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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
栾吉梅 刘馨 姜鹏 孙德帅 方龙 张晓东
该文设计了包含纳米二氧化钛制备方法、应用评价、结构表征及小试应用的光催化综合实验。该实验采用溶胶-凝胶法和沉淀-浸渍法制备了纳米二氧化钛，通过降解模拟染料废水评价了其光催化活性，利用扫描电子显微镜、比表面分析仪、X射线衍射仪对其进行了表征，通过对比小试实验体会了“放大效应”及相关工程参数带来的影响。该实验融合了多门学科知识，使学生知识体系更加完整、创新能力得到增强、科学素养得到提升。
关键词：
综合实验 实验设计 纳米二氧化钛 光催化
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
刘祥英 李琼轩 柏连阳
以高压汞灯为光源,研究纳米二氧化钛(TiO2)降解毒死蜱的反应动力学,考察纳米TiO2用量、毒死蜱起始质量浓度及溶液pH值对毒死蜱光催化降解速率的影响。结果表明,纳米TiO2最佳用量为50～100 mg/L,毒死蜱初始质量浓度在5～80 mg/L时,其降解反应符合一级反应动力学规律,表现为毒死蜱质量浓度越大,降解速率常数越小,半衰期越长,毒死蜱质量浓度为80 mg/L的半衰期为27.18 min,比质量浓度5 mg/L时的长1.5倍;碱性条件有利于毒死蜱的降解。
关键词：
毒死蜱 光催化 纳米二氧化钛 动力学
[期刊] 浙江林学院学报
[作者]
罗锡平 傅深渊 周春晖
研究发展了一种以钛酸四丁酯和竹炭为原料,采用溶胶-凝胶-浸渍法制备的纳米改性竹炭新材料,用X射线粉末衍射仪表征了改性竹炭的粒径,分析了该材料在不同质量浓度、不同pH值下对2,4-二氯苯酚溶液降解性能,对比分析了纳米二氧化钛改性竹炭、竹炭和二氧化钛粉末3种不同体系下2,4-二氯苯酚的降解率,还测试了改性竹炭再生性能。结果表明,改性竹炭材料具有良好光催化降解性能,在溶液中2,4-二氯苯酚初始质量浓度为120 mg.L-1,pH 10,反应75 min时降解率达到了96.4%,pH 6时,降解率仅为61.7%,再生改性竹炭降解率为96.3%,表现出良好的再生性能。图3表1参14
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘超 范鹏凯 王吉中
文章将光催化领域的热点材料碘氧化铋材料的制备与研究转化为实验教学项目。实验采用简单的室温沉淀法制备了两种具有不同化学组成的碘氧化铋纳米微球,以苯酚为目标污染物,研究了碘氧化铋在可见光下对苯酚的降解性能,通过对催化剂结构的表征和构效关系的分析,探讨了影响催化剂光催化活性的主要因素。实验涉及纳米材料制备、结构表征、光催化原理以及污染物浓度分析等多个知识点。该实验有利于培养学生综合分析问题和解决问题的能力,以及科学思维与创新能力的提升。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
周广阔 冯贵颖 呼世斌 廖少华 穆军
以活性炭(AC)为载体,利用溶胶-凝胶工艺制备氧化钛(TiO2)溶胶,通过浸渍法制备负载型 TiO2／AC纳米光催化剂以及掺杂Fe3+和Cu2+的M-TiO2／AC纳米复合光催化剂。以紫外灯做光源,用制得的 TiO2／AC纳米光催化剂对苯酚溶液进行光催化氧化降解试验,并研究了掺杂Fe3+和Cu2+的M-TiO2／AC纳米复合光催化剂对苯酚的催化活性。结果表明,在紫外光条件下,TiO2／AC纳米光催化剂对苯酚的降解率达99％,较日光条件下高;掺杂Fe3+能提高M-TiO2／AC纳米复合光催化剂对苯酚的催化活性。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
凯丽 汪丽娜 史志铭
