二氧化钛的疏水改性及其表征

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二氧化钛纳米管的合成及其表征

二氧化钛纳米管的合成及其表征纳米技术的发展使人类能够获得一系列新型材料，其中最广泛应用的是纳米管。

纳米管是一种纳米结构，具有独特的结构和性能，可以用于各种电子、能源和医疗保健等领域。

而二氧化钛纳米管（TiO2NTs）则是一种新型的纳米管材料，它的出现在不同的表面特性和应用方面都有着独特的优势。

本文主要研究二氧化钛纳米管的合成及其表征。

TiO2NTs成是一种有趣而复杂的过程，可以从金属氧化物，超支化物和非金属氧化物等多种原料中制备出。

在氧化物溶液中，TiO2NTs 以采用溶剂法（sol-gel法）、浸渍法（impregnation法）、湍流反应釜（flow chemistry reactor）、热溶解法（thermal dissolution 法）等方法合成。

其中，溶剂法是纳米管材料的最常用合成方法，此方法具有低成本和可控的特点，使得TiO2NTs的制备更加便捷、高效。

TiO2NTs的表征方法有表面活性剂测试（surfactant testing）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱（Raman spectroscopy）、X射线光电子能谱（XPS）。

表面活性剂测试是评估TiO2NTs表面性能的最常用方法，其可以测量TiO2NTs表面电性、疏水性、乳状性、乳化性等特性。

X射线衍射（XRD）可以用来分析TiO2NTs 的晶体结构和结晶度。

TEM实验可以用来评估TiO2NTs的形貌，Raman 光谱则可以评估TiO2NTs的结构特性，XPS测试则可以评估TiO2NTs 的表面组分。

综上所述，TiO2NTs是一种新型的纳米管材料，其合成及其表征可以从将多种方法，主要表征方法包括表面活性剂分析、X射线衍射、透射电子显微镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱等。

这些测试及研究结果可以为TiO2NTs的下一步应用发展提供指导。

总之，TiO2NTs的合成及其表征具有重要的意义，有助于深入了解TiO2NTs的性质，为其在不同的应用领域的发展提供理论支持及重要的实验基础。

一种提高纳米TiO疏水性和分散稳定性的改性方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911411242.9(22)申请日 2019.12.31(71)申请人济南大学地址 250022 山东省济南市市中区南辛庄西路336号(72)发明人侯启敏　杨学锋　王守仁　李万洋　肖居鹏　段德荣　乔阳　王高琦　温道胜　刘文涛　(74)专利代理机构济南诚智商标专利事务所有限公司 37105代理人韩百翠(51)Int.Cl.B01J 31/38(2006.01)(54)发明名称一种提高纳米TiO 2疏水性和分散稳定性的改性方法(57)摘要针对纳米级粒子的表面能高，容易发生团聚，在有机相中难以浸润和分散稳定性差等缺点，本发明提供了一种提高纳米TiO 2疏水性和分散稳定性的改性方法。

本发明将改性剂N -辛基三甲氧基硅烷或者十二烷基三甲氧基硅烷的水溶液，加入到纳米TiO 2的乙醇熔液中，60℃-90℃下搅拌、超声震荡、烘干、研磨制得改性后的纳米TiO 2。

改性后的纳米TiO 2表面能得到明显降低，呈现出疏水性能，且分散稳定性大幅提高。

本方法工艺简单、易于操作、成本低、生产效率高，容易实现工业化生产。

权利要求书1页说明书4页附图2页CN 111036309 A 2020.04.21C N 111036309A1.一种提高纳米TiO 2疏水性和分散稳定性的改性方法，其特征是，包括以下步骤：(1)将纳米TiO 2加入乙醇中制备成乙醇溶液，超声震荡，混合均匀；(2)取改性剂N -辛基三甲氧基硅烷或者十二烷基三甲氧基硅烷，加水得到水溶液，超声震荡，使改性剂在水中预水解；(3)将步骤(2)所得的水溶液加入步骤(1)所得的乙醇溶液中，60℃-90℃下搅拌、超声震荡得到改性的混合浆料；(4)对(3)中所得的混合浆料，乙醇洗，水洗，烘干，研磨，得到改性纳米TiO 2。

