纳米复合涂层用于竹制品表面的抑菌防霉效果

为考察复合纳米涂层的抗菌防霉作用,以纳米TiO2及纳米ZnO为原料,制备不同配方的复合涂层,通过电子显微镜观察复合材料的微观形态,以纸片法考察涂料的抑菌效果,以培养皿法测试涂料的防霉效果.结果显示,本复合涂层有较强的抑菌防霉效果,其中10%纳米ZnO的抑菌效果最强,纳米TiO2和纳米ZnO混合物的防霉效果最强.实验证实,纳米TiO2及纳米ZnO的复配处方有抑菌防霉作用,有望应用于竹制产品的表面抑菌及防霉.     

Preparation and Photocatalysis Performance of Pt, N Co-doped Bamboo Activated Carbon Supported by TiO2

采用竹活性炭(BAC)作为载体,以尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法掺杂了N元素的TiO2/BAC,然后通过等体积浸渍法负载Pt,制备了铂、氮共掺杂型光催化剂(Pt/N/TiO2/BAC).样品的N2吸附、XRD、FT-IR、XPS等分析结果表明:掺杂后BAC的比表面积、比孔容积等均有所下降,对中孔及大孔影响更明显；Pt、N共掺杂不改变TiO2的晶型类型,有利于TiO2在活性炭表面分散,N掺杂使晶粒粒径减小,Pt掺杂对晶粒粒径影响不明显；N、Pt通过化学键与TiO2相结合,实现了晶格掺氮,在催化剂表面形成了表面活性位pt0.样品TiO2/BAC、Pt/TiO2/BAC、N/TiO2/BAC、Pt/N/TiO2/BAC在紫外光、氙灯照射下对水溶液中甲醛的降解研究结果表明:N掺杂拓宽了催化剂的光吸收范围,Pt掺杂增强了TiO2的光催化活性；Pt/N/TiO2/BAC的甲醛去除率达到TiO2/BAC的2.6倍,并且具有良好的分离性能.     

/BAC的制备及其性能研究

采用竹活性炭(BAC)作为载体,以尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法掺杂了N元素的TiO2/BAC,然后通过等体积浸渍法负载Pt,制备了铂、氮共掺杂型光催化剂(Pt/N/TiO2/BAC)。样品的N2吸附、XRD、FT-IR、XPS等分析结果表明:掺杂后BAC的比表面积、比孔容积等均有所下降,对中孔及大孔影响更明显;Pt、N共掺杂不改变TiO2的晶型类型,有利于TiO2在活性炭表面分散,N掺杂使晶粒粒径减小,Pt掺杂对晶粒粒径影响不明显;N、Pt通过化学键与TiO2相结合,实现了晶格掺氮,在催化剂表面形成了表面活性位Pt0。样品TiO2/BAC、Pt/TiO2/BAC、N/TiO2/BAC、Pt/N/TiO2/BAC在紫外光、氙灯照射下对水溶液中甲醛的降解研究结果表明:N掺杂拓宽了催化剂的光吸收范围,Pt掺杂增强了TiO2的光催化活性;Pt/N/TiO2/BAC的甲醛去除率达到TiO2/BAC的2.6倍,并且具有良好的分离性能。     

Ag/TiO2-PVA复合膜的光降解性能研究

分别采用抗坏血酸还原法和光化学沉积法,将Ag掺杂到TiO2中,以聚丙烯无纺布为基膜,制备了Ag/TiO2-PVA复合膜以减少TiO2的流失和提高对太阳光的吸收,并对Ag/TiO2-PVA复合膜进行了SEM和XRD表征,以紫外光、模拟太阳光为光源,分别研究了Ag/TiO2-PVA复合膜对有机染料活性翠兰、甲基橙的光催化降解效果,以考察Ag/TiO2-PVA复合膜的催化作用。SEM和XRD的分析结果表明:上述两种方法均能有效地在聚丙烯无纺布表面形成Ag/TiO2-PVA复合膜,抗坏血酸法制备的Ag/TiO2-PVA复合膜的Ag/TiO2负载量高于光化学沉积法。染料废水处理实验结果表明:TiO2/Ag-PVA复合膜对活性翠蓝废水及甲基橙废水的紫外光降解,具有很好的催化作用;对活性翠蓝废水的自然光降解的催化作用不明显,但是对甲基橙废水的自然光降解催化作用较明显。     

