Black TiO_(2)/钢渣/石墨多孔材料的原位制备及其光热性能

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作者 李湘 吴恩辉 +7 位作者 彭文静 李军 马兰 侯静 徐众 李宏 刘鹏 张远 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2024年第6期50-58,共9页

本文以钛白粉为原料,钢渣为骨架,石墨为还原剂,淀粉为造孔剂,聚乙烯醇溶液为粘结剂,采用高温焙烧原位制备Black TiO_(2)/钢渣/石墨多孔材料,并对其光热转换性能进行了系统研究。通过XRD、SEM、XPS和UV-Vis等手段对多孔材料的物相、微观... 本文以钛白粉为原料,钢渣为骨架,石墨为还原剂,淀粉为造孔剂,聚乙烯醇溶液为粘结剂,采用高温焙烧原位制备Black TiO_(2)/钢渣/石墨多孔材料,并对其光热转换性能进行了系统研究。通过XRD、SEM、XPS和UV-Vis等手段对多孔材料的物相、微观结构、表面元素组成与价态和光吸收能力进行表征,同时测试了材料的孔隙率和光热性能。研究结果显示,多孔材料的主要物相由锐钛型TiO_(2)、CaTiO_(3)、C和Ca_(3)Mg(SiO_(4))_(2)组成,各物相之间边界清晰。通过高温焙烧,部分Ti^(4+)被还原成Ti^(3+)且形成氧空位,从而成功制备了Black TiO_(2)。孔隙率测试表明,淀粉配比为21.74%的多孔材料的孔隙率为30.5%,并拥有最小的禁带宽度。光热性能测试结果表明,随着淀粉配比的增加,多孔材料的水蒸发速率和蒸发效率均呈现出先显著提高后略有降低的规律;在TiO_(2)、石墨粉、聚乙烯醇溶液和钢渣质量比固定为1:1:1:4,淀粉配比为18.52%时,多孔材料水蒸发速率和光热转换效率分别可达1.47 kg·m^(-2)·h^(-1)和69.18%。 展开更多

关键词 Black tio_(2) Black tio_(2)/钢渣/石墨多孔材料 原位制备 高温焙烧 光热性能

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TiO_(2)/石墨烯基复合材料的制备及光催化降解染料研究 被引量：4

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作者 齐俊红 王黎明 +2 位作者 徐丽慧 潘虹 董潇远 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期4214-4222,共9页

采用改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO)和水解法制备的TiO_(2)及溶剂热法制备了还原氧化石墨烯(rGO)和一系列不同浓度的rGO/TiO_(2)纳米复合材料(0、5%、10%、15%、20%质量分数),并对合成产物进行SEM、XRD、XPS、DRS、Raman等表征,研究... 采用改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO)和水解法制备的TiO_(2)及溶剂热法制备了还原氧化石墨烯(rGO)和一系列不同浓度的rGO/TiO_(2)纳米复合材料(0、5%、10%、15%、20%质量分数),并对合成产物进行SEM、XRD、XPS、DRS、Raman等表征,研究不同实验条件下纯TiO_(2)和rGO/TiO_(2)复合催化剂对亚甲基蓝染液(MB)的降解效果。结果表明,复合光催化剂中TiO_(2)主要为锐钛矿相,溶剂热合成引入的还原氧化石墨烯(rGO)对TiO_(2)的物相没有产生影响,rGO的引入使得rGO/TiO_(2)吸收带发生一定红移,TiO_(2)禁带宽度由3.23降低至3.09 eV;合成的(15%质量分数)rGO/TiO_(2)具有最佳的光催化效果,光催化活性最高,在100 W高压汞灯照射下70 min对20 mg/L的亚甲基蓝染料的降解率达97.6%;在500 W氙灯光源下照射70 min对20 mg/L亚甲基蓝染料的降解率达到93.2%,(15%质量分数)rGO/TiO_(2)复合光催化剂具有良好的光催化降解性及循环稳定性,5次循环光催化降解后,rGO/TiO_(2)有86.1%的降解效率。表现出了优异的吸附和光催化性能,这可为光催化处理废液提供了一种有效的方法。 展开更多

