有序介孔TiO2SiO2薄膜光催讲义化剂的制备
介孔二氧化硅及其制备方法
介孔二氧化硅及其制备方法1. 导言介孔二氧化硅是一种具有高度有序的孔道结构的无机材料，具有较大的比表面积和孔容，是一种理想的催化剂和吸附剂。
本文将介绍介孔二氧化硅的基本概念、结构特征以及常见的制备方法。
2. 介孔二氧化硅的基本概念及结构特征介孔二氧化硅是一种由二氧化硅分子组成的材料，具有高度有序的孔道结构。
其孔道结构通常分为微孔和介孔两种类型，其中微孔的孔径范围在2纳米以下，而介孔的孔径范围在2-50纳米之间。
介孔二氧化硅的结构特征主要包括孔径分布、比表面积和孔容。
孔径分布是指孔道的尺寸范围和分布情况，比表面积则是指单位质量或单位体积的材料所具有的表面积，而孔容则是指孔道所占据的体积比例。
3. 制备方法3.1 模板法模板法是最常用的制备介孔二氧化硅的方法之一。
其基本原理是在溶液中加入一种模板剂，通过模板与硅源反应生成介孔二氧化硅的前体，然后经过模板的去除得到最终产物。
常见的模板剂包括有机物和无机盐，如十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、正丁基三甲基氯化铵（BTMA）和硫酸镁（MgSO4）等。
其中，CTAB是最常用的模板剂之一，可以形成尺寸均匀的介孔结构。
3.2 偶联剂法偶联剂法是一种利用偶联剂在溶液中形成胶体稳定体系的方法，如聚乙烯醇（PVA）和聚合物胶体微球等。
该方法的优点是可以通过调节偶联剂的性质和浓度来控制介孔二氧化硅的孔径和比表面积。
3.3 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种通过水解和缩合反应制备介孔二氧化硅的方法。
该方法的基本步骤包括：将硅源与溶剂混合形成溶胶，通过水解和缩合反应使溶胶凝胶化，最后经过干燥和煅烧得到介孔二氧化硅产物。
3.4 喷雾干燥法喷雾干燥法是一种将溶胶喷雾成微粒，并在热气流中干燥得到介孔二氧化硅的方法。
该方法的优点是操作简单，可以快速制备高质量的介孔二氧化硅颗粒。
4. 应用领域介孔二氧化硅的高比表面积和孔容使其在催化剂、吸附剂、分离材料等领域有着广泛的应用。
在催化剂领域，介孔二氧化硅可以作为载体提供高度分散的金属催化剂，提高反应活性和选择性。
有序介孔氧化硅薄膜制备及其TiO2组装
有 序 介 孔 氧 化 硅 薄 膜 制备 及 其 Ｔ Ｏ 组装 ｉ２
王孝利， 斌， 展， 翔， 周 徐 徐 张志华， 军 沈
（ 济大学 波耳固体物理研究所 ， 海 同 上 ２０９） ０ ０ ２
摘 要 ： 用 正 硅 酸 乙 酯 （ ＯＳ 作 硅 源 ， 别 以 阳离 子 表 面 活 性 剂 十 六 烷 基 三 甲 基 溴 化 铵 （ ＴＡＢ 和 两 采 ＴＥ ） 分 Ｃ ）
Ｐｒ ｐ ｒ ｔｏ ｎ ０２Ａｓ ｅ ｌ ｆＨｉ ｌ ｄ ｒ ｄ Ｍ ｅ ｏ ｏ ｏ ｓ Ｓ ｌ ａ Ｈ ｌ ｅ ａ ａ ｉｎ ａ ｄ Ｔｉ ｓｍｂ ｙ ｏ ｙ Ｏｒ ｅ ｅ ｓ ｐ ｒ ｕ ｉｉ ｍｓ ｃ
Ｗ ＡＮＧ ａ ｉ Ｘｉ ｏ ｌ，ＺＨ ＯＵ ｎ，ＸＵ Ｂｉ Ｚｈａ ｎ，ＸＵ ａ ｇ，ＺＨ ＡＮＧ ｈ— ｕ ，Ｓ Ｘｉｎ Ｚ ｉ ａ ＨＥＮ ｎ ｈ Ｊ ｕ
３ ０ｎ 的 纳 米 Ｔｉｚ 维 ， 用 Ｓ Ｍ 对 其 进 行 了表 征 。纳 米 Ｔｉ 维 并 不 能 形 成 于 未 去 除模 板 剂 的 薄 ０ ｍ Ｏ纤 并 Ｅ Ｏ纤
膜 或 未 镀 膜 的 基 底 上 。纳 米 Ｔｉ 维 的形 貌 可 通 过 调 节 介 孑 氧化 硅 薄 膜 的 孔 径 大 小 来 控 制 。经 ２ ０ Ｏ纤 Ｌ ０
０年 ９ ０６ 月
原
子
能
科
学
技
术
Ｖｏ ． １ ４０， Ｓｕｐ ． ｐ１
Ｓ ｐ． ２ ０６ ｅ ０
Ａｔ ｍ ｉ ｏ ｃＥｎｅ ｇ ｉ ｎｃ ｎｄ Ｔｅ ｈｎｏ ｏｇ ｒ ｙ Ｓｃｅ ｅ ａ ｃ ｌ ｙ
６０℃ 高 温 热 处 理 后 ， 米 Ｔｉ 维 呈 锐 钛 矿 结 构 。 随 着 热 处 理 温 度 升 高 ， 米 ＴＯ 纤 维 的 晶 化 程 度 ０ 纳 Ｏ纤 纳 ｉ
Pt/介孔TiO2-SiO2的制备、表征及光催化性能研究
Pt介孔TiO2-SiO2的制备、表征及光催化性能研究张峰;张歆【摘要】以正硅酸乙酯、钛酸异丙酯为前驱体,尿素为沉淀剂,改进的均匀沉淀法制备了TiO2-SiO2介孔复合材料,用XRD、FTIR、氮气吸附-脱附、XPS等对材料进行了表征.结果表明:Ti/Si摩尔比为0.5的介孔复合材料平均孔径为3.2nm,比表面积达到609m2/g.用光还原法在材料表面沉积适量的贵金属Pt,大大提高了材料的光催化活性.