纳米TiO2改性竹炭和竹炭抑菌性能比较的研究

用纳米TiO2分别对颗粒状及粉末状竹炭进行改性得到纳米TiO2改性竹炭,并对纳米TiO2改性竹炭(颗粒、粉末)、4种炭化温度(500、600、700和800℃)的竹炭及纳米TiO2共7种材料,在无光照条件下对2种霉菌(黑曲霉菌、绿色木霉菌)进行抑菌试验.结果表明:纳米TiO2改性竹炭(颗粒、粉末)抑菌效果最好,其防治效力(E)分别为90%和100%;4种炭化温度竹炭的E分别为25%、25%、25%和0,纳米TiO2材料没有抑菌能力,其E为0.试验表明,纳米TiO2改性竹炭比普通竹炭的抑菌效果好,它是一种抑菌能力强的新型竹炭材料.     

纳米TiO2改性薄竹的工艺试验

研究了纳米TiO2改性薄竹机理与工艺,分析薄竹切面、薄竹厚度、浸渍压力与浸渍时间等工艺因素对薄竹附载TiO2效果的影响,并运用X射线光电子能谱与环境扫描电镜技术手段,分析了薄竹改性处理前后的表面元素组成、元素变化、TiO2分布效果。试验结果表明:浸渍时间90 min、浸渍压力0.10 MPa、薄竹厚度0.3 mm、径切面纹理的薄竹、纳米TiO2溶液浓度0.5 g/L、浴比1∶10～20、常温浸渍纳米TiO2溶液改性薄竹工艺是可行的,TiO2附载率约为1.3%。     

Ag／TiO2-PVA复合膜的光降解性能研究

分别采用抗坏血酸还原法和光化学沉积法，将Ag掺杂到TiO2中，以聚丙烯无纺布为基膜，制备了Ag／TiO2—PVA复合膜以减少TiO2的流失和提高对太阳光的吸收，并对Ag／TiO2-PVA复合膜进行了SEM和XRD表征，以紫外光、模拟太阳光为光源，分别研究了Ag／TiO2-PVA复合膜对有机染料活性翠兰、甲基橙的光催化降解效果，以考察Ag／TiO2-PVA复合膜的催化作用。SEM和XRD的分析结果表明：上述两种方法均能有效地在聚丙烯无纺布表面形成Ag／TiO2-PVA复合膜，抗坏血酸法制备的Ag／TiO2—PVA复合膜的Ag／TiO2负载量高于光化学沉积法。染料废水处理实验结果表明：TiO2／Ag—PvA复合膜对活性翠蓝废水及甲基橙废水的紫外光降解，具有很好的催化作用；对活性翠蓝废水的自然光降解的催化作用不明显，但是对甲基橙废水的自然光降解催化作用较明显。     

TiO2/核桃壳炭复合材料的制备及光催化降解苯酚研究

为提高TiO2的回收性能,促进农林废弃物的资源化利用,以核桃壳为炭源,采用溶胶 凝胶法制备TiO2/核桃壳炭复合材料。通过傅里叶红外光谱、X射线衍射、比表面积和电镜扫描等手段对复合材料的化学和晶相结构、比表面积和微观形貌进行表征,并测试其对苯酚的吸附 光催化性能。物相表征结果显示,TiO2/核桃壳炭(400℃,2 h)中TiO2以锐钛矿相颗粒分散在核桃壳炭表面,炭的固载提高了TiO2的分散性能,使其晶粒尺寸由15.7 nm降低至11.6 nm,增强了可见光吸收能力。活性分析结果表明:当TiO2含量为80%,催化剂用量为2 g/L,苯酚初始质量浓度为10 mg/L,紫外光照射240 min时,TiO2/核桃壳炭(400℃,2 h)对苯酚的降解率为97.7%,化学需氧量降解率为92.36%,优于TiO2(分别为71.55%和63.34%)和商业购买的平均粒径为25 nm的锐钛矿晶和金红石晶混合相的TiO2(降解率88.56%),且几乎完全矿化,符合一级反应动力学方程。TiO2和TiO2/核桃壳炭光催化降解苯酚的主要活性中心分别为·OH和·O-2,核桃壳炭的负载提高了TiO2吸附 光催化苯酚性能和回收效率。     

