偶联剂改性对纳米二氧化钛光催化活性的影响杨平霍瑞亭

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TiO2纳米材料的改性及其光催化性能研究

TiO2纳米材料的改性及其光催化性能研究

TiO2纳米材料的改性及其光催化性能研究TiO2是一种广泛应用于光催化领域的半导体材料,其广泛应用主要归功于其良好的化学稳定性、光催化性能和较低的成本。

然而,TiO2的光催化活性主要集中在紫外光区域,限制了其在可见光范围内的应用。

因此,对于纳米TiO2材料的改性研究变得尤为重要,以提高其可见光催化性能,并扩大其应用范围。

研究表明,改性TiO2纳米材料可以通过掺杂、表面修饰以及复合等方法来实现。

其中,掺杂是最常用的改性策略之一。

通过引入铁、氮、碳等元素来改变TiO2的能带结构,可以使其光催化活性发生显著改善。

铁掺杂的TiO2在可见光催化领域具有良好的应用前景。

研究发现,铁掺杂的TiO2具有更窄的能带间隙,能够吸收更多的可见光,并产生更多的电子-空穴对,从而提高催化活性。

同时,还有研究表明,通过调节铁掺杂浓度和制备条件,可以进一步提高光催化性能。

表面修饰也是改性TiO2纳米材料的重要策略之一。

常见的表面修饰方法包括溶液热处理、沉积溶胶、负载其他半导体等。

例如,通过溶液热处理可以在TiO2表面形成一层导电聚合物薄膜,改善其可见光催化性能。

通过沉积溶胶可以在TiO2表面引入二氧化铕、氧化亚铜等光敏剂,增强其可见光催化活性。

此外,将其他半导体负载在TiO2纳米材料上,可以通过协同作用来提高光催化性能,例如Pt-TiO2和Ag-TiO2等复合材料。

此外,纳米TiO2的复合改性也是提高其光催化性能的重要手段之一。

常见的复合改性方法包括纳米TiO2与碳材料的复合、纳米TiO2与其他半导体的复合等。

例如,将纳米TiO2与石墨烯、碳纳米管等碳材料复合,可以通过增加可见光吸收和电子传输来提高光催化性能。

此外,将纳米TiO2与ZnO、CdS等其他半导体复合,也可以通过异质结构的形成来提高光催化活性。

综上所述,纳米TiO2材料的改性研究对于提高其光催化性能以及拓宽应用领域具有重要意义。

掺杂、表面修饰和复合是常用的改性策略,通过这些方法可以有效地调控纳米TiO2的能带结构、光吸收性能和电子传输性能。

纳米二氧化钛的低温制备及光催化活性的研究

纳米二氧化钛的低温制备及光催化活性的研究

纳米二氧化钛的低温制备及光催化活性的研究作者:崔志鹏,邓桦来源:《轻纺工业与技术》 2015年第3期崔志鹏,邓桦(天津工业大学纺织学院,天津300387)【摘要】以硫酸氧钛为原料在低温下利用直接沉淀法制备了纳米二氧化钛水溶胶,利用X射线衍射、扫描电子显微镜对纳米二氧化钛分析并进行了表征;将纳米二氧化钛处理到棉织物上,以活性蓝KN-G为目标降解物,表征了不同条件下纳米二氧化钛的光催化活性。

结果表明,当Ti的摩尔浓度为0.08mol/L、环境pH=3时,光催化活性达到最大;电流功率为150W时对棉织物进行预处理,复合催化剂的光催化效率最高,降解率为60%。

【关键词】纳米二氧化钛;光催化;负载;染色废水Doi:10.3969/j.issn.2095-0101.2015.03.002中图分类号: X791 文献标识码: A 文章编号: 2095-0101(2015)03-0004-03收稿日期:2015-03-11作者简介:崔志鹏(1989- ),男,内蒙古人,天津工业大学纺织学院在读研究生。

