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XO(X=Ti,Mn)decorated hollow multi-channel carbon sub-micro fiber networks as freestanding cathode for LieS batteries

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Journal of Materiomics 2023年第1期9卷 215-222页

作者： Qianqian Wu Tianbao Yan Kunming Li Xuepeng Ni Fanlong Zeng Anqi Ju State Key Laboratory for ModificaTiOn of Chemical Fibers and Polymer Materials&College of Materials Science and Engineering Donghua UniversityShanghai201620China Center for Civil AviaTiOn Composites&Shanghai Collaborative InnovaTiOn Center of High-Performance Fibers and Composites(Province-Minitry Joint) Donghua UniversityShanghai201620China

Lithium-sulfur(Lisingle bondS)batteries are considered as one of the most promising high-energy storage devices due to the high theoretical capacity(1675 mA·h·g^(-1))and large energy density(2600 W·h·kg^(-1)).However,the poor conductivity of sulfur and“shuttle effect”of soluble polysulfide intermediates limit practical applicaTiOns of Lisingle bondS batteries.Herein,four kinds of carbon sub-micro fibers with different structures were designed and prepared,the effect of structure on Lisingle bondS battery was studied.On this basis,the XO(X=Ti,Mn)decorated hollow multi-channel carbon sub-micro carbon fibers(HMCMFs)were prepared by electrospinning and carbonizaTiOn.The HMCMFs can not only supply nanopores for relieving the expansion of sulfur but also served as high conductivity freestanding substrate for sulfur loading,meanwhile the decorated XO(X=Ti,Mn)can provide powerful chemical adsorpTiOn to polysulfide intermediates and limit“shuttle effect”Therefore,the TiO-HMCMFs/S composite shows high specific capacity of 900 mA·h·g^(-1)and maintain stable specific capacities up to∼600 mA·h·g^(-1)over 300 cycles at 0.1 A·g^(-1).This work offers a facile method to build efficient sulfur cathode to acquire Lisingle bondS batteries with high performance.

关键词： Lithium-sulfur batteries TiO MnO Carbon sub-miacro fibers

生物炭热解温度对TiO/生物炭复合材料光催化降解甲基橙的影响

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化工新型材料 2024年

作者：梁胜容安明泽夏赛男覃毅雪徐国敏贵州大学材料与冶金学院国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心贵州省材料产业技术研究院

以热解法制备不同温度的玉米秸秆生物炭(BC-i)(i = 400℃、500℃、600℃、700℃、800℃和900℃)，并通过超声辅助真空浸渍法制备了一系列TiO2/生物炭复合材料(TBC-i)。结果表明：TBC-i光催化活性的提高可归因于生物炭良好的结构特性、BC... 详细信息

以热解法制备不同温度的玉米秸秆生物炭(BC-i)(i = 400℃、500℃、600℃、700℃、800℃和900℃)，并通过超声辅助真空浸渍法制备了一系列TiO2/生物炭复合材料(TBC-i)。结果表明：TBC-i光催化活性的提高可归因于生物炭良好的结构特性、BC与TiO2之间增强的化学相互作用以及促进的光生电子-空穴的分离和转移效率。TBC-i的光催化活性均高于纯TiO2，TBC-800表现出最佳的光催化活性，在催化剂投加量为7g/L时，TBC-800催化剂经模拟日光照射270min后对50mg/L MO的去除率为93.02%。TBC-i复合材料的制备在一定程度上为模拟有机污染物在太阳光下的降解提供了思路。

关键词： TiO /生物炭复合材料生物炭热解温度甲基橙光催化降解

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染料敏化太阳能电池TiO光阳极的研究进展

激光与光电子学进展 2023年

作者：谭鸿钟高大海闫宝林戴玉华北京石油化工学院新材料与化工学院特种弹性体复合材料北京市重点实验室

染料敏化太阳能电池(DSSC)具有制备工艺简单、成本低廉等特点，是太阳能有效利用的途径之一。本文简单介绍了染料敏化太阳能电池的组成、结构和工作原理,详细介绍了组成染料敏化太阳能电池的TiO2光阳极材料,总结了目前TiO2光阳极的研究... 详细信息

染料敏化太阳能电池(DSSC)具有制备工艺简单、成本低廉等特点，是太阳能有效利用的途径之一。本文简单介绍了染料敏化太阳能电池的组成、结构和工作原理,详细介绍了组成染料敏化太阳能电池的TiO2光阳极材料,总结了目前TiO2光阳极的研究成果,分析了TiO2光阳极材料改性对DSSC性能的影响。同时,展望了TiO2光阳极的未来发展方向。