超声波分散纳米TiO2溶液的工艺研究

应用超声波技术对光触媒纳米TiO2溶液的分散性进行研究,分析超声波功率、溶液温度、超声分散时间与溶液放置时间等工艺因素对TiO2分散效果的影响。试验结果表明超声波功率300W、超声分散时间10min、溶液温度20℃、放置时间40min之内,TiO2溶液的分散性良好,为纳米TiO2改性薄竹的应用提供了理论基础。     

抗菌型饰面人造板的研究

研究纳米二氧化钛(TiO2)浆料以及以纳米TiO2浆料为抗菌剂的饰面人造板的制备工艺,检测在三聚氰胺甲醛树脂(MU)中添加纳米TiO2浆料制成的饰面人造板的抗菌与物理力学性能.结果表明:以聚丙烯酰胺为分散剂,聚乙二醇和辛基酚聚氧乙烯醚为润湿剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定保护胶,在高速搅拌下制成的纳米TiO2浆料,在透射电镜下观察发现纳米TiO2颗粒分布均匀,具有良好的分散性,浆料经热水浴处理,TiO2基本未出现团聚,具有较好的贮存稳定性;在MU中添加纳米TiO2浆料调制的胶粘剂,其相容性好,且不影响其胶合性能;加入纳米TiO2的浸渍纸和浸渍单板具有明显的抗菌性,当MU胶粘剂中TiO2加入量为1%时,饰面人造板具有较好的抑菌效果,它对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有良好的抑制作用.     

TiO2在木材工业中的应用与展望

介绍TiO2光催化性能的基本原理,并在综合分析文献的基础上,总结国内外木材工业中TiO2的应用研究现状,指出:TiO2优异的环境特性和使用性能尚未被木材工业很好地研究和利用,在制备多功能型环保材料、抗紫外线材料和性能增强型材料等方面应用前景广阔.     

复合光催化材料降解气相中甲苯和二甲苯中间产物的评价

将Sol-Gel法制得的二氧化钛(TiO2)负载到活性碳纤维(ACF)上,利用超临界干燥手段和高温真空煅烧工艺,获得了具有气凝胶特性和高光催化活性的复合材料(TiO2-ACF)。由于该材料在降解空气中甲苯和二甲苯的过程中降解速度逐渐变缓,因此通过提取反应物并利用色谱—质谱联用分析方法,确定该光催化复合材料在降解甲苯和二甲苯720 min后是否有中间产物产生。试样结果证明,只有还未参加反应的甲苯和二甲苯而不存在中间产物。     

硬脂酸/TiO_2/CNF超疏水复合材料的制备与表征

研究了一种利用硬脂酸对纳米二氧化钛(Nano-TiO_2)和纤维素纳米纤维(CNF)复合物进行有机表面修饰的新方法,主要包括纳米二氧化钛、纤维素纳米纤维的制备和利用硬脂酸对Nano-TiO_2/CNF复合体系进行有机表面修饰制得超疏水材料三个工艺过程。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和场发射扫描电子镜(SEM)等对所得的样品进行表征,得出硬脂酸中的—COOH基团与TiO_2/CNF复合体系表面的—OH基团发生脱水反应,并将疏水性—CH_3基团引入复合体系中,复合体系表面构建的纳米级粗糙结构协同体系内引入的疏水基团使最终产物具有超疏水性。     

