的制备及表征

利用溶胶凝胶法制备TiO2溶胶,然后浸渍到活性炭（AC）上制得负载型TiO2/AC复合光催化剂,用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X－射线衍射对其进行了分析表征。TiO2/AC复合光催化剂对CNCl和Freon-22的吸附光催化具有较高的能力。AC为TiO2提供了高浓度环境从而促进了反应速率。     

La掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了镧掺杂TiO2粉体材料，利用DSC—TG和XRD进行了结构表征，以TNT为目标降解物研究了其光催化性能。结果表明，La掺杂抑制了TiO2的晶粒增长和晶型的转变，适量的La掺杂提高了TiO2的光催化活性，La掺杂量（摩尔分数）为2％时光催化活性最佳，La掺杂过量会降低其光催化活性。     

La掺杂纳米TiO2光催化降解TNT的动力学

以掺杂La的纳米TiO2作光催化剂，研究了光催化降解TNT的动力学规律，考察了TNT初始质量浓度、催化剂用量、初始pH、通氧速率及光照强度等因素对TNT光催化降解的影响。试验结果表明：在不同初始质量浓度、初始pH、通氧速率、光照强度及催化剂用量为0．3～2．0g／L的条件下，TNT光催化降解反应遵循拟一级动力学规律，且可用Langmuir-Hinshelwood动力学模型描述；当催化剂用量为0．1g／L时，该反应可认为是震缀反应．     

活性炭纤维负载TiO2的光催化性能

以水玻璃为粘结剂，活性炭纤维为载体，采用涂覆法制备出负载型TiO2／ACF光催化剂，考察了不同处理工艺条件下（UV，UV＋ACF，UV＋TiO2／ACF）TNT溶液的光催化降解率，同时探讨了初始质量浓度、TiO2负载量及光照强度等因素对TNT溶液去除率的影响。结果表明，利用涂覆法可以将TiO2很好地负载到活性炭纤维表面，在光照2h条件下，TiO2／ACF光催化剂对TNT溶液的降解率可达90．4％。     

一种新型甲醛气体清除材料的实验研究

采用溶胶-凝胶法将纳米TiO2负载在活性碳纤维上,制备出一种新型甲醛气体清除材料。在制备中依次掺杂Fe3+和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对纳米TiO2进行改性,研究了纳米TiO2光催化活性的变化,并测试了自制材料的甲醛清除效率。结果表明:Fe3+和SDBS的添加不会改变纳米TiO2的晶型结构,但有利于晶粒的成长和负载膜的光催化活性;添加体积分数分别为0.8%的Fe3+和3%的SDBS时,材料的甲醛清除效率最高。     

TiO_2/ACF复合光催化材料的制备及性能

用适宜载体将粉体材料固定是提高光催化材料稳定性的关键。采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为原料,选取活性炭纤维(ACF)为载体,制备了TiO2/ACF复合光催化材料。利用X射线衍射仪(XRD)、热分析仪(DSC-TG)和扫描电子显微镜(SEM)等测试技术对复合光催化材料的结构进行了表征分析。在紫外光照射下,通过对甲醛气体的光催化降解,考察了煅烧温度、煅烧时间、负载次数和负载时间等不同制备条件对复合光催化材料结构和性能的影响,结果表明:当煅烧温度为400℃,煅烧时间为2h,负载3次,负载时间为6min制备的TiO2/ACF光催化性能最佳。     

N掺杂改性纳米TiO_2的制备及其光催化性能

采用超声辅助溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为前驱体,尿素为N源,制备了N掺杂改性纳米Ti O2光催化材料;用XRD、DSC-TG、FT-IR、UV-Vis DRS、SEM-EDS等测试手段,对材料结构和性能进行了表征;利用光催化反应器,在紫外灯光照条件下考察了材料对水中苯酚的降解效果。结果表明:N掺杂改性使Ti O2晶粒更加细化,出现红移现象,光催化活性显著提高;在N掺杂量为5%(摩尔分数),煅烧温度为500℃,催化剂用量为2 g/L,500 W紫外灯光照条件下,光催化降解200 m L苯酚溶液(2 mg/L)的效果最佳;反应60 min后,苯酚降解率达到91.3%。     

纳米TiO2光催化降解VX模拟剂DMAPT中金属离子和Fenton试剂的加速作用

以500W中压汞灯为光源研究了在助剂Ag^ ,Cu^2 ,Fe^3 ,H2O2,Fe^2 H2O2作用下,VX模拟剂乙酰甲胺磷（DMAPT）在TiO2悬浮液中的光催化降解。实验表明：上述5个因素都能够加速DMAPT的降解,但最强的因素是UV＋Fe^2 H2O2(UV Fenton试剂）,20min即可降解完全,而不加助剂20min只降解35％,此外。还初步探讨了Fenton试剂在光催化体系中的作用。这对今后研究VX的光催化消毒具有较高的参考价值。     