研究方向:功能纺织品。

0引言随着纺织品印染行业的发展,印染废水的处理与回收问题变得突出,其中,染料废水对环境的影响越来越严重,成为环境保护的难题。

纳米二氧化钛具有良好的光催化性能,其吸收一定能量的紫外光后可以将有机物降解,并且化学性质极其稳定,氧化能力极强。

但TiO2的应用也存在某些缺点,如悬浮相光催化氧化易凝聚、难分离、易失活、回收困难等弊端,这是在应用中必须解决的难题。

利用直接沉淀法制备纳米二氧化钛,过程操作简单,且原料来源广泛,价格比较低廉,是进行工业化制备较理想的方法。

在光催化处理废水过程中,目前使用比较广泛的方法是使用纳米二氧化钛的悬浮体系,其优点是接触反应的表面积大,可用于大量反应,缺点是其本身的物理性质导致的透光性差,回收加工困难,工艺复杂,这些是必须要解决的问题。

当前基材的使用对纳米二氧化钛的催化活性的影响非常明显,所以催化剂的负载基材的选择十分重要。

硅烷偶联剂对纳米TiO2的表面改性

硅烷偶联剂对纳米TiO2的表面改性

硅烷偶联剂对纳米TiO2的表面改性∗王琳琳;尚冀宁;许明【摘要】采用硅烷偶联剂JH-N318对纳米TiO2进行表面改性。

考察了硅烷偶联剂JH-N318用量、改性时间、温度及改性介质的pH值对纳米TiO2分散时间的影响;并进行红外、TEM表征。

结果表明纳米TiO2的分散效果明显改善。

当JH-N318用量为3.8%,改性时间为60min,改性温度为45℃,改性介质pH=4.5时,纳米TiO2的分散时间最长,改性效果最好。

%In this paper,the surface of nano-TiO2 were modified by silane coupling agents JH-N318. The infi-uence of the facters including the content of silane coupling agent JH-N318,the modified time,the temperature and the pH value of modified medium which on dispersion time of nano-TiO2 were studied. The prepared samples were investigated by FTIR and TEM. The results show that when the content of silane coupling agent is 3. 8%,modifica-tion time is about 60min,modification temperature is 45℃ and pH value is 4. 5,the effect of the modified TiO2 is the highest,dispersion effect is best.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】5页(P38-41,110)【关键词】纳米TiO2;硅烷偶联剂JH-N318;分散时间;改性效果【作者】王琳琳;尚冀宁;许明【作者单位】银川能源学院石油化工系,宁夏银川750105;银川能源学院石油化工系,宁夏银川750105;银川能源学院石油化工系,宁夏银川750105【正文语种】中文【中图分类】TQ31纳米TiO2复合材料由于它特有的力学、电学、光学及电磁学[1-4]性能而成为各个很多领域的研究热点。