【期刊名称】《无机材料学报》【年(卷),期】2006(021)005【总页数】5页(P1268-1272)【关键词】Pt/TiO2-SiO2;均匀沉淀法;介孔材料;光催化【作者】张峰;张歆【作者单位】盐城工学院材料系,盐城,224003;汕头大学理学院化学系,汕头,515063【正文语种】中文【中图分类】工业技术第 21 卷第 5 期2006年 9 月无机材料学报Journalof InorganicMaterials Vol.21, No.5Sep.,2006文章编号： 1000-324X(2006)05-1268-05 Pt/介孔Ti02-Si02的制备、表征及光催化性能研究张峰 1 ，张歆 2 (1 ．盐城工学院材料系，盐城 224003;2 ．汕头大学理学院化学系，汕头 515063)摘要：以正硅酸乙酯、钛酸异丙酯为前驱体，尿素为沉淀剂，改进的均匀沉淀法制备了 Ti02- Si02介孔复合材料，用 XRD 、 FTIR 、氮气吸附一脱附、 XPS 等对材料进行了表征，结果表明：Ti/Si摩尔比为 0.5 的介孔复合材料平均孔径为 3.2nm ，比表面积达到609m2/g ．用光还原法在材料表面沉积适量的贵金属 Pt ，大大提高了材料的光催化活性，关键词： Pt/Ti02-Si02 ；均匀沉淀法；介孔材料；光催化中图分类号： 0643文献标识码： A 1 引言自 Ti02 的光催化性能被发现【 1】以来，Ti02 光催化技术已得到了广泛的研究 [213 】．纳米 Ti02 粉末虽然具有较高的光催化活性，但有易失活、回收困难等缺点，从而限制了其使用，而对Ti02 进行负载化是解决这一问题的有效途径．由于介孔材料作为载体的特殊性能，人们正把目光更多地转向多孔性的介孑 L材料．以往的研究主要集中在用“ 后合成法”在一些介孔分子筛（如 MCM_41[4,5] 、 SBA_1516,7] 等）的骨架表面嫁接上 Ti02 ，随着 Ti 含量的增加，介孑 L孔道容易被堵塞，很难得到大负载量的光催化剂，光催化效果往往不好．适量的贵金属沉积在Ti02 表面，对于提高其光催化活性具有效率高、制备简便等优点，其作用机理是当贵金属与半导体表面接触时，载流子重新分布，电子从费米能级高的Ti02向费米能级低的贵金属流动，构成微电池，促进光生电子与空穴的分离，从而提高了光催化氧化活性．本文用改进的均匀沉淀法，用 CTAB 作为模板剂，通过控制 pH 值，调控前驱物的水解速度，一步合成了介孔 Ti02-Si02 复合材料，材料具有较高的光催化活性，在材料表面沉积贵金属 Pt ，大大提高了材料的光催化性能． 2 实验部分2.1Ti02-Si02 介孔复合材料的制备 1.2g 十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB) 溶解于 30mL2mol/L的盐酸溶液，加入5mol/L 的尿素溶液 lOmL ，再加入一定量的正硅酸乙酯 (TEOS) ， TEOS预水解 10min 后加入钛酸异丙酯(TTIP) ，搅拌 0.5h 后移入 850C 恒温水浴中反应 6h ，将沉淀过滤、洗涤、烘干，最后在马弗炉中 5400C焙烧4h ．改变 TEOS 和 TTIP 的初始加入量，可得到不同 Ti/Si 比的 Ti02-Si02介孔复合材料． 2.2光还原法制备 Pt/Ti02-Si02收稿日期： 2005-09-25，收到修改稿日期： 2006-01-03作者简介：张峰（ 1978- ），男，硕士，助教．E-mail:zf_ mp@126 ．com第21卷5期 2006年9月无机材料学报 Journalof InorganicMaterials Vol.21, No.5 Sep.,2006张峰1歆2 (1．盐城工学院材料系，盐城224003;2 ．汕头大学理学院化学系，汕头 515063)摘要：以正硅酸乙酯、钛酸异丙酯为前驱体，尿素为沉淀剂，改进的均匀沉淀法制备了 Ti02-关键词：Pt/Ti02-Si02 ；均匀沉淀法；介孔材料；光催化 1引言自Ti02的光催化性能被发现【 1】以来， Ti02 光催化技术已得到了广泛的研究 [213 】．纳米粉末虽然具有较高的光催化活性，但有易失活、回收困难等缺点，从而限制了其使用而对 Ti02进行负载化是解决这一问题的有效途径．由于介孔材料作为载体的特殊性“后合成法”在一些介孔分子筛（如 MCM_41[4,5] 、SBA_1516,7] 等）的骨架表面嫁接上 Ti02 ，随着 Ti 含量的增加，介孑 L孔道容易被堵塞，很难得到大负载量的光催化剂，光催化效果往往不好．适量的贵金属沉积在 Ti02 表面，对于提高其光催化活性具有效率高、制备简便等优点，向费米能级低的贵金属流动，构成微电池，促进光生电子与空穴的分离，从而提高了光催化氧化活性．本文用改进的均匀沉淀法，用 CTAB作为模板剂，通过控制 pH 值，调控前驱物的水解速度，一步合成了介孔Ti02-Si02 复合材料，材料具有较高的光催化活性，在材料表面沉积贵金属Pt ，大大提高了材料的光催化性能． 