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孔道三维相互连通锐钛矿TiO2-SiO2纳米复合介孔材料的制备及其高光催化活性

董维阳 , 姚有为 , 孙尧俊 , 华伟明 , 庄国顺

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(15)61081-6

本文报道一种孔道三维相互连通锐钛矿TiO2-SiO2纳米复合介孔材料的制备.该介孔材料是以两维六方有序结构、直孔道、锐钛矿70TiO2-30SiO2-950纳米复合介孔材料(于950oC晶化2 h)为前驱体, NaOH为SiO2的刻蚀剂,通过“在孔壁内造孔”的方法获得.我们的策略是采用温和的造孔条件,如稀NaOH溶液,合适的温度与固/液比等.采用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)和低温N2吸附等技术对样品的介孔结构进行了系统表征.结果表明,墙内孔的密度非常高,孔径均一(平均尺寸3.6 nm),且在三维网络高度连通原孔道,但介孔结构仍保持其完整性.锐钛矿纳米晶粒的结晶度和大小在墙内造孔前后基本保持不变.该材料光催化降解罗丹明B(0.303 min–1)与亚甲基蓝(0.757 min–1)的活性相当高,此活性分别是其母体材料的5.1和5.3倍,甚至是Degussa P25光催化剂的16.5和24.1倍.这充分表明三维连通孔道结构对活性的大幅提高起了关键作用.孔道三维连通式锐钛矿TiO2-SiO2纳米复合介孔材料对上述污染物展现出意想不到的高降解活性,显著高于迄今已报道的金属氧化物基介孔材料对上述污染物的降解活性.更重要的是,该光催化剂具有相当高的稳定性和重复使用性.相信,本方法将为具有超高性能的孔道三维相互连通其它金属氧化物基介孔材料的制备铺平了道路.
　　小角XRD结果表明,母体材料的孔道是两维六方有序结构,在孔壁内造孔之后,样品原有的介孔结构仍保持其规整性.宽角XRD结果显示,二氧化钛的晶相是锐钛矿,晶粒尺寸为10.8 nm.造新孔之后,锐钛矿纳米晶粒的结晶度和大小与母体样品的相比变化不大. TEM结果显示,母体样品的孔壁内没有孔.孔道是两维六方有序排列的直孔道,孔径大小均一(平均尺寸4.1 nm).高分辨透射电镜(TEM)观察揭示,锐钛矿纳米晶粒(平均大小11.3 nm)在孔壁内随机排列,并与无定形SiO2纳米颗粒相互连接,相间共存,形成类似“砖块?水泥砂浆”砌成的孔壁,这种独特的复合骨架结构赋予其很高的稳定性.当一些SiO2纳米颗粒被去除之后, TEM观察显示,孔壁内有密集分布的孔,这些孔取向随机,并在三维方向连通原孔道,但介孔骨架结构仍保持其完整性.墙内孔的大小范围很窄(3.1?4.3 nm),平均大小为3.6 nm.高分辨TEM观察显示,锐钛矿晶粒大小与母体材料内的相比基本未变.上述结果与XRD结果一致.低温N2吸附表征结果显示,母体样品内只有一种孔道,孔径为4.0 nm.去除部分SiO2后的样品内有两种孔道,孔径分别是3.4和4.1 nm.这些结果与TEM的观察吻合.罗丹明B与亚甲基蓝在造孔前后样品内扩散速率评价结果显示,其在三维连通孔道内的扩散速率很高,大约是其母体材料内的5倍以上.这表明相互连通的孔道网络结构非常有利于客体分子在其内扩散.光催化降解性能评价结果显示,罗丹明B与亚甲基蓝在相互连通孔道内降解的速率相当高,分别是其在不连通孔道内的5.1和5.3倍.这充分证明孔道三维相互连通对活性的大幅提高起了关键作用.我们对材料的稳定性和重复使用性作了评价,经过10次循环使用孔道三维相互连通锐钛矿TiO2-SiO2纳米复合介孔材料,其吸附与光催化降解罗丹明B的性能变化不大.这充分证明本文制备的孔道连通复合介孔材料的性能是相当稳定的和可重复使用的.该方法可用于制备具有超高性能的孔道三维相互连通其它金属氧化物基介孔材料,如Nb2O5, Ta2O5等.

关键词: 二氧化钛 , 二氧化硅 , 纳米复合介孔材料 , 三维连通式介孔结构 , 光催化降解 , 有机污染物

宏阳烧结矿碱度与低温还原粉化指数关系的研究

刘振 , 杨双平 , 冯燕波 , 杨导利

钢铁研究 doi:10.3969/j.issn.1001-1447.2006.06.002

烧结矿在高炉炉身上部会发生低温还原粉化现象.还原粉化指数(RDI)是烧结矿的一个重要冶金性能指标.通过实验探讨了宏阳公司烧结矿碱度与其还原粉化指数(RDI)间的关系,并用数学方法做了定性的分析和定量的推导.