影响TiO_2光催化活性的因素及提高其活性的措施

影响TiO_2光催化活性的因素及提高其活性的措施
Factors affecting photo catalytic activity of TiO2 and
measures improving its potocatalytic perf ormance REN Cheng2jun1 ,3 ,L I Da2cheng2 ,ZHON G Ben2he1 ,ZHOU Da2li2 ,L IU Heng2 , GON G J ia2zhu4
粒径/ nm
包含的原子 总数/ 个
表面原子所占 比例/ %
20
2. 5 ×105
10
10
3. 0 ×104
20
5
4. 0 ×103
40
2
2. 5 ×102
80
1
30
90
超微粒子的表面效应愈显著 ,一方面吸收光
能愈多 ,产生的 e - - h + 对密度愈大 ;另一方面吸
附的反应物也愈多 ,被氧化或还原的物质浓度也
·19 ·
器 ; (5) 外加辅助能量场的情况 。
1 影响 TiO2 光催化活性的因素及 提高其活性的措施
1. 1 TiO2 本身的性质 1. 1. 1 TiO2 的晶相[1 ]
无定形和板钛矿相 TiO2 无光催化性能 。金 红石型 TiO2 的光催化能力很差 。锐钛型 TiO2 具 有优良的光催化活性 ,约为金红石型 TiO2 的 300 ~2000 倍[2 ] 。这是由于 : (i) 锐钛型 TiO2 属亚稳 态结构 ,其晶体结构不如金红石型 TiO2 紧密和稳 定 ,因而较为活泼 ; (ii) 锐钛型 TiO2 的带隙能 (3. 2ev) 比金红石型的带隙能 3. 0ev) 要大 0. 2ev ,这 就意味着前者的能级比后者高 ,因而价带和导带 的氧化/ 还原能力比后者强 。事实上 ,除纯 TiO2 (A) 外 ,由大部分锐钛型 (约占 70~80 %) 与小部 分金红石型 (约 30~20 %) 组成的混晶也有很好 的光催化活性 。其典型代表如德国 Degussa P 25 (主含量 TiO2 > 99. 5 % ,平均粒径 21nm ,比表 积 50 ±15m2/ g ,80 % TiO2 (A) + 20 % TiO2 ( R) 的 混晶型 ,密度约 3. 7g/ cm3) ,常被世界上许多研究 小组作为光催化反应的标准物质进行参照对

硅烷偶联剂对纳米TiO_2表面改性的研究

硅烷偶联剂对纳米TiO_2表面改性的研究

硅烷偶联剂对纳米TiO 2表面改性的研究徐 惠,孙 涛 (兰州理工大学石油化工学院,兰州730050) 摘 要:筛选了最佳表面处理剂为硅烷偶联剂(KH570),研究了偶联剂用量、pH 值、时间等因素对纳米Ti O 2有机化表面改性的影响。

采用亲油化度实验、红外光谱、透射电镜等手段表征了纳米二氧化钛的改性效果和结构。

实验结果表明:KH570以化学键合的形式结合于纳米Ti O 2表面,当硅烷偶联剂用量为10%、pH 值为615、处理时间为110~115h 时,Ti O 2的有机化表面改性效果最好,Ti O 2在乙醇中达到纳米级的分散。

关键词:纳米Ti O 2;KH570;有机表面改性;亲油化度中图分类号:T Q 63014 文献标识码:A 文章编号:0253-4312(2008)04-0001-04作者简介:徐惠(1966—),女,博士,教授,主要从事纳米复合材料的研究。

Surface M od i f i ca ti on of Nanosi zed T iO 2w ith S il ane Coupli n g Agen tXu Hui,Sun Tao(College of Petroche m ical Technology,L anzhou U niv of Tech,L anzhou 730050,China ) Abstract:Silane coup ling agent (KH570)is selected as the best op ti m al surface treat m ent agent,theinfluence of the fact ors (the content of silane coup ling agent,pH value,and ti m e )on the surface modifica 2ti on are studied .The p repared sa mp les are investigated by the li pophilic degree test,FTI R and TE M.The results show that when the content of silane coup ling agent is 10%,pH is 615and modificati on ti m e is about 115h,the li pophilic degree of the modified Ti O 2is the highest;KH570is bound on the surface of the nanos 2ized Ti O 2particles;the modified nanosized Ti O 2is dis persed in nanoscale in ethanol . Key W nanosized Ti O 2;KH570;organic surface modificati on;li pophilic degree0 引 言纳米Ti O 2是一种附加值很高的功能精细无机材料。