2实验部分 2.1 Ti02-Si02介孔复合材料的制备 1.2g 十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB) 溶解于 30mL2mol/L的盐酸溶液，加入 5mol/L 的尿素溶液 lOmL ，再加入一定量的正硅酸乙酯 (TEOS) ，TEOS 预水解 10min 后加入钛酸异丙酯（1978-）男，硕士，助教． E-mail: zf_ mp@126 ．com5 期张峰，张歆：Pt/介孔 Ti02-Si02 的制备、表征及光催化性能研究 1269 0.600gTi02-Si02 复合材料搅拌悬浮于水中，加入一定量的l.Oxl0-2mol/L 氯铂酸溶液，再加入 ImL 异丙醇作为还原剂，连续通入氮气，同时用 125W 高压汞灯光照 5h ，将悬浮液过滤，用大量水洗涤至检测不到Cl- ，然后在 lOOoC 下烘干，得到负载铂的催化剂，滤液中剩余氯铂酸的浓度用 ICP( 型号： Shimadzu ICPS-1000 111) 测定，反应 5h 后，氯铂酸的浓度已降至极低．改变氯铂酸溶液的加入量，可得到不同载铂量的光催化剂． 2.3 材料的表征XRD 在 RigakuRotflexD/Max-CX 射线粉末衍射仪上测定，CuKa(A=0.15064nm) 线，管压 40kV，管流 30mA ，扫描速度 10/rriiri; FTIR 在 ThemoNicolet 公司 Avatar360FTIR 仪上测定， KBr 压片；N2吸附在Tristar3000Micromeritics上进行，比表面积、孔径分布分别用 BET 方法和BJH 模型处理；XPS 在 PE 公司 Quantum 2000ScanningEsca Microprob 能谱仪上进行，激发源是单色化 AlKa ，束斑为 100LL 、 25W ，通过能为46.95eV ，步长 0.2eV ，扫描次数为 80 次，各元素的电子结合能以表面污染碳 Cls(284.6eV) 作为内标． 2.4 光催化实验光催化实验在容积为 80mL 的石英夹套式反应器中进行，光源为 125W 高压汞灯 ( 上海亚明 GG2-125主波长365nm) ，催化剂悬浮于 60mL 浓度为 20mg/L 甲基橙溶液中，催化剂的用量以 60mgTi02 来衡算．实验时每隔 10min 取样 4mL ，离心分离，吸取上层清液，用 723 型紫外一可见分光光度计测定 460nm 处吸光度，根据吸光度的变化考察甲基橙的降解情况． 3结果和讨论3.1 介孔 Ti02-Si02 的制备原理介孔材料是通过 CTAB 作为介孔模板剂， TEOS 和 TTIP 在酸性条件下共水解，水解产物在微乳表面的共缩合反应制备的，由于 TTIP 的水解速度快于 TEOS ，用两种方法克服了它们水解速度的差异：一是 TEOS 比 TTIP 先加入，在酸性条件下进行预水解；另一个是反应的开始阶段，在强酸性条件下， TTIP 的水解被抑制．介孔结构的形成可用 S+X-I+[81(S+=CTA+， x-=Cl- ，I+=Si(OH)(4-x)+ 或 Ti(OH)(4-x)+ ）机理来说明， TEOS 的水解产物 Si(OH) (4- 。
SiO2-TiO2中空型界面光催化剂的制备及性能
纳米TiO2-SiO2薄膜的制备及改性的研究进展
利用 不 同 制 备 方 法 ， 可 制 成 不 同结 构 的 薄 膜 式
＂ ｒ ｉ ｏ 一 Ｓ ｉ Ｏ ： 。目前主要有混合 结构 、 叠层 结构 及多孔结
ｓ ｉ 键， 避 免 了相分 离 。Ｍｅ ｒ ｚ ｂ ａ ｃ ｈ ｅ ｒ 等 首先 通 过 实
验验 证 ； Ｒ ａ ｚ ａ ｎ等 进 一步证 明 ， 将 制备 的 Ｔ ｉ ｏ ２一Ｓ ｉ Ｏ ２
薄膜焙烧 ， 薄膜 表 面的氢 氧基 团缩 水形 成一 定数 量 的
Ｔ ｉ —Ｏ—Ｓ ｉ 键 。Ｔ ｉ —Ｏ—Ｓ ｉ 键 的存 在不仅增 强 了 Ｔ ； Ｏ ２ 的 表面酸度 ， 形成更 多的吸附位 ， 而且在表 面 的羟基基 团
构。
由于光激发产生 电子 一 空穴对 的复合 而导致 量子 利用
率低， 从 而制约其光催化效率的问题 。
双层复 合薄膜又分为氧 化硅顶层 一氧 化钛底 层及
２ ． １ 混合结构纳米 Ｔ ｉ Ｏ ： 一Ｓ ｉ Ｏ ２ 薄膜 混合结构薄膜 中存 在 的 Ｔ ｉ —Ｏ—Ｓ ｉ 键 可避 免 Ｔ ｉ Ｏ 与Ｓ ｉ Ｏ 产生相分离 ， 增强 对降解物 的吸附 能力 ， 从 而提 高光催化活性 】 。然而 ， 制备过程 中钛 、 硅 的水 解及缩 合速度不 同 ， 会 阻 碍 均匀 混 合 导致 薄 膜 质 量 降低 。
相分离 的产生。
本文 就纳米 Ｔ ｉ Ｏ 一 Ｓ ｉ Ｏ ２ 薄 膜 的制备 进 行 了总结 ，
并阐明了各种改性方法对其 光催化 活性 以及可 见光响
介孔二氧化硅纳米材料的合成与催化性能
介孔二氧化硅纳米材料的合成与催化性能介孔二氧化硅纳米材料是一种具有广泛应用前景的新材料。
它不仅具有高度的孔隙度和可调节的孔径大小，而且还具有良好的化学稳定性和催化性能，因此被广泛应用于分子筛、催化剂、药物缓释等领域。
本文将介绍介孔二氧化硅纳米材料的制备方法、结构特点以及在催化领域的应用情况。