2.如权利要求1所述的一种提高纳米TiO 2疏水性和分散稳定性的改性方法，其特征是，所述步骤(2)的N -辛基三甲氧基硅烷或者十二烷基三甲氧基硅烷质量为纳米TiO 2质量的6-8％。

浅谈二氧化钛

浅谈纳米二氧化钛纳米二氧化钛(Ti02)是一种重要的无机功能材料，由于其粒子具有表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等性质；其晶体具有防紫外线、光吸收性好、随角异色效应和光催化等性能；而且它的耐候性、耐用化学腐蚀性和化学稳定性较好，因此纳米二氧化钛被广泛应用于光催化、太阳能电池、有机污染物降解、涂料等领域。

但纳米二氧化钛也有一定的局限性，可在纳米二氧化钛中添加合适的物质（如树脂、聚苯胺、偶联剂、氟碳树脂等），对其进行改性。

1. 纳米TiO2的制备（纳米TiO2溶胶）纳米TiO2的制备方法一般分为气相法和液相法。

由于气相法制备纳米TiO2有诸多缺点如:能耗大、成本高、设备复杂等，且条件苛刻,大大限制了其发展。

液相法主要包括水解法、沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法、微波感应等离子体法等制备技术。

而液相法能耗小、设备简单、成本低,是实验室和工业上广泛使用的制备方法。

由于传统的方法不能或难以制备纳米级二氧化钛，而溶胶-凝胶法则可以在低温下制备高纯度、粒径分布均匀、化学活性大的单组分或多组分分子级纳米催化剂，在此仅介绍用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2溶胶。

溶胶一凝胶法制备纳米TiO2：是以钛的醇盐Ti(OR)2，(R为-C2H5、-C3H7、-C4H9等烷基)为原料。

其主要步骤为：钛醇盐溶于溶剂中形成均相溶液，以保证钛醇盐的水解反应在分子均匀的水平上进行，由于钛醇盐在水中的溶解度不大，一般选用醇(乙醇、丙醇、丁醇等)作为溶剂；钛醇盐与水发生水解反应，同时失去水和失醇缩聚反应，生成物聚集成1nm左右的粒子并形成溶胶；经陈化、溶胶形成三维网络而成凝胶；干燥凝胶以除去残余水分、有机基团和有机溶剂，得到干凝胶；干凝胶研磨后煅烧，除去化学吸附的羟基和烷基团，以及物理吸附的有机溶剂和水，得到纳米TiO2粉体。

因为钛醇盐的水解活性很高，所以需添加抑制剂来减缓其水解速度，常用的抑制剂有盐酸、醋酸、氨水、硝酸等。

TiO2简要介绍及其修饰改性

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
TiO2的表征
40 30 20
10
0
2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 Band gap/ev
利用(Ahν)2对hν做图，直线部分外推至横坐标交点，可知禁带宽度为 3.13eV
Absorption/a.u.
TiO2(sample） P25
300
400
专题报告
TiO2简要介绍及其修饰改性
TiO2简介
• TiO2俗称钛白粉，广泛应用于涂料和颜料等行业。 • 1972年，Fujishima 在N-型半导体TiO2电极上发现了水的光催化分解作用，从而开辟了半导体光催化这一新的领域。 • 随着纳米科学及纳米技术的发展，新的制备方法和表针手段的出现，纳米TiO2的研究不断的深入。
80 60 40 20 0
US：1.7MHz MO：10mg/L P25：1.0g/L
t/min US-UV和US-UV-TiO2辐射后甲基橙相对浓度
0
10
20
30
40
50
60
实验结果分析
100
relative concentration/(C/C0*100%)
80
1.7MHz 2.0MHz 2.4MHz
MoS2的制备
• 方法三：（NH4）2MoS4 质量11mg，MIL-101质量22mg，DMF2.5mL加热回流，然后趁热过滤干燥，140 ℃抽真空干燥 • 方法四：双溶剂法使（NH4）2MoS4 质量11mg，浸入至MIL-101质量22mg中检验MIL-101，ZIF-8，MIL-53（44mg）， DMF10mL， N2H4· H2O 0.1mL，200 ℃加热10h 结论ZIF-8彻底破坏，其余的有剩余固体存在