硅烷偶联剂KH570对纳米SiO_2的表面改性及其分散稳定性

硅烷偶联剂KH570对纳米SiO_2的表面改性及其分散稳定性

·1598·
化工进展
2009 年第 28 卷
数目/%
20
2.4 Zeta 电位分析
与水亲和力差的难溶性纳米 SiO2 粉体高度分
15
散在水溶液中形成 SiO2 溶胶,在纳米 SiO2 粒子与
水接触的界面上,由于发生电离、粒子吸附等作用,
10
使纳米 SiO2 的表面带电,固、液两相分别带有不同
5
的电荷,在纳米 SiO2 与水相对运动的界面到溶液内
将一定量的纳米 SiO2 加入无水乙醇/水(体积 比为 3︰1)的混合溶液中,在 4000 r/min 高速剪切 下使其充分分散,调节剪切速率至 2000 r/min,反 应温度 70 ℃左右,加入质量分数为 20%的硅烷偶 联剂 KH570,用草酸溶液调节体系 pH 值至 4 左右。 反应 90 min 将纳米 SiO2 悬浮液抽滤,滤饼经干燥、 研磨,即得改性纳米 SiO2 粉体。 1.3 分析表征
d/nm
1000
(b)按体积统计粒径分布
10000
图 3 改性前纳米 SiO2 团聚体粒径分布图
20
-200
-100
0
100
200
Zeta 电位/mV
(a)改性前 SiO2 溶胶的 Zeta 电位分布
强度
15
数目/%
10
体积/ %
5
0
1
10
100
1000 10000
d/nm
(a)按数目统计粒径分布
20
200nm
图 1 未改性纳米 SiO2 透射电镜照片
200nm
图 2 KH570 改性后纳米 SiO2 透射电镜照片
2.3 粒径分布分析 采用透射电镜只能定性的看出改性前后纳米

硅烷偶联剂改性纳米二氧化钛并接枝丙烯腈的机理_王雅珍

硅烷偶联剂改性纳米二氧化钛并接枝丙烯腈的机理_王雅珍

2015年第34卷第11期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·3985·化工进展硅烷偶联剂改性纳米二氧化钛并接枝丙烯腈的机理王雅珍1,陈国力2,岳成娥1,赵宇2,何子健1(1齐齐哈尔大学材料科学与工程学院,黑龙江齐齐哈尔 161006;2齐齐哈尔大学化学与化学工程学院,黑龙江齐齐哈尔 161006)摘要:主要研究了硅烷偶联剂(KH-560)改性纳米二氧化钛(TiO2)制备TiO2(KH-560)以及TiO2(KH-560)与丙烯腈(AN)接枝聚合生成TiO2(KH-560)-g-AN的反应机理。

通过傅里叶变换红外(FT-IR)分析确定了TiO2(KH-560)和TiO2(KH-560)-g-AN的官能团结构。

通过X射线光电子能谱(XPS)分析,由TiO2(KH-560)中的氧元素和碳元素结合能的微小变化,引起C1s、O1s化学环境的变化,来确定TiO2(KH-560)的结构;由TiO2(KH-560)-g-AN 的氧元素、碳元素和氮元素的结合能微小变化引起C1s、O1s、N1s化学环境的变化,从而确定了TiO2(KH-560)-g-AN的结构。