一、介孔二氧化硅纳米材料的合成介孔二氧化硅纳米材料的合成方法主要有两类：基于硅烷前体的凝胶法和基于表面模板法。
1. 凝胶法凝胶法是目前常用的一种制备介孔二氧化硅纳米材料的方法，其主要步骤包括硅烷前体的水解、缩合、有机模板剂的加入、凝胶形成和模板剂的去除等。
具体而言，硅烷前体首先通过水解缩合反应形成均匀的硅氧网格，然后有机模板剂通过氢键、范德华力等相互作用进入硅氧网格中，最后在适当的条件下，硅氧网格聚合形成介孔二氧化硅纳米材料。
2. 表面模板法表面模板法是一种使用有机小分子作为模板剂形成介孔二氧化硅纳米材料的方法。
具体而言，有机小分子首先在硅烷前体表面吸附，然后硅烷前体发生水解缩合反应形成硅氧网格，同时有机小分子也进入硅氧网格中并形成介孔结构。
最后通过退火等方式去除有机小分子，得到介孔二氧化硅纳米材料。
二、介孔二氧化硅纳米材料的结构特点介孔二氧化硅纳米材料具有高度的孔隙度和可调节的孔径大小，其孔径大小通常在2-50 nm之间。
与孔径大小有关的是模板剂的大小，因为模板剂对介孔结构的形成起着重要的作用。
介孔二氧化硅纳米材料的孔道壁厚度通常在10-20 nm之间，同时具有较大的内表面积和孔体积。
内表面积和孔体积的大小可以通过改变硅烷前体的结构、溶剂的种类和条件等来调节，从而制备出具有不同结构和性质的介孔二氧化硅纳米材料。
三、介孔二氧化硅纳米材料的催化性能介孔二氧化硅纳米材料具有良好的催化性能，主要体现在以下几个方面。
1. 选择性催化由于介孔二氧化硅纳米材料具有可调节的孔径大小和孔道壁厚度，因此可以针对不同的反应分子选择合适的孔径大小和孔道壁厚度，在催化反应中实现选择性催化。
二氧化钛薄膜的制备以及对薄膜器件制备过程的了解
材料工程基础实验之一二氧化钛薄膜的制备以及对薄膜器件的了解实验指导书一、实验目的1、掌握溶胶凝胶法制备二氧化钛薄膜的工艺过程；2、学习使用数显匀胶机；3、了解薄膜材料的微结构分析方法；4、了解薄膜器件的制备。
二、实验原理TiO2 由于具有颜料特性及高的催化活性和光稳定性，可用于制作电介质材料、光催化薄膜、减反射涂层、氧传感器、湿度传感器等，实现有机物降解，自清洁以及太阳能转换等功能。
由于超细TiO2 粉末在应用时存在易团聚、难分离等问题，而将二氧化钛粉体负载于一些固体材料的表面则可以得到分散性好的二氧化钛薄膜；也就是将TiO2 或其前驱体，运用各种镀膜工艺，涂覆在各种基材上。
溶胶- 凝胶法是目前制备无机材料薄膜使用较广的一种方法，由于其生产成本低，镀膜时所需的温度也较低，因此受到重视。
其原理是以适宜的无机盐或有机盐为原料制的溶胶，涂覆在基体表面，经水解和缩聚反应等在基材表面胶凝成膜，再经干燥，煅烧与烧结获得表面膜。
溶胶凝胶法制备二氧化钛原理：水解：n Ti(C4H9O)4+4 nH2d nTi(OH) 4+4n ROH 缩合：nTi(OH)4—nTiO2+2nHO简单的讲，溶胶－凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。
凝胶在适当温度下放置，失去网状结构内部的水分，即得干凝胶。
干凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
利用X 射线衍射仪、透射电镜和原子力显微镜对所制备的薄膜进行了测试和初步分析。
三、实验原料与仪器原料：钛酸四丁酯（化学纯）、无水乙醇（分析纯）、盐酸（分析纯）、乙酸（分析纯）、去离子水、PH 试纸。
仪器：数显匀胶机、电炉、控温仪、电子天平、烧杯、玻璃棒、移液管、磁力搅拌器、一次性注射器及过滤器四、实验步骤（一）、配置0.2mol/L 的二氧化钛前躯体约15ml 溶液（1）由分子计量比计算出钛酸四丁酯的用量；Ti（C 4H 9O）4=0.2mol/L*15ml*340.36*1g/cm 3=1.0211ml（2）将钛酸四丁酯加入到7.5ml 无水乙醇中，充分搅拌后滴入适量盐酸调节其PH 值为1-2,完成1#溶液；将0.25ml乙酸溶于去离子水，用盐酸调节PH值为1-2，完成2#溶液；（3）将2#溶液逐滴加入到1#溶液中，充分搅拌；（4）用注射器和过滤器滤出沉淀，即得二氧化钛前躯体溶液，最终配置的前驱体溶液为纯净透明液体。
TiO2—SiO2复合氧化物载体的制备方法研究
TiO2—SiO2复合氧化物载体的制备方法研究二氧化硅的加入可改变二氧化钛的性能。
本文综述了用溶胶-凝胶法、浸渍法制备二氧化钛/二氧化硅复合氧化物载体的方法。
标签：二氧化钛/二氧化硅复合氧化物载体制备方法TiO2俗称钛白粉，具有很多优良的性能。
因此，TiO2在催化领域受到广泛关注。
但由于二氧化钛具有机械强度差、热稳定性差、酸性弱和比表面积小等缺点[1，2] ，其应用范围和应用条件受到了一定的限制。
尤其在以二氧化钛为催化剂载体时，其缺点更为显著，在很大程度上影响了其催化效率。
因此，有必要对二氧化钛进行改性研究，制备出复合氧化物载体，使其具备优良的催化剂载体性能。