二氧化钛改性及涂覆方式对其光催化降解甲苯的研究

二氧化钛改性及涂覆方式对其光催化降解甲苯的研究挥发性有机污染物（VOCs）作为一类空气污染物,因其具有毒性、刺激性和挥发性等特性,严重威胁着生态环境及人体健康。

如何经济、高效地去除VOCs,成为了当前环境领域的研究热点。

与传统处理法相比,光催化氧化法具有工艺简单、反应条件温和、能耗低等优点,被认为是最有应用前景的技术之一。

甲苯属于VOCs中典型的有毒气体,目前国内外对于气态甲苯的光催化降解研究主要集中在催化剂降解一定量废气,而有关连续通入废气研究较少。

本文选取甲苯为目标污染物,从催化剂改性及涂覆方式两方面考察不同因素对连续通入甲苯废气的光催化性能的影响。

首先对商用Ti O2（P25）进行改性,研究高效光催化剂,以甲苯为目标降解物,使用自制的光催化反应器,考察其光催化活性。

然后自制了涂覆型TiO2光催化材料,考察了该材料在不同环境因素如光源、反应物初始浓度、相对湿度等条件下对甲苯去除效率的影响。

主要研究内容如下:（1）分别选取元素Fe和Cu作为改性元素,利用浸渍法对TiO2进行改性,每种元素掺杂量分别为0.1%、0.5%和1.0%。

后利用XRD、SEM、BET、UV-Vis手段对改性样品进行表征,结果表明:元素Fe和Cu的掺杂没有改变TiO2的晶相,但使得晶粒表面产生不同数量的突起,且改性样品较基底TiO2相比表面积均增大,对紫外区域和可见区域光的吸收率均增加。

将改性样品利用喷涂法喷涂在锡箔纸上,装填入自制的光催化反应器,以甲苯为目标降解物,探究其光催化活性。

考察了掺杂元素、掺杂量、催化剂用量等因素对光催化降解甲苯的影响,结果表明:元素Cu的掺杂改性效果优于元素Fe,且Cu掺杂量为1.0%时,改性样品的光催化活性最高。