氧化钛(TiO_2)纳米管的合成方法对其微结构及光催化性能有很大影响。目前,大多数研究主要以锐钛矿晶体或锐钛矿与金红石的混合晶体合成纳米管为研究对象。为考查前驱体对TiO_2纳米管形成过程及光催化性能的影响,该文研究了以非晶态氢氧化钛(Ti(OH)_4)为钛源水热合成TiO_2纳米管的工艺,分析了水热合成产物在后处理过程中物相和形貌的演变,并对TiO_2纳米管的物理化学性质进行了表征。研究结果表明:水热合成的最佳温度和时间分别为150℃和16 h;对产物依次水洗、酸洗、再水洗,最后在400℃煅烧2h,获得结晶度好的锐钛矿纳米管。转变过程为水热反应诱发了非晶态Ti(OH)_4转变为薄片状钛酸钠(Na_2Ti_3O_7);水洗和酸洗诱发了Na_2Ti_3O_7向钛酸(H_2Ti_4O_9)纳米管的转变;煅烧促进H_2Ti_4O_9纳米管向锐钛矿纳米管的转变。400℃煅烧2 h的纳米管具有最高的光催化降解性能。
关键词：
氧化钛 纳米管 水热反应 相变 光催化
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王敏 吴义强 胡云楚 张新荔 杨守禄
纳米二氧化钛(TiO2)的团聚和分散是制备水基型纳米TiO2防腐剂的关键问题。采用光度分析法、XRD分析技术、扫描电镜和FTIR分析技术分别研究了钛酸酯NDZ-105、六偏磷酸钠对TiO2的分散性能的影响,改性前后TiO2晶型变化及改性TiO2在木材中的分布与界面特征。结果表明:纳米TiO2悬浮液的分散性随两种分散剂的添加量增加而呈现先增大后减小的趋势,当钛酸酯NDZ-105为5%、六偏磷酸钠添加量为3%～5%时可得到分散性能稳定的纳米TiO2防腐剂;分散改性后的纳米TiO2,保持了锐钛矿的晶体衍射特征;改性后TiO2粒子成功进入木材内部,呈颗粒状或球状,TiO2与木材纤维素发生氢键结合和共价...
[期刊] 林业科学
[作者]
康雨宁 陈文帅 于海鹏
【目的】研究纤维素纳米晶须(CNW)与二氧化钛(Ti O2)凝胶形成复合物并改善其电流变液(ERF)的电流变性能和稳定性。【方法】利用酸水解法先制备出CNW,再基于溶胶-凝胶法制备出CNW与Ti O2胶体的复合物,调节原料的添加量使复合物中的CNW比例分别达到10%,20%和30%。将CNW-Ti O2复合物加入二甲基硅油中制成ERF,分析尿素添加量、电场强度、剪切速率和工作温度等对ERF剪切强度的影响,考察其静置抗沉降性和循环使用的影响。【结果】通过透射电镜、X射线衍射、红外光谱进行形貌表征分析,可知无定形的Ti O2包覆在CNW表面,形成直径为10~15 nm的纤维状复合物。CNW的加入使...
[期刊] 浙江林学院学报
[作者]
程大莉 蒋身学 张齐生
以竹炭作为纳米二氧化钛(TiO2)粒子的载体物质,制备了二氧化钛/竹炭复合材料,并以苯酚为模型物质,对其光催化性能进行了研究。研究表明,此复合材料对苯酚具有较强的吸附性能,其中吸附平衡常数Ka为0.0077L·mg-1,Ka与苯酶吸咐平衡质量浓度ρe的乘积为0.25～1.35,二氧化钛/竹炭复合体的吸附作用不能忽略。根据L-H(Langmuir-Hinshelwood)方程积分所得分数级动力学方程较一级动力学方程能更好地描述其光催化降解规律,相应的光催化降解动力学方程为lnρ-0.0077ρ=6.58-0.00239t(ρ为苯酚质量浓度,t为光照时间)。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张春辉 赵春霞 周郡 李天一 甄一尘 梁淑轩
基于问题导向性、学科交叉性和工程应用性的教研融合式综合实验设计，针对水污染控制领域的研究热点问题，提出采用自制Fe_3O_4@SiO_2@La-TiO_2 (La-FST)磁性纳米光催化剂，通过高效管式升流磁膜(TUMF)光催化反应器处理有机废水。实验结果表明：La-FST催化剂与TUMF的组合显著提升了二氯酚废水的光降解效果。该光催化体系操作简单，光效率高，稳定性强，无需催化剂的分离回收，可实现水中有机污染物的高效连续光催化降解。该综合实验中，教师以学科前沿知识为基垫，引导学生自主实践学习，旨在于实验探索中植入创新意识，培养学生分析和解决问题的能力，提升学生的工程实践综合素质。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
苏然 王晓静 赵君 李发堂
将高分散纳米材料制备技术引入研究型实验教学中,设计了基于简单水热法制备高分散纳米BaTiO3的综合实验,利用X射线衍射、透射电子显微镜等对材料进行组成与结构的表征;并以模拟太阳光下罗丹明B的降解评价其催化活性。该实验包含了纳米材料的制备、光催化、及材料测试表征等知识点,有利于提高学生的综合实践能力,开发学生的创新潜力。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