其中二氧化硅改性的二氧化钛有更强的机械强度和热稳定性，具有很大的发展前景。
因此，二氧化硅/二氧化钛的制备便成为人们关注的焦点。
目前二氧化硅/二氧化钛复合氧化物载体的制备方法有溶胶-凝胶法、浸渍法和共沉淀法等。
本文综述了国内几种二氧化硅/二氧化钛复合氧化物载体的制备方法。
一、溶胶-凝胶法制备二氧化钛/二氧化硅复合氧化物载体1.方法简介溶胶-凝胶技术是20世纪70年代迅速发展起来的一项新技术，由于其反应条件温和制备的产品纯度高、结构可控且操作简单，因而受到人们的关注。
溶胶-凝胶法制备催化剂主要包括金属醇盐水解、胶溶、陈化胶凝、干燥、焙烧等步骤。
最终催化剂的结构和性能与所采用的原料以及制备工艺各步骤的工艺条件密切相关[3]。
2.制备过程张绍金等[4]以钛酸四丁酯为钛源，以正硅酸乙酯为硅源，在无水乙醇中进行反应，并在磁力搅拌下制得溶胶，自然老化后即得二氧化钛/二氧化硅的凝胶。
再经过干燥研磨，即可制得二氧化钛/二氧化硅复合氧化物载体。
赵敬哲等[5]则以Ti （SO4 ）2为钛源，在反应过程中，Ti是以离子或离子团的形式参与TEOS 水解的，这样可以得到体相均匀的TiO2-SiO2复合氧化物多孔材料。
3.方法评价实验表明，高钛含量的TiO2-SiO2复合氧化物中Ti的分散度较低，容易形成Ti-O-Ti键。
TiO2-SiO2_多功能薄膜的制备及其性能研究
第52卷第11期表面技术2023年11月SURFACE TECHNOLOGY·347·TiO2-SiO2多功能薄膜的制备及其性能研究向军淮，徐志东，王军*（江西科技师范大学 江西省材料表面工程重点实验室，南昌 330013）摘要：目的改善普通玻璃的防雾性能。
方法采用溶胶−凝胶法在玻璃表面制备均匀透明的x TiO2-(1−x)SiO2（x为1.00、0.75、0.50、0.25、0）复合薄膜。
利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）表征TiO2-SiO2复合材料的微观结构和表面形貌，通过紫外可见近红外分光光度计、接触角测试仪测试TiO2-SiO2复合薄膜的光学性质和润湿性，通过热水浴实验评价镀膜前后玻璃的防雾性能。
结果XRD测试结果表明，TiO2-SiO2复合材料由锐钛矿相TiO2和非晶相SiO2构成，其相结构随着TiO2含量的变化而变化。
SEM和AFM结果表明，在TiO2-SiO2复合薄膜中，当SiO2的物质的量分数小于50%时，TiO2-SiO2复合薄膜表面均匀致密、粗糙度低；当SiO2的物质的量分数大于75%时，复合薄膜表面出现了孔洞和大颗粒，粗糙度增大。
光学性质测试结果表明，在TiO2-SiO2复合薄膜中，当SiO2的物质的量分数大于50%时，镀膜后的玻璃在可见光范围内的平均透过率高于85%。
润湿性测试结果表明，镀膜后玻璃表面的亲水性明显增强，当SiO2的物质的量分数小于50%时，TiO2-SiO2复合薄膜的接触角低于5°，表现为超亲水。
防雾性能测试结果表明，在玻璃表面制备TiO2-SiO2复合薄膜后，玻璃具有良好的防雾性能。
评价了0.50TiO2-0.50SiO2复合薄膜的耐久性，在室内放置60 d后，0.50TiO2-0.50SiO2复合薄膜的平均透过率在84%以上，且具有防雾性能，表明其耐久性较好。
结论在玻璃表面制备的0.50TiO2-0.50SiO2复合薄膜在可见光范围内具有高透明度和良好的防雾性能，且该薄膜的耐久性较好。
有序TiO2介孔材料的制备表征及应用的开题报告
有序TiO2介孔材料的制备表征及应用的开题报告本开题报告旨在介绍有序TiO2介孔材料的制备、表征及应用研究。
首先，我们将介绍有序TiO2介孔材料的制备方法。
目前制备有序介孔材料的方法主要有两种：硅胶模板法和剪切法。
硅胶模板法是通过制备硅胶模板，利用硅胶孔道作为模板，在其孔道内填充适当的前驱体，经过热处理后，硅胶模板可以被去除，形成有序介孔材料。
剪切法是在溶胶凝胶体系中加入适量的表面活性剂和剪切剂，将体系进行高速剪切，形成有序介孔结构。
其中，硅胶模板法具有制备方法简单，控制孔径精度高的优点，但其制备周期较长；剪切法制备周期较短，但孔径控制难度较大。
其次，本文将介绍对有序TiO2介孔材料的表征方法。
一般情况下，有序介孔材料的物理性质主要通过吸附脱附实验、X射线粉末衍射、N2吸收等手段进行表征。
吸附脱附实验通常是利用BET法计算材料的比表面积和孔径分布；X射线粉末衍射可以用于计算材料晶体结构和晶体粒度；N2吸附实验则可以计算样品的孔径和孔容等。
最后，我们将介绍有序TiO2介孔材料的应用。
TiO2介孔材料具有广泛的应用前景，其中最为突出的领域就是环境污染治理。
以TiO2介孔材料为催化剂，可以有效地降解有机污染物和废气，治理污染问题。
除此之外，TiO2介孔材料也在能源储存、传感器等领域具有潜在的应用前景。
因此，对于有序TiO2介孔材料的研究不仅有理论意义，也有实际应用意义。