关键词 溶剂热法 tio_(2) 还原氧化石墨烯 复合材料 光催化活性

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多孔异质结g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)光催化剂的制备及其光催化性能研究 被引量：2

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作者 王智远 田伟光 +6 位作者 余伟 刘忠将 王润兵 付宇奇 薛成斌 江寒梅 贾碧 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期12096-12103,共8页

环境污染是工业生产过程中亟需解决的一项重要问题,通过生物模板法合成了多孔异质结g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)光催化剂,在降解甲基橙废水过程中显示高效的光催化性能。酵母菌作为软模板剂为材料提供了多孔结构和大比表面积,增加了水溶液中... 环境污染是工业生产过程中亟需解决的一项重要问题,通过生物模板法合成了多孔异质结g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)光催化剂,在降解甲基橙废水过程中显示高效的光催化性能。酵母菌作为软模板剂为材料提供了多孔结构和大比表面积,增加了水溶液中活性反应位点;同时,g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)异质结结构作为电子转移通道,太阳光照射时,在内电场和库伦力作用下,氧化还原性较弱的电子和空穴互相结合,氧化还原能力较强的电子-空穴对保留下来。自由基捕获实验揭示了光照条件下复合材料周围出现的·OH和O_(2)^(-)分子,是光催化降解过程的主要作用成分。因此,生物模板法制备的多孔异质结g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)是一种具有前景的降解有机染料废水的光催化剂。 展开更多

关键词 石墨相g-C_(3)N_(4) tio_(2) 多孔结构 异质结光催化剂

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石墨烯基多孔碳材料对CO_2的捕集分离研究进展

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作者 廖宏斌 杨志远 刘娇萍 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期14-18,22,共6页

日益严重的温室效应引起人们对CO_2捕集分离技术的关注。石墨烯基多孔碳材料以其优异的导热性、热稳定性、多孔性和高机械强度等优点,在CO_2捕集分离等方面展现出广阔的应用前景。对石墨烯基多孔碳材料在CO_2捕集分离方面的研究进展进... 日益严重的温室效应引起人们对CO_2捕集分离技术的关注。石墨烯基多孔碳材料以其优异的导热性、热稳定性、多孔性和高机械强度等优点,在CO_2捕集分离等方面展现出广阔的应用前景。对石墨烯基多孔碳材料在CO_2捕集分离方面的研究进展进行了综述,分析了二维石墨烯、三维石墨烯以及石墨烯复合多孔材料在CO_2捕集分离的研究进展。总结了提高石墨烯基多孔材料性能的方法,简述了石墨烯基多孔材料在CO_2捕集分离中的不足以及未来的研究方向。 展开更多

关键词 石墨烯基多孔材料 CO2捕集分离 比表面积 吸附容量

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锂离子电池负极材料SnO_2掺杂石墨烯与多孔碳的改性研究 被引量：2

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作者 陈泽华 麻鹏程 +2 位作者 曹建亮 孙广 孟哈日巴拉 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第5期142-146,共5页

为改善SnO_2作为锂离子电池负极材料的电化学表现性能,利用溶剂热法制备SnO_2纳米颗粒,通过球磨法将SnO_2与多孔导电碳和石墨烯掺杂制得SnO_2/石墨烯/多孔碳复合材料,并研究了掺杂不同比例多孔碳的复合材料的电化学性能。结果表明:含15.... 为改善SnO_2作为锂离子电池负极材料的电化学表现性能,利用溶剂热法制备SnO_2纳米颗粒,通过球磨法将SnO_2与多孔导电碳和石墨烯掺杂制得SnO_2/石墨烯/多孔碳复合材料,并研究了掺杂不同比例多孔碳的复合材料的电化学性能。结果表明:含15.79%多孔碳的SnO_2/石墨烯/多孔碳复合材料性能最好,初始可逆容量达1 221 m Ah·g^(-1);拥有良好的循环稳定性,在200 m A·g^(-1)电流密度下循环50次后,放电容量维持在834 m Ah·g^(-1);在100,200,400,800,1 600 m A·g^(-1)电流密度下,放电容量分别为1 221,1 093,993,796,526 m Ah·g^(-1),表现出良好的倍率性能。适量的多孔碳结合层状石墨烯形成特殊的物理结构,强化了SnO_2在充放电过程中的结构稳定性,进而提高了其电化学循环稳定性;石墨烯/多孔碳复合材料的掺杂提高了锂离子电池负极材料SnO_2的导电性,同时提高了其电化学性能。 展开更多