光催化氧化法消除水中化学毒剂

研究了纳米二氧化钛光催化氧化水中化学毒剂的中间产物、最终产物以及催化消毒效果,发现羟基自由基是光催化氧化消毒反应的活性种子基团,它可以切断毒剂分子中的所有化学键,生成多种中间产物,并将构成毒剂分子的每种元素最终氧化成相应的矿化产物,可实现染毒水的无污染彻底消毒。在实验条件下,纳米二氧化钛光催化反应可以较快的速度将HD、GD和VX染毒水消至安全浓度,反应的难易程度为HD＞GD＞VX。光催化氧化法是比较理想的水中化学毒剂的消毒方法。     

La掺杂GO/TiO_2的制备及其光催化性能

采用改进Hummer氧化法制备氧化石墨烯(GO),采用超声辅助溶胶凝胶法,以GO、硝酸镧、钛酸丁酯为原料制备La掺杂GO/Ti O_2复合材料。通过综合热分析仪、扫描电镜、X射线衍射仪和紫外可见光谱仪等仪器对复合材料的结构及理化性质进行表征和分析。以紫外光(UV)照射下复合材料对甲醛的降解率为指标考察光催化活性,探讨煅烧温度、GO质量分数、La质量分数对复合材料光催化性能的影响。结果表明,GO/Ti O_2复合材料对甲醛的降解率高于纯TiO_2,La的掺杂进一步提高了复合材料的光催化效率。煅烧温度为500℃,GO的质量分数为9%,La的质量分数为5%时复合材料对甲醛的降解率最佳,达到87.5%。     

正偏压对ZrCuN薄膜的组织结构与性能的影响

采用磁控溅射技术在钛合金和单晶硅上沉积ZrCuN薄膜,考查了正负脉冲偏压对薄膜微观结构和硬度、韧性的影响。采用场发射扫描电镜观察截面形貌,X射线光电子能谱（XPS）分析元素结合状态,X射线衍射（XRD）分析物相结构。采用纳米压入仪进行加载、卸载试验,分析了薄膜弹塑性变形特性;采用压入法定量比较了薄膜的断裂韧性。结果表明：正偏压不影响薄膜结构,其效果在于提高沉积速率约20%,改变等离子体内电荷状态,从而改变了薄膜的成分。向ZrN中添加少量Cu,抑制了柱状晶,薄膜结构由T区向II区转变;ZrN薄膜中加入Cu后硬度并未降低,而韧性得到很大改善。Cu在薄膜中以2种形式存在：一是替换固溶到ZrN晶粒中;二是以单质Cu存在于晶界。     

多弧离子镀CrNx涂层的工艺与摩擦磨损性能

为了改善发动机活塞环的摩擦学性能和提高其使用寿命,采用多弧离子镀技术在活塞环表面制备了不同N2含量和弧电流的CrNx硬膜,采用X射线衍射技术、扫描电子显微镜、纳米硬度仪和发动机台架试验装置,分别测试了薄膜相结构、表面形貌、纳米硬度和抗高温摩擦磨损性能。研究结果表明：当N2质量分数为45%时,薄膜纳米硬度相对较高,CrNx薄膜中主要以CrN（220）相为主;随着弧电流的增加,薄膜的表面颗粒尺寸增加,当弧电流为60A时,薄膜纳米硬度相对较高。与Cr电镀层活塞环相比,CrNx涂层活塞环具有较强的抗高温粘着磨损性能。     

可见光助Fenton体系降解芥子气机理研究

以联吡啶铁为催化剂,采用光助Fenton体系在可见光照射条件下（λ〉450nm）降解芥子气。考察了不同反应条件下的降解效果,通过EPR分析确定了反应过程中产生的高活性物种,利用GC—MS和NMR等方法分析了反应的产物,跟踪了反应过程中TOC的变化,并根据实验结果研究了芥子气光催化降解的反应机理。     

纳米氧化钒薄膜的制备

以钒醇盐为原料,采用溶胶—凝胶法制备了具有纳米结构的氧化钒薄膜,对影响氧化钒溶胶稳定性的因素进行了系统研究,并初步探讨了焙烧工艺条件对氧化钒薄膜价态的影响。     

纳米TiO2催化剂催化降解含酚废水的动力学

采用超声溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化钛粉末,并利用DSC-TGA和XRD等技术进行了结构表征;采用SGY-1型多功能光化学反应仪对纳米二氧化钛光催化降解含酚废水的动力学特征进行了研究.结果表明,制备的纳米二氧化钛颗粒在酚类废水降解中表现出很好的催化活性,30 min内降解率达90%以上,并满足准一级反应动力学特征.废水中不同酚类化合物的光催化降解速率顺序为:对氨基苯酚>对甲氧基苯酚>对氯苯酚;对氨基苯酚>间氨基苯酚>邻氨基苯酚.     