关键词：半导体材料染料敏化太阳能电池二氧化钛光阳极 TiO 电极材料改性

等离子体氟改性TiO催化剂的制备及其光催化性能

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材料研究学报 2023年

作者：周立臣中海石油(中国)有限公司湛江分公司

以C2H2F4为F源用等离子体放电对Ti O2实现F改性制备TiO2催化剂，并使用XRD、XPS、UV-vis、PL等手段表征其形貌和结构。以亚甲基蓝和油田废水作为污染物，研究外部环境对催化剂降解性能的影响和重复使用性能，并使用自由基清除剂揭示其... 详细信息

以C2H2F4为F源用等离子体放电对Ti O2实现F改性制备TiO2催化剂，并使用XRD、XPS、UV-vis、PL等手段表征其形貌和结构。以亚甲基蓝和油田废水作为污染物，研究外部环境对催化剂降解性能的影响和重复使用性能，并使用自由基清除剂揭示其光催化机理。结果表明，催化剂添加量为8 g/L、pH值为6时其对油田废水的降解效果最佳，COD的去除率可达88%。同时，环境中的HCO3-、CO32-、PO43-、SiO32-能显著抑制光催化反应，而Cl-的影响不大。羟基自由基(·OH)对光催化反应的影响更为关键。等离子体氟改性后，二氧化钛表面产生大量的≡Ti-F键和氧缺陷，实现了TiO2的间隙F掺杂(Ti-O-F-Ti键)，≡Ti-F和氧缺陷促进了光生电子-空穴向TiO2表面转移。同时，间隙F掺杂在TiO2价带上方产生杂质能级，使禁带宽度从2.98 eV收窄到2.82 eV，增强了这种催化剂在可见光区域的吸收，提高了其对油田废水的光催化降解效率。

关键词：无机非金属材料工业催化油田废水等离子体 TiO 光催化

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白云母/TiO复合材料的制备及光催化性能

材料工程 2023年 57-66页

作者：王宁邢锦娟赵振涛刘琳渤海大学辽宁省二氧化钛粉体表面功能化重点实验室

以钛酸丁酯为钛源、冰醋酸为抑制剂,通过水热法合成白云母/TiO2(M/T)复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman),扫描电子显微镜(SEM),能谱仪(EDS),N2吸附-脱附(BET),紫外-可见漫反射光谱(UVVis),荧光光谱(PL)对样品的物相结... 详细信息

以钛酸丁酯为钛源、冰醋酸为抑制剂,通过水热法合成白云母/TiO2(M/T)复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman),扫描电子显微镜(SEM),能谱仪(EDS),N2吸附-脱附(BET),紫外-可见漫反射光谱(UVVis),荧光光谱(PL)对样品的物相结构、表面形貌、元素分布、孔隙结构及光学特性进行表征,并以甲基橙(MO)溶液为目标污染物,考察水热温度、水热时间、TiO2负载量对M/T复合材料光催化性能的影响。结果表明:100℃水热16 h,TiO2负载量为20%(质量分数)的M/T复合材料光催化性能最好;紫外光照射60 min,对MO的降解率达到99.62%,总有机碳(TOC)去除率为63.58%,重复使用5次,光催化活性没有明显降低,且M/T复合材料光降解MO过程符合一级反应动力学模型,最大反应速率常数kapp为0.049 min-1。

关键词：白云母 TiO 光催化动力学

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白云母/TiO复合材料的制备及光催化性能

材料工程 2023年

作者：王宁邢锦娟赵振涛刘琳渤海大学辽宁省二氧化钛粉体表面功能化重点实验室

以钛酸丁酯为钛源、冰醋酸为抑制剂,通过水热法合成白云母/TiO2(M/T)复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman),扫描电子显微镜(SEM),能谱仪(EDS),N2吸附-脱附(BET),紫外-可见漫反射光谱(UVVis),荧光光谱(PL)对样品的物相结构、表面形貌、元素分布、孔隙结构及光学特性进行表征,并以甲基橙(MO)溶液为目标污染物,考察水热温度、水热时间、TiO2负载量对M/T复合材料光催化性能的影响。结果表明:100℃水热16 h,TiO2负载量为20%(质量分数)的M/T复合材料光催化性能最好;紫外光照射60 min,对MO的降解率达到99.62%,总有机碳(TOC)去除率为63.58%。重复使用5次,光催化活性没有明显降低,且M/T复合材料光降解MO过程符合一级反应动力学模型,最大反应速率常数kapp为0.049 min-1。