杨优优 卢凤珠 鲍滨福 沈哲红
采用不同质量分数(10,50,100,200 g.kg-1)的载银二氧化钛(TiO2)纳米抗菌剂分别对马尾松Pinus massoni-ana材和毛竹Phyllostachys edulis材进行浸渍处理,并对处理后试件的防霉性能和阻燃性能进行研究。结果表明:纳米抗菌剂处理的试件载药量随纳米抗菌剂质量分数提高而增加,处理后毛竹材的霉变时间比未处理材推迟3周左右,处理后马尾松材的霉变时间比未处理材推迟4周左右,防霉效果良好。纳米抗菌剂对毛竹材的燃烧性能无明显影响,处理材的点燃时间比未处理材延迟3～4 s。纳米抗菌剂处理的马尾松材的热释放速率和总热释放量降低,有效燃烧热(EHC)、平均质量损失率、...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王洪艳 李琴 袁少飞 张建 徐康 杜官本 王辉
【目的】基于空气介质阻挡放电(DBD)冷等离子体技术制备纳米二氧化钛(TiO_2)/竹材复合材料,为扩大竹材的使用范围提供参考。【方法】采用DBD冷等离子体处理竹皮表面,并浸泡在带有负电荷的不同含量(0.5%和1%,质量分数,下同)纳米TiO_2溶液中,沉积一定时间(5,10 min)后取出,用蒸馏水冲洗掉表面游离的TiO_2,然后在103℃干燥箱中烘干至与空气含水率平衡,将烘干后的竹皮再次经DBD冷等离子体处理,并浸泡TiO_2溶液,再次干燥,如此循环,分别制备沉积1,3,5次样品,研究TiO_2溶液含量、沉积次数、沉积时间对纳米TiO_2/竹材复合材料表面TiO_2负载量的影响。【结果】竹皮表面沉积TiO_2纳米材料的负载量与TiO_2溶液含量、沉积次数、沉积时间有关。采用空气DBD冷等离子体处理竹皮表面后,在1%TiO_2溶液中沉积5次,每次5 min,效果较好,TiO_2纳米材料负载量可达4.11 g/m~2。【结论】成功制备了纳米TiO_2/竹材复合材料,竹皮表面可以负载较多的TiO_2纳米材料。
[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
康阳 刘鑫 汪丹浩 方师 罗远旻 孙海定
紫外光探测在光通信、化学与生物相关传感应用中发挥着重要作用。基于氮化镓纳米线的光电化学光探测器以其自供能、环境敏感等特性受到广泛关注。然而，氮化镓纳米线在光电化学环境中易受到光腐蚀，极不稳定。为了提高氮化镓纳米线在光电化学环境中的稳定性，在研究了氮化镓纳米线的光电化学光探测性质的基础上，提出一种利用原子层沉积技术在纳米线表面均匀包覆一层超薄的（～4 nm）二氧化钛保护层，以改善氮化镓纳米线的光电化学稳定性的方法。实验结果表明，相较于未被包覆的氮化镓纳米线，被二氧化钛保护层包覆的氮化镓纳米线在365 nm紫外光照下的光电流密度在2 000 s的测试时间内的衰减程度有所下降。具体而言，未被包覆的氮化镓纳米线的光电流衰减系数高达85%；而包覆了二氧化钛保护层的氮化镓纳米线的光电流衰减系数可降至49%。该研究成果为构建长期稳定的氮化镓纳米线基光电化学型光探测器提供了参考。
[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
陈忠达 詹文奇 刘智豪 王航 吴靓 孙志欣 周敏
嵌入型金属氧化物由于降低了低电压下锂沉积风险，作为负极材料在可充电锂离子电池中广泛使用。然而，这类电极材料较低的能量密度、功率密度及循环稳定性差限制了其快充的能力。我们设计合成了一种具备良好电化学循环稳定性的非晶二氧化钛纳米片，在500 mA·g~(-1)的电流密度下循环200圈后具有231 mA·h·g~(-1)的比容量，在6 A·g~(-1)的高电流密度下经过1000圈循环后保持了156.7 mA·h·g~(-1)的比容量。非晶二氧化钛纳米片高倍率性能的提升归因于开放的高度各向同性的结构特性，降低了离子迁移能垒,确保了离子可用性，降低了嵌入后材料的体积变化。本研究表明非晶化是一种有望开发具有高倍率性能的传统金属氧化物电极材料的策略。
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