结合FTIR和XPS两者的分析,最终确定TiO2(KH-560)-g-AN的反应机理。

关键词:纳米粒子;丙烯腈;化学反应;聚合物;机理中图分类号:TQ 311 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2015)11–3985–05DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2015.11.025Mechanism of nano-TiO2 modified silane coupling agent and graftingacrylonitrileWANG Yazhen1,CHEN Guoli2,YUE Cheng’e1,ZHAO Yu2,HE Zijian1(1College of Materials Science and Engineering,Qiqihar University,Qiqihar 161006,Heilongjiang,China;2College of Chemistry and Chemical Engineering,Qiqihar University,Qiqihar 161006,Heilongjiang,China)Abstract:The reaction mechanism of nano-titanium dioxide (TiO2) modified with the silane coupling agent (KH-560) grafted with acrylonitrile(AN) to produce TiO2(KH-560)-g-AN was studied.Functional group structures of TiO2 (KH-560) and TiO2(KH-560)-g-AN were determined by Fourier transform infrared (FT-IR) analysis. The results of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis show that chemical environment of C1s,O1s in TiO2(KH-560) are caused by slight variations of oxygen and carbon element binding energy in TiO2(KH-560). So the structure of TiO2(KH-560) is determined. Chemical environment of C1s,O1s,and N1s in TiO2(KH-560)-g-AN are caused by slight variations of oxygen,carbon,and nitrogen element binding energy in TiO2(KH-560)-g-AN. So the structure of TiO2(KH-560)-g-AN is determined. The graft polymerization mechanism of TiO2(KH-560) and AN is determined ultimately by the analysis of both FT-IR and XPS.Key words:nanoparticles;acrylonitrile;chemical reaction;polymers;mechanism纳米二氧化钛具有良好的紫外线吸收作用,能提高复合材料的耐老化性能[1-3],聚丙烯腈(PAN)具有抗紫外老化的作用[4-6]。

纳米TiO_2光催化降解水溶性染料溶液的研究

纳米TiO_2光催化降解水溶性染料溶液的研究

纳米TiO_2光催化降解水溶性染料溶液的研究
王文保;岳永德
【期刊名称】《农村生态环境》
【年(卷),期】1999(15)3
【摘要】研究了纳米TiO2光催化剂对活性黄X6G、活性红X3B、活性蓝XBR、碱性绿、碱性紫5BN、碱性品红等6种染料溶液的光解脱色效果。

结果表明,在pH2的酸性溶液中,对浓度为60mg/L的6种染料溶液的脱色率均超过93.3%;即使对浓度达200mg/L的活性蓝溶液,其脱色率仍可达78.8%。

【总页数】3页(P58-60)
【关键词】光催化剂;光降解;染料废水;脱色;纳米二氧化钛
【作者】王文保;岳永德
【作者单位】安徽农业大学应用化学系
【正文语种】中文
【中图分类】X791.03
【相关文献】
1.纳米TiO_2/硅藻土光催化降解蒽醌染料废水的研究 [J], 苏营营;于艳卿;杨沛珊;王新亭;朱校斌
2.纳米TiO2光催化降解水溶性染料溶液的研究 [J], 王文保;岳永德
3.TiO_2光催化降解酸性蓝染料溶液的研究 [J], 雅菁;吴立强;王凝秀
4.TiO_2光催化降解酸性蓝染料溶液的研究 [J], 吴立强
5.酒石酸协同下TiO_2光催化降解水溶性染料孔雀石绿的研究 [J], 李惠;宋丽芳;王亚君;兰叶青
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卿胜兰等:高三阶光学非线性CdS–SiO2复合薄膜的电化学溶胶–凝胶制备及表征・ 409 ・第41卷第3期DOI:10.7521/j.issn.0454–5648.2013.03.23 偶联剂改性对纳米二氧化钛光催化活性的影响杨平,霍瑞亭(天津工业大学纺织学院,天津 300387)摘要:为了提高纳米TiO2颗粒分散性和光催化活性,用醇解法在纳米TiO2颗粒表面接枝硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。