阳极氧化法制备TiO2薄膜及其超疏水改性

阳极氧化法制备TiO2薄膜及其超疏水改性随着纳米技术的发展，纳米材料在各个领域展现出了广阔的应用前景。

其中，氧化钛（TiO2）作为一种重要的纳米材料，在光催化、电化学和生物医学等领域具有广泛的应用。

然而，由于其表面能较高，TiO2薄膜往往具有亲水性，限制了其在一些特殊应用中的使用。

为了克服这一问题，研究人员们通过改性方法，将其表面改变为超疏水性，以提高其特殊应用的效果。

阳极氧化法是一种常用的制备TiO2薄膜的方法。

该方法通过在金属钛表面形成氧化层，然后经过热处理和酸洗等工艺，得到具有一定厚度和结构的TiO2薄膜。

这种方法制备的TiO2薄膜具有良好的结晶性和致密性，适用于各种改性处理。

超疏水性是指材料表面具有极高的接触角，使水滴在其表面上呈现出较大的接触角，从而实现水滴的快速滚落，表现出良好的自清洁性。

在TiO2薄膜的超疏水改性中，常常采用改变薄膜表面形貌和增加表面能的方法。

改变薄膜表面形貌是实现超疏水性的一种常见方法。

通过调控阳极氧化过程中的电压、时间和电解液成分等参数，可以改变薄膜的孔洞形貌和粗糙度，从而改变其表面的接触角。

研究发现，当薄膜表面具有一定的微纳米结构时，可以增加其表面积，提高接触角，实现超疏水性。

增加表面能是另一种常用的超疏水改性方法。

通过在阳极氧化后，在薄膜表面进行各种化学处理，使其表面形成亲水性或疏水性的功能基团。

例如，可以利用硅烷偶联剂在薄膜表面形成疏水性基团，从而实现超疏水性。

综上所述，阳极氧化法制备TiO2薄膜并进行超疏水改性是一种有效的方法。

通过调控阳极氧化过程和后续的化学处理，可以获得具有超疏水性的TiO2薄膜，从而拓展其在各个领域的应用。

未来的研究可以进一步深入探究薄膜的制备工艺和改性方法，提高其超疏水性能，并探索其在自清洁、防污染和抗菌等方面的应用潜力。

改性二氧化钛催化剂得研究进展

改性二氧化钛光催化剂得研究进展摘要：采用掺杂非金属或非金属可增强TiO2光催化材料可见光响应能力。

金属掺杂往往牺牲其紫外光区催化能力，而采用非金属掺杂不仅能够增强其可见光响应能力，且保持紫外区光催化活性。

本文简单叙述了添加非金属和过渡金属改性二氧化钛光催化剂的原理方法及其进展。

掺杂非金属改性二氧化钛光催化剂包括了掺杂氮，掺杂碳。

掺杂过渡金属改性二氧化钛光催化剂包括掺杂铁，掺杂银，掺杂锆。

关键词：改性；二氧化钛；非金属；过渡金属；光催化剂1 引言自从发现TiO2光催化特性以来，以TiO2为代表的光催化环保材料得到广泛的研究⑴。

TiO2是目前应用最广泛的光催化剂，具有活性高、稳定性好和无毒、价廉等优点。

已成为目前最引人注目的环境净化材料，广泛应用于环境保护的各个领域。

TiO2以其无毒、氧化能力强和稳定性好而在污水处理、空气净化、杀菌消毒及制备具自洁抗菌等功能的新型材料方面有着广阔的应用前景.TiO2相对其他半导体光催化剂而言，活性相对较高，但由于TiO2半导体的能带较宽（Eg= 3.2 eV），其对太阳光的利用率较低（4%）.只有在紫外光的激发下才能表现光催化活性，因此对二氧化钛进行改性，使其在可见光甚至是室内光源的激发下产生活性是目前众多研究者的研究热点。

2 掺杂元素改性二氧化钛的基本原理TiO2具有较宽的能带间隙，只有在紫外光下才具有光催化活性，为使其具有可见光催化活性，必须直接或间接改变其能带结构，缩小其能带间隙。

采用元素掺杂提高TiO2的可见光催化活性都是基于提高其光生电子－空穴的分离效率，抑制电子－空穴的重新结合来提高其量子效率⑵。

有些科学家认为适当的元素掺杂能够在价带和导带之间形成一个缺陷能量状态，而这种缺陷能量状态可能靠近价带，也可能靠近导带。

这种缺陷能带为光生电子提供了一个跳板，从而可以利用能量较低的可见光激发价带电子而传输到导带，使吸收边向可见光移动。

3 掺杂非金属改性二氧化钛催化剂掺杂非金属改性二氧化钛光催化性的研究很多。

二氧化钛薄膜的表征分析

二氧化钛薄膜的表征分析二氧化钛（TiO2）是一种常见的、结构稳定的化合物，具有独特的光催化活性，是化学工业和环境保护领域中非常重要的材料。

在近几十年来，二氧化钛薄膜的研究取得了巨大的进步，并且在催化、储存能源、光动力、传感器、水处理等多个领域被大量应用，因此，对二氧化钛薄膜的表征和分析显得尤为重要。