关键词: 烧结矿 , 碱度 , RDI

宏阳钢铁公司配加南非矿粉的试验研究

杨双平 , 张朝晖 , 巨建涛

钢铁研究 doi:10.3969/j.issn.1001-1447.2006.03.002

为了拓宽烧结用料,达到优化烧结原料结构的目的,宏阳钢铁公司对南非矿的烧结性能进行试验研究,结果表明:配用南非矿后,烧结矿的性能能够满足高炉炼铁生产的要求,可解决球团原料紧张的难题.

关键词: 烧结试验 , 南非矿 , 烧结性能

新型阳-非离子型聚氨酯高分子表面活性剂的制备和性能研究

孙哲 , 强西怀 , 陈渭 , 陈苗苗 , 黄启恒

涂料工业

以氢化苯基甲烷二异氰酸酯(H-MDI)、聚氧乙烯十二烷基胺(PAE)、聚乙二醇(PEG)为主要原料,合成了系列侧链含十二烷基、主链嵌入大量聚环氧乙烷(E0)结构的阳-非离子型聚氨酯表面活性剂(PUS).通过红外光谱(FT-IR)、表面张力、临界胶束浓度、乳化力测试等对其进行分析.结果表明:当以PAE为软段单体,以聚乙二醇(PEG-200)为扩链剂时,合成的聚氨酯高分子表面活性剂的综合性能优异,溶液的临界胶束浓度为53.10 mg/L,水溶液的表面张力最低可达38.12 mN/m.

关键词: 阳-非离子表面活性剂 , 聚氨酯 , 聚氧乙烯十二烷基胺 , 表面张力

电沉积镍阳模

电镀与精饰

关键词:

光阳5号高炉将点火投产

徐国群

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2000.06.015

关键词:

一维,二维和三维Si基纳米线的制备

胡卫兵 , 史伯安 , 但悠梦 , 谭志斗 , 吴少尉 , 朱艳秋 , 徐文光

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2003.03.011

在 Ar气氛中,SiC粉末分别在 Fe、 Co、 Fe:Co(1:1)的催化下,经一步反应制备了一维、二维和三维 Si基纳米线. SEM、 HRTEM、 EDX分析表明一维线状和二维网状 Si基纳米线由 C、 Si、 O组成,存在两类纳米线,一类是 SiOx包裹的 Si纳米线;另一类是 SiOx包裹的 SiC纳米线.三维Si基纳米线组成象花一样的结构,仅由 SiOx组成. SiOx和 Si是无定形结构,SiC是β-SiC单晶.

关键词: 一维 , 二维 , 三维 , Si基纳米线 , 制备

低维材料的研究

李燕 , 姜斌 , 邓宏 , 蒋书文 , 周晓燕

材料导报

主要论述了低维材料的制造方法、特异性能及在光电子和微电子器件领域的应用,包括介质超晶格、金属超晶格和一维量子线;介绍了我们分别采用激光分子束外延制备的BaTiO3/SrTiO3介质超晶格及其介电性能、直流磁控溅射法制备的强紫外光反射的Cu/Ti超晶格和宽禁带的一维ZnO量子线;描述了低维材料的发展前景.

关键词: 低维材料 , 介质超晶格 , 金属超晶格 , ZnO量子线

氮化镓低维材料

陈小龙

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2002.03.013

本文综述了本实验室近年来在半导体低维材料制备和结构方面的一些进展,内容包括纳米线、纳米带、量子点、纳米固体的制备和结构特征、纳米线径向生长动力学和表面形貌稳定性.

关键词: 氮化镓低维材料 , 生长动力学 , 形貌稳定性

基于二维方孔光栅的平面三维显示

孔令胜 , 王天聪 , 蔡盛 , 钟兴 , 张雷 , 徐开 , 金光 , 乔彦峰 , 贾继强

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2010.06.029

一维狭缝光栅实现平面三维显示具有低成本、光栅参数易于改变和无需对焦的优点,但存在遮挡画面影响亮度的缺点;二维透镜阵列具有全视差且深度感知自然的优点,但存在显示像素低和观察视角小的缺点.为了同时兼顾上述两种方案的优点,结合一维狭缝光栅和二维透镜阵列提出了一种基于二维方孔光栅的平面立体显示方案.Lighttools软件仿真实验结果表明:基于二维方孔光栅的平面三维显示原理可行.其像质因子略小于一维狭缝光栅的像质因子,但继承了一维狭缝光栅和二维透镜的优点,是实现平面三维显示的一种新的发展方向.

关键词: 平面三维显示 , 纵横视差 , 像质因子