通过Fourier变换红外光谱表征样品表面的官能团,同时测定接枝改性样品表面的羟基数、亲油化度和在有机介质中的分散性能及光催化活性。

结果表明:部分偶联剂分子以化学键的形式接枝在纳米TiO2颗粒表面。

改性后的纳米TiO2颗粒呈亲油性,表面羟基数急剧减少,亲油化度显著提高。

改性纳米TiO2颗粒在有机介质中团聚现象减小,分散稳定性提高,分散后的平均粒径最小可达50nm。

改性纳米TiO2颗粒在有机介质中的光催化活性得到显著提高。

关键词:纳米二氧化钛;偶联剂;光催化活性中图分类号:O643;X7 文献标志码:A 文章编号:0454–5648(2013)03–0409–07Influence of Coupling Agents Modification on Photocatalysis Activity of Nano-TiO2YANG Ping,HUO Ruiting(School of Textile, Tianjin Polyester University, Tianjin 300387, China)Abstract: In order to improve the dispersion stability and photocatalysis activity of TiO2 nano-particles, silane coupling agent and titanium coupling agent groups were grafted on the surface of TiO2 nano-particles by an alcolholysis method. The surface bonding property of the TiO2 nano-particles was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy. The hydrophobic, content of surface hydroxyl, dispersion stability in the organic solvent and photocatalysis activity of the nano-particles were determined. The results indicate that the molecular of coupling agent are bonded on the surface of TiO2 nano-particles by chemical bonds. The TiO2 nano-particles were lipophilic, the content of surface hydroxyl decreased and the lipophilic degree improved. Also, the aggregation of the modified TiO2 nano-particles with the average size of 50nm was reduced and the dispersion stability was improved, leading to the enhancement of the photocatalysis activity.Key words: nano-titanium dioxide; coupling agent; photocatalysis activity自Fujishima等[1]发现了锐钛矿型TiO2在光照条件下,可诱导水分子电离出氢氧自由基(·OH)以来,TiO2在光催化方面的研究与应用受到广泛的关注。

纳米TiO2因其具有良好的抗紫外、抗菌除臭、催化降解等性能,并且TiO2无毒,具有较好的化学稳定性且廉价易得,因此广泛应用于建筑涂料、功能纺织品、防晒化妆品、污水处理等领域[2–5]。

然而,纳米TiO2颗粒比表面积大、表面能高,在液相介质中受粒子间van der Waals力的作用而发生团聚;此外,纳米TiO2具有超亲水性,其在有机相溶液中不易分散,并且分散稳定性差,这成为纳米TiO2使用过程中亟待解决的问题。

提高纳米粉体在有机相介质中的分散性的常用方法是有机表面改性法,主要有聚合物包覆法[6–7]、表面活性剂法[8–9]和偶联剂法[10–11]等,其中,使用偶联剂对粉体进行改性的方法较为普遍。

偶联剂是一种由亲水的极性基团和亲油的非极性基团两部分组成的双亲化合物,其分子中的亲水基团与纳米粉体表面的羟基反应,使纳米颗粒表面亲水性转变成亲油性,从而达到改善纳米粉体与有机相液体的相容收稿日期:2012–10–21。

修订日期:2012–11–22。

第一作者:杨平(1986—),男,硕士研究生。

通信作者:霍瑞亭(1964—),男,博士,教授。

Received date:2012–10–21. Revised date: 2012–11–22.First author: YANG Ping (1986–), male, Master candidate.E-mail: yahoo-xp@Correspondent author: HUO Ruiting (1964–), male, Ph.D., Professor. E-mail: huort@第41卷第3期2013年3月硅酸盐学报JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETYVol. 41,No. 3March,2013硅酸盐学报・ 410 ・2013年性。

应用较为普遍的偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等。

研究发现,经过不同的硅烷偶联剂或钛酸酯改性的超细粉体,其在有机相液体介质中的分散稳定性有不同程度的提高[12–14]。

对硅烷偶联剂包覆的纳米TiO2的有机表面研究发现,经过改性的纳米TiO2不仅具有较高的疏水性[15],其光催化降解苯的效率也有显著的提高[16]。

此外,还发现偶联剂改性有助于提高纳米TiO2的亲油性[17–18]、分散性[19]、抗紫外等性能[20–21]。

使用硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570及钛酸酯偶联剂TM-P对纳米TiO2进行改性,对改性后纳米TiO2在有机溶液中分散性和分散稳定、亲油化度、表面羟基数等性能进行了研究,分析偶联剂改性对纳米TiO2光催化性能的影响。