综上所述，本文将探究有序TiO2介孔材料的制备方法、表征及应用。
通过对该材料的研究，能够更好地理解其物理特性和应用前景，为相关领域的研究提供基础。
基于介孔二氧化硅的催化剂的合成与应用研究
基于介孔二氧化硅的催化剂的合成与应用研究介孔二氧化硅是一种多孔材料，具有高比表面积、均匀孔径、可调结构等优点，被广泛应用于催化剂领域。
本文将着重介绍基于介孔二氧化硅的催化剂的合成与应用研究。
一、介孔二氧化硅催化剂的合成1. 模板法模板法是一种较为常用的合成介孔二氧化硅催化剂的方法。
其基本原理是将孔道形成模板引进介孔二氧化硅中，并在高温下焙烧模板，得到孔道均匀、孔径可调的介孔二氧化硅催化剂。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法也是常用的一种合成介孔二氧化硅催化剂的方法。
其基本原理是将硅源和孔道形成剂在溶剂中混合，形成胶体状物质后，经过干燥、焙烧等处理，得到孔径均匀、孔道结构可控的介孔二氧化硅催化剂。
3. 气相法气相法是一种新兴的合成介孔二氧化硅催化剂的方法。
其基本原理是将气态硅源、助剂和孔型剂加热至高温，经过一定时间的反应后，生成固态介孔二氧化硅催化剂。
二、基于介孔二氧化硅的催化剂在有机合成中的应用1. 有机催化反应基于介孔二氧化硅的催化剂在有机催化反应中具有广泛应用，如通过改变催化剂中孔径大小、表面性质等，可以调控反应中间体的空间结构、亲核性和极性，实现对反应的催化增效。
2. 光催化反应基于介孔二氧化硅的催化剂还可以用于光催化反应中。
因为介孔二氧化硅具有高比表面积和可调孔径的特点，可以增强光子与催化剂相互作用的机率，提高反应速率和选择性。
同时，将金属氧化物纳入到介孔二氧化硅的孔道中，还可以增加催化剂光敏性和光电子传递速率，提高催化反应效率。
三、结语介孔二氧化硅是一种重要的多孔材料，在催化剂领域具有重要的应用价值。
通过模板法、溶胶-凝胶法和气相法等方式合成的介孔二氧化硅催化剂，具有均匀孔径、可控孔径大小和表面性质等优点，可广泛应用于有机催化反应、光催化反应、CO2催化转化等领域，为实现绿色化合成、提高催化效率等方面提供了新的技术支持。
介孔tio2薄膜
介孔tio2薄膜介孔TiO2薄膜是一种具有许多应用前景的材料，它具有高比表面积、高孔隙度、优异的光学和电学性能等特点。
本文将从以下几个方面对介孔TiO2薄膜进行详细介绍。
一、介孔TiO2薄膜的制备方法1. 溶胶-凝胶法：该方法是将钛酸酯等前驱体在水或有机溶剂中加入表面活性剂或聚合物，形成胶体，然后通过热处理或紫外光辐射等方式制备出介孔TiO2薄膜。
2. 模板法：该方法是利用硅胶、聚苯乙烯等模板，在其表面沉积钛酸酯等前驱体，经过热处理后，去除模板即可得到介孔TiO2薄膜。
3. 水热法：该方法是将钛酸酯等前驱体在水中加入氢氧化钠等碱性物质，在高温高压下反应生成介孔TiO2颗粒，再通过涂覆或喷涂等方式得到介孔TiO2薄膜。
二、介孔TiO2薄膜的表征方法1. 扫描电子显微镜（SEM）：该方法可以观察到介孔TiO2薄膜的形貌和孔径大小。
2. 透射电子显微镜（TEM）：该方法可以观察到介孔TiO2薄膜的内部结构和晶体形态。
3. X射线衍射（XRD）：该方法可以分析介孔TiO2薄膜的晶体结构和晶格参数。
4. 红外光谱（FTIR）：该方法可以分析介孔TiO2薄膜的化学键和官能团。
5. 紫外-可见光谱（UV-Vis）：该方法可以分析介孔TiO2薄膜的吸收光谱和光催化性能。
三、介孔TiO2薄膜的应用领域1. 光催化材料：由于介孔TiO2具有高比表面积和优异的光学性能，因此可用于制备高效率的光催化材料，如污水处理、空气净化等领域。
2. 电池材料：由于介孔TiO2具有优异的导电性能和高比表面积，因此可用于制备锂离子电池、太阳能电池等材料。
3. 传感器材料：由于介孔TiO2具有高比表面积和优异的化学特性，因此可用于制备气敏传感器、生物传感器等材料。
4. 其他领域：介孔TiO2还可用于制备催化剂、涂料、光学薄膜等领域。
四、介孔TiO2薄膜的发展趋势1. 多功能化：未来的介孔TiO2薄膜将具有多种功能，如光催化、电化学、生物医学等多种应用。
Tio2光催化剂制备实验方案
TiO2空心球的合成及光催化降解活性研究实验方案：所有试剂：氟钛酸铵(NH4)2TiF6 尿素(NH4)2CO过氧化氢(H2O2) X3B染料初始浓度1000ppm 1.催化剂合成：（水热合成法）合成步骤：在分析天平上称取氟钛酸铵1.1876g，加入到100mL 的小烧杯中，然后加入70mL 蒸馏水，在恒定速率下磁力搅拌溶解，待完全溶解后再称取2.42g 尿素加入其中，持续搅拌10分钟，最后用塑料移液管移取10mL H2O2逐滴加入其中，完全混合均匀后，转移至100mL反应釜中，放入已设置好温度的烘箱于150°反应10h，反应结束后，关掉烘箱并让反应釜随烘箱自然冷却至室温，然后用蒸馏水、乙醇依次洗涤并自然晾干。