关键词 锂离子电池 SNO2 石墨烯 多孔碳 掺杂 复合负极材料

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TiO_(2)/石墨烯纳米复合材料的制备及催化降解VOCs研究 被引量：2

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作者 刘科 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期10207-10211,共5页

采用水热法制备了不同石墨烯含量(1%,2%,3%和4%)(质量分数)的TiO_(2)/石墨烯纳米复合材料。通过XRD、SEM、UV-Vis、拉曼光谱和降解效率测试等,对复合材料的物相结构、微观形貌、光学活性、分子结构和催化降解性能等进行了表征。结果表... 采用水热法制备了不同石墨烯含量(1%,2%,3%和4%)(质量分数)的TiO_(2)/石墨烯纳米复合材料。通过XRD、SEM、UV-Vis、拉曼光谱和降解效率测试等,对复合材料的物相结构、微观形貌、光学活性、分子结构和催化降解性能等进行了表征。结果表明,4种TiO_(2)/石墨烯纳米复合材料的衍射峰均为标准的锐钛矿型TiO_(2)衍射峰,整体峰值较为尖锐,结晶度较高,随着石墨烯含量的增加,衍射峰的强度降低,峰面积减小,且TiO_(2)的晶相含量减少;随着石墨烯含量的增加,复合材料中石墨烯的片层明显增多,附着在石墨烯表面上的TiO_(2)颗粒显得分散,继续增加墨烯的含量,出现了部分团聚现象,TiO_(2)的颗粒较少;掺入石墨烯后,所有复合材料在可见光区域的吸收强度都得到了明显的增强,从区域面积来看,石墨烯含量越多,复合材料的吸收强度增加得越多,并且在320 nm以上的吸收有红移现象;随着石墨烯含量的增加,复合材料中锐钛矿相TiO_(2)的特征峰呈现出逐渐减弱的趋势;石墨烯的掺入可以显著提高复合材料的催化降解效率,当石墨烯的含量为3%(质量分数)时,复合材料在100 min时催化降解已经达到了平衡状态,降解效率最高达到91%,但当石墨烯的含量再升高时,复合材料对VOCs的催化降解效率出现了降低。 展开更多

关键词 tio_(2) 石墨烯 复合材料 催化降解 VOCS

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光降解苯酚用RGO-TiO_(2)纳米复合材料的制备及性能表征 被引量：4

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作者 李楠 魏玲 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期11231-11236,共6页

通过改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,用溶胶-凝胶法结合热处理工艺制备出了RGO-TiO_(2)纳米复合材料。研究了复合材料的晶体结构、微观形貌以及RGO掺杂量对复合材料催化性能的影响。结果表明,RGO-TiO_(2)纳米复合材料是标准的锐钛矿型... 通过改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,用溶胶-凝胶法结合热处理工艺制备出了RGO-TiO_(2)纳米复合材料。研究了复合材料的晶体结构、微观形貌以及RGO掺杂量对复合材料催化性能的影响。结果表明,RGO-TiO_(2)纳米复合材料是标准的锐钛矿型,纳米TiO_(2)颗粒均匀分布在片层状石墨烯的表面,结合良好;红外分析表明,3%RGO-TiO_(2)纳米复合材料中石墨烯和TiO_(2)以化学结合的形式生成了稳定的Ti-O-C键;随着RGO掺杂量的增加,RGO-TiO_(2)纳米复合材料对苯酚的去除率先升高后降低,3%RGO-TiO_(2)纳米复合材料在12 h时去除率最高为93.9%,其中在pH值=3的酸性条件下12 h时刻对苯酚的去除率最高达到96.1%,去除率要明显高于中性和碱性环境。 展开更多