二氧化钛薄膜是一种被广泛用于各种应用中的薄膜，其表征分析要求许多参数的考量。

首先，二氧化钛薄膜的化学成分应该考虑，即它是否含有其他元素，如氧、氮等。

其次，需要对薄膜的结构进行表征，如晶体结构、尺寸、缺陷、密度等参数和特性，这些参数可用X 射线衍射、扫描电子显微镜（SEM）等手段进行研究。

第三，可以利用电子能谱（XPS）和光谱分析（Raman、FTIR）来研究薄膜的表面性能，从而更加深入地了解薄膜的结构及其化学组成，以便有效地研究薄膜的形成机制。

此外，对二氧化钛薄膜还需要进行力学性能表征分析，如硬度、抗拉强度、延展率和抗压强度等，这可以通过用荷电表表面能谱测试和拉伸试验仪等仪器来测量。

另外，二氧化钛薄膜的光学性能也需要进行表征，如透射率、反射率、吸收率等，可以用反射光谱仪和激发源等仪器进行测量。

最后，二氧化钛薄膜的催化性能也是需要充分表征和考量的，通常可以通过荧光光谱分析和UV-Vis吸收光谱分析来研究催化剂性能，以判断催化剂的活性和活性中心的种类。

因此，虽然二氧化钛薄膜的研究已经取得了巨大的进展，但是有关表征分析也仍然是一个挑战，需要开发出新的技术和分析方法，利用这些方法对薄膜表征特性进行充分研究，以提高薄膜的性能，使其能够满足各种应用需求。

总之，二氧化钛薄膜的表征分析是一个复杂的而又重要的问题，需要从化学组成、结构特征、表面性能、力学性能、光学性能以及催化性能等多方面全面研究，从而有效的控制薄膜的结构及性能。

以上就是有关二氧化钛薄膜的表征分析的内容。

以上内容不仅有助于更全面而准确地了解薄膜的各项性能参数，并能指导薄膜的研发及应用，也有助于加深我们对二氧化钛薄膜的表征和分析机理的理解，以便指导薄膜的未来发展。

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二氧化钛是近年来发展较快的一种无机功— ０４一Ｏ１。
料，广泛应用于感光材料、橡胶、塑料、涂料、光催化剂、化妆品、食品包装材料、陶瓷添加剂等领域。
二氧化钛的疏水改性及其表征
王百年，何晓婷，刘磊
（合肥工业大学化学工程学院，安徽合肥２３０００９）
摘要：在水相体系中，以二氧化钛为原料，用十六烷基三甲基溴化铵（ＣＴＡＢ）对其进行湿法表面改
第３４卷第４期
２０１３年８月
化学工业与工程技术ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏ１．３４Ｎｏ．４Ａｕｇ．，２０１３
中图分类号：ＴＱ１１文献标识码：Ａ文章编号：１００６ — ７９０６（２０１３）０４－００３６－０５
Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｍｏｄｉｉｃｆａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｉｔａｎｉｕｍｄｉｏｘｉｄｅ
性。以疏水度为主要考察指标，通过单因素条件实验及正交实验，研究了体系ｐＨ值、改性剂用量、改性温度、改性时间等因素对改性效果的影响。结果表明：当体系ｐＨ值８、改性剂用量（占二氧化钛总质量
的分数）５％、改性时间２．５ｈ、改性温度６５℃时，二氧化钛疏水度由１３．８７％提高至５９．８９％。关键词：二氧化钛表面改性疏水度十六烷基三甲基溴化铵
ｖｉａｗｅｔｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎ．Ｕｓｉｎｇｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｄｅｇｒｅｅａｓｔｈｅｍａｉｎｉｎｄｅｘ，ｔｈｅｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｓｕｃｈａｓｐＨｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｍｏｄｉ — ｆｉｅｄｓｙｓｔｅｍ，ａｍｏｕｎｔｏｆｍｏｄｉｉｆｅｒ，ｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎｔｉｍｅａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｓｉｎｇｌｅ・ｆａｃｔｏｒａｎｄｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉ — ｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄａｓｆｏｌｌｏｗｉｎｇ：ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐＨｉｓ８．ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｍｏｄｉｉｆｅｒｉｓ５％．ｔｈｅｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓ２．５ｈａｎｄｔｈｅｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ６５℃ ．Ｔｉｔａｎｉｕｍｄｉｏｘｉｄｅｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｄｅｇｒｅｅｃａｎｂｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍ１３．８７％ｔｏ５９．８９％ｕｎ —