2.光催化活性测试1.X3B染料的配置：用移液管移取3mL初始浓度为1000ppm(即1000mg/L)的X3B溶液于50mL容量瓶中，然后用蒸馏水定容至50mL,充分混合均匀后备用。
2.催化剂吸附平衡处理：称取50mg处理好的TiO2催化剂于100mL锥形瓶中，将配置好的X3B 溶液完全转移至其中，超声分散5分钟后于黑暗环境下震荡过夜。
3.X3B降解活性测试：将震荡过夜处理后的锥形瓶中催化剂和X3B混合溶液完全倒入50mL小烧杯中，连接好降解装置后开始进行光催化降解，降解时间为1小时，在此过程中依次从溶液中移取3mL的溶液于5mL离心管中避光保存，取样时间依次为0分钟、5分钟、10分钟、15分钟、30分钟、45分钟、60分钟。
待反应结束后关掉灯源，将所取溶液与离心机中在3000转/分条件下离心10分钟，然后将上层溶液小心转入另一洁净离心管重新离心5分钟，然后用紫外-可见分光光度计在510nm波长下测试吸光度，记录数据。
完成实验后用Origin处理数据并获得X3B降解浓度随时间变化曲线及降解速率常数曲线，完成实验小论文。
TiO2-SiO2体系超材料的制备及其光催化性能
TiO2-SiO2体系超材料的制备及其光催化性能摘要：超材料是一种具有特殊光学、电学、机械等性能，制备和使用具有很高的潜力和应用前景的新材料。
TiO2-SiO2体系超材料是一种由TiO2和SiO2组成的复合材料，具有优异的光催化性能。
本文综述了TiO2-SiO2体系超材料的制备方法，形貌结构及其在光催化领域的应用。
1. 引言超材料是一种由多种材料组成的复合材料，具有特殊的物理和化学性质。
TiO2-SiO2体系超材料由TiO2和SiO2组成，具有优异的光催化性能，广泛应用于环境净化、水处理、能源转换等领域。
2. 制备方法2.1 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的TiO2-SiO2体系超材料制备方法。
起首将TiO2和SiO2溶胶分别制备，并通过共沉淀、共凝胶等方法将两者混合。
然后，利用热处理等手段，将混合溶胶转变为凝胶状态。
最后，通过热处理和退火等工艺，形成TiO2-SiO2复合物。
2.2 沉积法沉积法是一种将TiO2和SiO2分别沉积在基底上并形成复合材料的方法。
其中，包括物理沉积和化学沉积等方法。
典型的沉积方法包括溅射沉积和电化学沉积。
通过这些方法，可以在基底上形成TiO2-SiO2复合薄膜。
3. 形貌结构制备得到的TiO2-SiO2体系超材料的形貌结构对其光催化性能具有重要影响。
探究表明，不同的制备方法可以得到不同形貌的TiO2-SiO2超材料，如球形、纳米棒等。
这些不同形貌的超材料对光催化性能表现出差异。
4. 光催化性能TiO2-SiO2体系超材料具有优异的光催化性能，可以应用于光催化氧化分解有机物、光催化水分解、光催化还原CO2等反应。
其中，TiO2作为光催化剂可以通过光激发产生电子-空穴对，而SiO2则可以提高TiO2的光吸纳和载流子分离效果。
因此，TiO2-SiO2体系超材料在光催化领域具有宽广的应用前景。
5. 结论TiO2-SiO2体系超材料是由TiO2和SiO2组成的复合材料，具有优异的光催化性能。
W掺杂的大孔-介孔TiO2光催化剂的制备及性能研究
W掺杂的大孔-介孔TiO2光催化剂的制备及性能研究尹冬菊;施冬健;朱文倩;陈明清;舒友菊【摘要】以聚苯乙烯(PS)微球为硬模板,聚醚P123为介孔导向剂,采用溶剂蒸发自组装法(EISA)制备了有序大孔-介孔W-TiO2薄膜.考察了金属W的掺杂量对光催化性能的影响.结果表明,大孔-介孔结构和W掺杂可以显著提高TiO2薄膜材料在可见光区域的光催化活性,Ti与W的摩尔比为100:4时,光催化活性最高,光催化降解5 mg/L罗丹明B,60 min降解完全.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)011【总页数】4页(P2322-2325)【关键词】大孔-介孔;W/TiO2;光催化降解【作者】尹冬菊;施冬健;朱文倩;陈明清;舒友菊【作者单位】江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡 214122;江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡 214122;江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡214122;江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡 214122;筑波大学,日本茨城305-8572【正文语种】中文【中图分类】TQ032;O644.1二氧化钛具有生产成本低、化学稳定性高、对环境不产生二次污染等优点，在光催化领域具有良好的发展前景[1-2]。
但是，二氧化钛在光催化过程中所产生的光生电子与空穴极易复合[3]，且对可见光的利用率很低[4]，严重制约了二氧化钛的工业化应用。