关键词 光催化 石墨烯 tio_(2) 纳米复合材料 苯酚

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PEG/GO/TiO_(2)纳米复合材料改性PVDF膜的制备及其抗污性能 被引量：4

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作者 乐茜蓉 季旭 +3 位作者 徐海洋 刘洪周 杨边凤 王梦琦 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期820-828,837,共10页

为改善聚偏氟乙烯(PVDF)膜的抗污性能,以聚乙二醇2000接枝的GO/TiO_(2)(PEG/GO/TiO_(2))纳米复合材料为添加剂,通过非溶剂诱导沉淀相分离法制备了一系列PEG/GO/TiO_(2)/PVDF复合超滤膜。采用FTIR、SEM和接触角测试仪对其结构和形貌进行... 为改善聚偏氟乙烯(PVDF)膜的抗污性能,以聚乙二醇2000接枝的GO/TiO_(2)(PEG/GO/TiO_(2))纳米复合材料为添加剂,通过非溶剂诱导沉淀相分离法制备了一系列PEG/GO/TiO_(2)/PVDF复合超滤膜。采用FTIR、SEM和接触角测试仪对其结构和形貌进行了表征,采用超滤法评价其纯水通量和抗污性能。结果表明,当PEG/GO/TiO_(2)纳米复合材料质量分数为0.60%时,制备的PEG/GO/TiO_(2)/PVDF复合超滤膜(记为0.60%PEG/GO/TiO_(2)/PVDF)表现出最佳的亲水性和抗污性能,其接触角比PVDF膜下降8.2°,总孔隙率增加13.40%,PEG/GO/TiO_(2)纳米复合材料在PVDF膜中分散较均匀。在0.08 MPa的工作压力下,0.60%PEG/GO/TiO_(2)/PVDF的纯水通量高达282.44 L/(m^(2)·h),对腐植酸溶液的过滤通量为131.96 L/(m^(2)·h),水力清洗后的纯水通量为194.98 L/(m^(2)·h),分别为PVDF膜[133.80 L/(m^(2)·h)、90.50 L/(m^(2)·h)、109.57 L/(m^(2)·h)]的2.1倍、1.5倍和1.8倍。因此,PEG/GO/TiO_(2)纳米复合材料作为一种有效添加剂显著提高了PVDF膜的抗污性能。 展开更多

关键词 聚偏氟乙烯 氧化石墨烯 tio_(2)纳米粒子 改性 超滤膜 抗污性能 功能材料

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氧化石墨烯复合TiO_(2)-B薄膜的制备及其电致变色性能 被引量：1

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作者 熊剑 夏柳芬 +4 位作者 虞雷 费安杰 徐楚 陈盛亚 江国栋 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期3794-3800,共7页

目前具有一维纳米结构的TiO_(2)薄膜在电致变色领域应用主要受限于材料光调制幅度小、响应时间长、循环稳定性差等缺点。为了解决上述问题,本文采用沉积法将B型二氧化钛纳米管(TiO_(2)-B)与氧化石墨烯复合,以TiO_(2)粉末为原料,采用水... 目前具有一维纳米结构的TiO_(2)薄膜在电致变色领域应用主要受限于材料光调制幅度小、响应时间长、循环稳定性差等缺点。为了解决上述问题,本文采用沉积法将B型二氧化钛纳米管(TiO_(2)-B)与氧化石墨烯复合,以TiO_(2)粉末为原料,采用水热法得到钛酸纳米管后,利用沉积法在氟掺杂的氧化锡玻璃(FTO)基底上制备了高透明度、大光调制范围以及优良循环性能的氧化石墨烯复合B型二氧化钛纳米管电致变色薄膜(GO/TiO_(2))。借助XRD、XPS、Raman、FESEM、HR-TEM等分析手段研究了氧化石墨烯用量对GO/TiO_(2)复合薄膜电致变色性能的影响。研究结果表明,当GO与钛酸纳米管的质量比(GO/钛酸)为7%时,GO/TiO_(2)复合薄膜离子扩散系数为1.46×10^(-8)cm^(2)/s,着色效率值为38.1cm^(2)/C,具有良好的电致变色性能。在-1.6V、633nm处,GO/TiO_(2)电致变色薄膜的光调制幅度可达77%,GO/TiO_(2)薄膜的着色和漂白时间分别为28.6s和4.8s,100次循环后的光调制幅度保持率为96.1%。 展开更多