1 实验1.1 改性纳米TiO2的制备实验用原料为纳米TiO2 (P25,德国Degussa公司)、亚甲基蓝(天津市北方天医化学试剂厂)、无水乙醇(天津市风船化学试剂科技有限公司)、丙酮(天津化学试剂有限公司)、甲醇(天津市风船化学试剂科技有限公司),钛酸酯偶联剂TM-P、硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570(均来自天津化学试剂一厂),分析纯的HCl和NaOH。

称取适量纳米TiO2,与适量的无水乙醇混合,采用高速乳化机高速剪切(1×104 r/min)分散5min,调节pH至9.0。

再经超声波振荡仪振荡分散30min,得到10%(质量分数,下同)纳米TiO2分散液。

取适量的偶联剂(0.3%)与去离子水混合,再加入适量的无水乙醇,在80℃反应5min,得偶联剂水解液。

将纳米TiO2分散液与偶联剂水解液倒入三口烧瓶中,在80℃、pH=9.0的条件下搅拌回流冷凝反应3h。

反应物经离心分离,用去离子水洗涤5次,真空干燥至恒定质量,即得到改性纳米TiO2。

1.2样品表征采用德国Bruker公司的Vector 22型Fourier变换红外光谱仪测试样品的红外光谱(FTIR),扫描范围约为4000~400cm–1。

采用日本Hitachi公司的Hitachi S-4800型场发射电子显微镜观察改性纳米TiO2形态。

1.2.1 亲油化度测定将1g改性纳米TiO2放入50mL的水中,缓慢滴加甲醇,当漂浮于水面上的粉体完全润湿时,记录甲醇加入量V(mL),用下式计算样品的亲油化度(D):100%(50 + )VDV=×(1) 1.2.2 光催化降解亚甲基蓝溶液效率测定将0.05g改性纳米TiO2分别分散在100mL的0.5mg/L 亚甲基蓝水溶液(水和无水乙醇体积比为90:10)和100mL的0.5mg/L亚甲基蓝油性溶液中(溶液中油酸和乙醇质量比为1:4),在黑暗条件下静置2h。

采用20W的紫外灯照射分散液,在照射的同时,利用磁力搅拌器搅拌溶液,每隔30min测试一次溶液吸光度,用下式计算亚甲基蓝降解率η:()tA AAη−=(2) 其中:A0为降解前原亚甲基蓝溶液的吸光度;A t为光降解t时间后亚甲基蓝溶液的吸光度。

1.2.3 表面羟基密度测试[22–23]用电子天平称取2.0g纳米TiO2放入200mL烧杯中,倒入25mL 无水乙醇与之混合;再加入75mL的20%NaCl溶液,均匀搅拌成悬浊液,利用0.1mol/L的HCl溶液和0.1mol/L NaOH溶液将悬浊液的pH值调节至4.0;然后缓慢加入0.1mol/L NaOH溶液,使pH值升至9.0,保持20s,使pH值保持不变,此时纳米TiO2表面面积上羟基的个数(N)为:31A×10cV NNSm−=(3) 式中:c为NaOH的浓度,c=0.1mol/L;V1为pH 值从4.0升到9.0时所消耗0.1mol/L NaOH的体积,mL;N A为Avogadro常数;S为纳米TiO2比表面积,nm2/g;m为纳米TiO2的质量,g。

1.2.4 分散性能及分散稳定性测试分散性:将0.1g改性纳米TiO2与50mL丙酮混合,经乳化机高速(1×104 r/min)剪切5min,再经超声波振荡30min。

采用日本BERKMAN Countler公司的Delsa Nano C 型粒度分析仪测定分散液中改性纳米TiO2的粒径,每个样品测试5次,取其平均值。

分散液稳定性:取20mL上述分散液倒入20mL 量筒中,密封量筒口,每隔30min记录一次澄清液的体积。

澄清液的体积越大,分散液的稳定性越差。

2 结果与讨论2.1 红外光谱分析图1为经偶联剂改性前后纳米TiO2的FTIR谱。

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