为了解决这一难题，可以在其中掺入少量的金属离子[5-8]。
近年来，大孔-介孔这种多级孔结构广泛引起了研究人员的兴趣，三维贯通的大孔结构能够提高反应物和产物在孔道内的传质速率[9-10]，从而进一步提高二氧化钛光催化剂的催化效率。
本文在大孔-介孔TiO2光催化剂中进一步掺入W来提高光催化效率，以罗丹明B 溶液作为降解物，考察了W掺杂量对二氧化钛光催化活性的影响，同时考察了大孔-介孔结构对催化性能的影响。
1 实验部分1.1 试剂与仪器钛酸异丙酯、四氯化钛、聚醚P123(M=5 800)、H3O40PW12·xH2O、罗丹明B(RhB)均为分析纯；单分散的聚苯乙烯微球(d≈183 nm，PDI<0.5%)、介孔二氧化钛粉末(d≈4 nm)均为自制。
垂直有序介孔二氧化硅薄膜的电化学制备及条件优化
垂直有序介孔二氧化硅薄膜的电化学制备及条件优化摘要：本文采用电助自组装法制备得到了垂直有序介孔二氧化硅薄膜。
利用透射电镜与循环伏安表征方法探究不同电沉积电位与时间下二氧化硅薄膜的结构特征与透过性能。
结果表明电沉积电位在-1.2V左右为较优电位；电沉积时间越长，二氧化硅薄膜厚度越大，透过性能差异不大。
关键词：介孔二氧化硅薄膜；电自助自组装；循环伏安法Abstract：We got the vertical ordered mesoporous silica film by using electrodeposition method. To explore the structure and permeability of the silica film under different electrodeposition potential and time, We used some test methods like transmission electron microscopy (TEM) and cyclic voltammograms method. The result showed that the best electrodeposition potential is -1.2V. And as time extended, silica film thickness increased while the permeability had little difference. Keywords: Mesoporous silica thin film, Electrodeposition method, Cyclic voltammetry1 前言二氧化硅(SiO2)具有硬度高、耐磨性好、绝热性好、光透过率高、抗侵蚀能力强以及良好的介电性质。
目前，通过各种制备方法已经制备出多种具有优良性能的透明二氧化硅薄膜。
《有序介孔二氧化硅颗粒及薄膜材料的自组装制备及孔径调控》范文
《有序介孔二氧化硅颗粒及薄膜材料的自组装制备及孔径调控》篇一一、引言随着纳米科技的发展，有序介孔材料因其独特的结构、高比表面积以及良好的化学稳定性等优点，在催化、吸附、分离、生物医学等多个领域得到了广泛的应用。
其中，二氧化硅基介孔材料因具有较高的热稳定性和化学稳定性，成为研究热点。
本文将重点探讨有序介孔二氧化硅颗粒及薄膜材料的自组装制备方法，以及孔径的调控技术。
二、有序介孔二氧化硅的自组装制备自组装制备法是一种制备有序介孔材料的有效方法。
其基本原理是利用表面活性剂与无机前驱体在溶液中自组装，形成有序的介孔结构。
1. 材料选择与前驱体制备选择合适的表面活性剂和无机前驱体是制备有序介孔二氧化硅的关键。
常用的表面活性剂有阳离子型、阴离子型和非离子型等。
无机前驱体一般为硅源，如正硅酸乙酯等。
2. 自组装过程将表面活性剂与无机前驱体在溶液中混合，通过控制反应温度、pH值、浓度等条件，使二者在溶液中自组装，形成有序的介孔结构。
3. 煅烧与表征将自组装的介孔材料进行煅烧，以去除表面活性剂模板，得到纯的介孔二氧化硅材料。
然后通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对材料进行表征。
三、孔径调控技术孔径是介孔材料的重要参数，对材料的性能和应用具有重要影响。
因此，如何有效地调控孔径成为研究的关键。
1. 调整表面活性剂与无机前驱体的比例通过调整表面活性剂与无机前驱体的比例，可以改变自组装过程中形成的介孔结构的孔径。
比例越高，孔径越小；比例越低，孔径越大。
2. 改变反应条件反应温度、pH值、浓度等反应条件对自组装过程产生影响，从而影响孔径。
一般来说，提高反应温度或降低pH值可使孔径增大。
3. 后处理法后处理法是指在煅烧后，通过化学或物理手段对介孔材料进行进一步处理，以改变其孔径。
例如，可以利用纳米铸造技术将其他物质填充到介孔中，从而扩大或缩小孔径。
四、薄膜材料的制备有序介孔二氧化硅薄膜材料在催化、传感器、太阳能电池等领域具有广泛应用。