关键词：白云母 TiO 光催化动力学

PBST/TiO/MgO复合薄膜的制备及性能

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化工新型材料 2023年

作者：张昕卫爱丽张杰余雯雯太原理工大学材料科学与工程学院

采用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对TiO2/MgO NPs改性，采用溶液共混法制备了聚丁二酸-共-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)/TiO2/MgO NPs纳米复合薄膜，并探讨了其在食品包装方面的应用。研究了改性TiO2/MgO NPs对PBS... 详细信息

采用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对TiO2/MgO NPs改性，采用溶液共混法制备了聚丁二酸-共-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)/TiO2/MgO NPs纳米复合薄膜，并探讨了其在食品包装方面的应用。研究了改性TiO2/MgO NPs对PBST基体的机械、阻隔、抗菌和保鲜性能的影响。结果表明：复合膜的抗拉强度和水蒸汽透过率分别为29.39MPa和2.43×10-11g·m/(m2·s·Pa)，相较PBST基体抗拉强度提高了24.32%，水蒸汽透过率降低了32.37%，且对金黄色葡萄球菌(S.aures)和大肠杆菌(E.coli)抑菌效果显著，分别达到98.7%和97.2%，并对圣女果有良好的保鲜性能，当改性后的TiO2/MgO NPs质量含量为5%时，复合薄膜的性能最佳。

关键词：复合薄膜聚丁二酸-共-对苯二甲酸丁二醇酯 TiO /MgO 抗菌活性食品包装

TiO/CQDs复合材料的制备及降解水中污染物研究

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化工新型材料 2023年

作者：梁政勇毛同华姚怀伟周进李文兵丁玲煤基生态精细化工河南省工程实验室武汉科技大学化学与化工学院

以碳量子点(CQDs)和钛酸四丁酯为原料，通过溶胶-凝胶水解法，制得了复合材料TiO2/CQDs。采用一系列表征手段对所制备的复合光催化剂的形貌、结构和性能进行了研究。以罗丹明B(RhB)为模拟污染物，考察了g-C3N4/CQDs的可见光催化活性及... 详细信息

以碳量子点(CQDs)和钛酸四丁酯为原料，通过溶胶-凝胶水解法，制得了复合材料TiO2/CQDs。采用一系列表征手段对所制备的复合光催化剂的形貌、结构和性能进行了研究。以罗丹明B(RhB)为模拟污染物，考察了g-C3N4/CQDs的可见光催化活性及稳定性。结果表明：与TiO2相比，TiO2/CQDs对光吸收强度增加，同时其吸收波长向可见光区发生红移；当CQDs含量为5%(以TiO2为基准)时，所得TiO2/CQDs光催化材料的催化活性最佳，其对Rh B的光催化降解率为85.47%，是g-C3N4光催化降解率的5.5倍。且g-C3N4/CQDs循环使用4次后，其催化降解性能保持在80%以上。光催化机理研究表明，空穴(h+)、超氧阴离子自由基(·O2–)、过氧化氢分子(H2O2)和羟基自由基(·OH)都是光催化过程中的主要活性物种，四者氧化作用大小顺序为·O2–> h+> ·OH > H2O2。

关键词： TiO /CQDs 光催化材料制备降解罗丹明B

沸石固定Pt QDs修饰TiO的环境友好型光催化剂

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材料科学与工艺 2023年

作者：黎成葛玮杨清文张新霓陈友强青岛大学物理科学学院

半导体纳米材料光催化技术在应对有机物水环境污染问题上展现出巨大潜力，但其实际应用仍存在极大的挑战。本文采用铂量子点(Pt QDs)修饰法，并将P25二氧化钛纳米颗粒固定在Beta沸石晶体内部制备了一种高效选择性环境友好型TiO2基光催化... 详细信息

半导体纳米材料光催化技术在应对有机物水环境污染问题上展现出巨大潜力，但其实际应用仍存在极大的挑战。本文采用铂量子点(Pt QDs)修饰法，并将P25二氧化钛纳米颗粒固定在Beta沸石晶体内部制备了一种高效选择性环境友好型TiO2基光催化剂(Pt-modified P25@Beta zeolite)。结果表明，在可见光照射360 min后，Pt-modified P25@Beta zeolite 几乎完全降解了水溶液中的苯胺，光降解率达到了90.8%，而Pt-modified P25@Beta zeolite在相同条件下对叶绿素(CP)的光降解率只有8.6%。所制备的光催化剂优异的选择性光催化性能归因于其独特的纳米结构，其中Beta沸石晶体鞘具有均匀的微孔，可以使苯胺污染物通过并在水中被完全光催化降解，但同时却阻碍了叶绿素接触到催化剂表面。

关键词： TiO Pt量子点沸石形状选择性光催化