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耐高温核,壳结构TiO2/SiO2复合气凝胶的制备及其光催化性能
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O648[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]同济大学波耳固体物理研究所,上海市人工微结构材料与技术重点实验室,上海200092
  • 相关基金:国家自然科学基金(51172163,U1230113),国家科技支撑计划(2013BAJ01801),国家高技术研究发展计划项目(863)(2013AA031801),上海市纳米科委专项基金(11nm0501600,12nm0503001)资助
中文摘要:

以钛酸四丁酯为源,采用苯胺-丙酮原位生成水溶胶-凝胶法,在乙醇超临界干燥过程中用部分水解的钛醇盐和硅醇盐对TiO2凝胶进行超临界修饰制备了具有核/壳纳米结构的块体TiO2/SiO2复合气凝胶.制备的复合气凝胶具有优异的机械性能,其杨氏模量可达4.5 MPa.复合气凝胶同时具有极好的高温热稳定性.经过1000°C热处理后,线性收缩由纯TiO2气凝胶的31%降至复合气凝胶的10%,且比表面积由纯TiO2气凝胶的31 m2·g^-1提升至复合气凝胶的143 m2·g^-1.此外,该复合气凝胶经1000°C热处理后具有优异的光催化降解亚甲基蓝的性能.其优异的光催化性能得益于TiO2/SiO2复合气凝胶1000°C处理后高的比表面积和小的颗粒尺寸.优良的耐热性能、力学性能和光催化性能使获得的具有核/壳纳米结构的TiO2/SiO2复合气凝胶在光催化领域具有良好的应用前景.

英文摘要:

Core/shel nanostructured monolithic TiO2/SiO2 composite aerogels were prepared by the aniline-acetone in situ water formation sol-gel method. Titanium(IV) n-butoxide was used as a precursor fol owed by supercritical modification with partial y hydrolyzed titanium alkoxide and tetraethoxysilane during ethanol supercritical fluid drying. The obtained composite aerogel showed excel ent mechanical strength with a Young′s modulus of 4.5 MPa. The composite aerogel exhibited excel ent heat resistance. After heat treatment at 1000 °C its linear shrinkage decreased from 31%for the TiO2 aerogel to 10%for the composite aerogel. The specific surface area increased from 31 m2·g^-1 for the TiO2 aerogel to 143 m2·g^-1 for the composite aerogel. The composite aerogel exhibited excel ent photocatalytic performance during the degradation of methylene blue after heat treatment at 1000 °C. Its excel ent photocatalytic property is attributed to its high specific surface area and the smal particle size of the composite aerogel after heat treatment at 1000 ° C. The enhanced heat resistance, mechanical strength, and photocatalytic performance makes the obtained core/shel nanostructured TiO2/SiO2 composite aerogel a promising candidate for photocatalytic applications.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781