关键词 tio_(2)-B 水热 纳米结构 复合材料 氧化石墨烯 电致变色

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TiO_(2)/C复合材料用于钠离子电池负极的性能研究

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作者 徐梦 刘博文 +1 位作者 吴昱 刘庆雷 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期301-307,共7页

近年来,TiO_(2)作为钠离子电池(NIB)负极材料,因其低成本和高稳定性等优势受到广泛关注。但受TiO_(2)本征电子导电性的固有限制,使得TiO_(2)作为NIB负极材料导电性较差,导致其容量和倍率等性能不理想。利用海藻酸钠与金属离子自主交联... 近年来,TiO_(2)作为钠离子电池(NIB)负极材料,因其低成本和高稳定性等优势受到广泛关注。但受TiO_(2)本征电子导电性的固有限制,使得TiO_(2)作为NIB负极材料导电性较差,导致其容量和倍率等性能不理想。利用海藻酸钠与金属离子自主交联反应的特性,将反应产物在最佳温度下进行简单碳化,制备了具有分级多孔结构的TiO_(2)/C复合材料,其中TiO_(2)纳米颗粒均匀地分布在多孔互连的碳基体中,该结构提升了复合材料导电性的同时扩展了钠离子反应的附着位点。将TiO_(2)/C复合材料用于NIB负极材料,在100 mA·g^(-1)的电流密度下循环300圈后,电池可逆比容量维持在180.4 mAh·g^(-1);进一步,在更高的1000 mA·g^(-1)电流密度下经过1000次循环后,电池可逆比容量维持在102.3 mAh·g^(-1),充分显示出TiO_(2)/C复合材料作为NIB负极材料的应用潜能。 展开更多

关键词 海藻酸钠 自主交联 tio_(2)/C复合材料 多孔结构 钠离子电池

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多孔g-C_(3)N_(4)基光催化材料的制备及应用研究进展 被引量：10

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作者 王文霞 刘小丰 +4 位作者 陈浠 许艳虹 蒙振邦 郑俊霞 安太成 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期300-309,共10页

多孔g-C_(3)N_(4)基光催化材料由于具有较高的比表面积、丰富的反应活性位点和较短的电子传递路径等特点,能较好地解决块体g-C_(3)N_(4)基材料存在的比表面积小、光生载流子复合快及可见光利用效率低等问题,因而具有广阔的发展前景和应... 多孔g-C_(3)N_(4)基光催化材料由于具有较高的比表面积、丰富的反应活性位点和较短的电子传递路径等特点,能较好地解决块体g-C_(3)N_(4)基材料存在的比表面积小、光生载流子复合快及可见光利用效率低等问题,因而具有广阔的发展前景和应用潜力。本文主要从以下方面进行综述:多孔g-C_(3)N_(4)基光催化材料常用的制备方法,包括硬模板法、软模板法、水热合成法、热聚合法、超分子自组装法;多孔g-C_(3)N_(4)基材料在光催化领域的应用,包括光解水制氢、光催化降解有机污染物、光催化去除氮氧化物和光催化还原CO_(2)等;最后指出了当前影响多孔g-C_(3)N_(4)基光催化材料发展的关键问题,并对其在光催化领域的应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 多孔材料 石墨相氮化碳 合成 催化 制氢 降解有机污染物 CO_(2)还原

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