一种核—壳结构的枝化聚乙二醇大分子的合成

选择以三羟甲基氨基甲烷(Tris)为核,以单甲氧基聚乙二醇(mPEG)为外层分子,通过官能团反应,合成出一种核—壳型枝化PEG衍生物;利用叔丁氧羰基酸酐((Boc)2O)对Tris上的氨基进行保护,对mPEG端羟基依次进行羧基化、酰氯化等活化处理,通过酰氯与羟基的官能团反应合成出目标分子。产物分子保留了活性官能团氨基,为其进一步的修饰反应提供了保障。通过红外光谱分析、元素分析及分子量测定,证实了产物与目标分子的结构相吻合。     

具有C轴取向Al3+掺杂型ZnO薄膜的溶胶-凝胶法制备及其性能研究

以乙二醇甲醚为溶剂,采用Sol-Gel法制备出具有C轴取向、可导电的Al3+离子掺杂ZnO透明薄膜,并利用场发射扫描电镜、X-射线衍射、能谱分析、标准四探针和反射光谱仪等对薄膜的组成、结构和光学性能进行了分析.结果表明:Al3+离子掺杂ZnO薄膜为六方纤锌矿型结构,由六棱柱状阵列构成,具有C轴择优取向;薄膜电阻率随Al3+离子掺杂浓度的升高而降低;在可见光区域,薄膜透光率随Al3+离子掺杂浓度的升高而降低,掺杂3％ ZnO薄膜的透光率达到90％左右,禁带宽度为3.25 eV,具备制作薄膜太阳能电池透明导电电极材料的应用价值.     

实验条件对纳米多孔二氧化硅薄膜性能的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)为先驱体,采用酸/碱两步溶胶—凝胶法,结合旋转涂胶和超临界干燥等工艺在硅片上制备了SiO2薄膜。XRD和AFM表明该SiO2薄膜为无定形态,具有多孔网络结构,表面均匀、平整,其SiO2粒子和孔隙的直径为30～40nm。利用椭偏仪测量了薄膜的厚度和折射率,薄膜的厚度为300～1100nm,折射率为1.13～1.23,孔隙率为50%～70%,介电常数为1.9～2.4。SiO2薄膜的厚度随溶剂异丙醇(IPA)用量的减少、催化剂NH4OH用量的增加、SiO2溶胶粘度的增大和旋转涂胶速度的降低而增大;介电常数随NH4OH用量和SiO2溶胶粘度的增加而降低,IPA用量和旋转速度对SiO2薄膜的介电常数影响较小。     

溶胶—凝胶法制备SiO2气凝胶薄膜溶胶粘度的研究

用低介电常数介质薄膜代替传统的SiO2薄膜是减小ULSI中互连延迟、串扰和能耗的有效方法.SiO2气凝胶薄膜因具有低介电常数、低密度、高热稳定性等性能而成为ULSI中金属间介质的理想材料.以正硅酸乙酯为原料,采用酸/碱两步溶胶-凝胶法结合匀胶和超临界干燥等工艺在硅片上成功制备了SiO2气凝胶薄膜.研究了不同配比的SiO2溶胶粘度随时间的变化;确定了适于匀胶的溶胶的粘度范围为9～15mPa*s;发现溶胶粘度在9～15mPa*s的时间随溶剂异丙醇(IPA)用量的增加和NH4OH的减少而延长.     

疏水性纳米TiO2制备及其在菜籽油中的摩擦磨损性能

以纳米TiO2为原料、硬脂酸为表面改性剂,通过超声反应制备了疏水性纳米TiO2（SA-TiO2）;采用扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱仪及接触角测量仪对其微结构进行了表征。以SA-TiO2为润滑油添加剂,在四球试验机上考察了其在菜籽油中的摩擦磨损性能,并利用SEM观察钢球表面磨斑形貌,用能谱仪（EDS）和X射线光电子能谱仪（XPS）分析了钢球表面磨斑的化学成分。结果表明：SA-TiO2为疏水性单分散球状颗粒,其平均直径约为20 nm;SA-TiO2能够提高菜籽油的抗磨减摩性能,当SA-TiO2的质量分数为1%,菜籽油的抗磨减摩性能达到最佳;钢球表面磨斑的EDS和XPS分析表明,纳米微粒在钢球摩擦表面形成了一层含菜籽油和SA-TiO2的吸附膜,在摩擦剪切作用下,发生摩擦化学反应生成了一层含钛、铁氧化物的边界润滑膜,这种边界润滑膜起到了良好的润滑作用。