负载纳米TiO2光催化材料涂料的试验研究

为改善空气质量,降解大气中的NOX,采用纳米TiO2光催化材料对涂料进行改性,然后喷洒在沥青道路表面。制备分散性及稳定性良好的纳米TiO2浆料,采用高速剪切与超声波震荡相接合的方法,通过正交试验得到最佳配比。考虑到涂料喷涂在沥青表面上的特殊环境,改性涂料应具备抗滑、耐水、冻融循环及良好的附着力等性能。经过一系列测试,结果表明:3%含量的纳米TiO2具有良好的分散性,用其制备的改性涂料能和沥青很好的结合,结合后其抗滑性、耐水性、冻融循环和附着力等均优于其他含量的涂料,适用于作为沥青路面表面喷涂的负载涂料。     

二氧化钛/壳聚糖/丙烯酸复合水凝胶的原位交联及性能

壳聚糖基复合材料在水凝胶领域应用广泛,但其制备过程中通常需要有毒性的化学交联剂和经过繁琐的化学修饰等过程。将壳聚糖、丙烯酸和钛酸四丁酯共混,在遇水后,通过钛酸四丁酯的原位水解形成的纳米二氧化钛作为物理交联剂,一步法制备复合水凝胶,过程简单且无需化学交联剂。在此复合水凝胶中,纳米二氧化钛作为交联剂和光催化剂,丙烯酸可以提高壳聚糖的吸水性,同时丙烯酸和壳聚糖表面的羟基和氨基等基团又可以增强二氧化钛的光催化性能。利用X射线衍射、傅里叶红外光谱、扫描电镜和透射电镜等考察其形貌与结构等特征,并通过吸水试验和亚甲基蓝的光降解试验测试了其溶胀及光催化性能。结果表明:该复合水凝胶内部为多孔结构,粒径约为5~12 nm的二氧化钛均匀分散在复合水凝胶中,无团聚现象。该复合水凝胶材料具有优良的吸水性,其饱和吸水率约为1500%,在模拟自然光下对亚甲基蓝有较好的光催化降解效果。以上结果表明该材料在污水处理领域具有一定的应用前景。     

超声波联合钛白废酸改善污泥脱水性能的研究

针对超声波和化学氧化法单独处理污泥的不足,提出了采用超声波联合钛白废酸来处理剩余污泥以达到改善其脱水性能的目的。将城市污水处理厂二沉池产生的污泥通过超声处理破解,使污泥中的部分物质从污泥相转移到液相中;再利用钛白废硫酸与双氧水配制的Fenton试剂进行了氧化处理。结果表明:处理后上清液溶解性化学需氧量、总氮、总磷、氨氮、污泥比阻、污泥毛细吸水时间和污泥含水率分别为438~632 mg/L、28.4~58.6 mg/L、26.2~40.8 mg/L、7.21~9.15 mg/L、2.0×10⁸~1.5×10⁸S²/g、20.1~32.5 s、62.5%~70.8%。与单独化学氧化法或超声波处理相比,能耗降低了23%~42%。     

纳米TiO2与活性炭纤维复合降解空气中甲醛

通过Sol—Gel法和超临界干燥手段制备具有网络结构和纳米级粒径的TiO2气凝胶,并使之与活性炭纤维（ACF）复合,经过450℃高温煅烧,即可获得具有较高光催化活性和强吸附性的TiO2／ACF复合材料,用以降解目标污染物甲醛。以钛酸丁酯（Ti（OC4H9）4为原料,乙醇、乙酸和乙酰丙酮为水解催化剂制备醇凝胶,溶胶反应液的配比为Ti（OR）4：EtOH：H20：AcOR：ACACH：20：40：5：0．2：2（体积比,mL）。经超临界流体干燥后,在扫描电镜（SEM）下观察,TiO2在ACF的每根纤维上负载均匀,其粒径大小均匀,尺寸均在40—50nm范围内,具有网络结构,空隙率大。在紫外光的作用下,可在25min内使游离甲醛从6．58mg／m^3降至0．99mg／m^3;甲醛的降解效果依次为：TiO2／ACF1〉TiO2／ACF0〉ACF。