納米鎢雜TiO2負(fù)載棉織物的微波法制備及光催化性能.pdf

1、微波加熱因具有可實(shí)現(xiàn)分子水平上的加熱，加熱均勻、快速且溫度梯度小，加熱無滯后效果，可對混合組分進(jìn)行選擇性加熱等優(yōu)點(diǎn)而成為人們研究的熱點(diǎn)，逐漸廣泛的應(yīng)用于材料加工與合成等領(lǐng)域。雖然納米TiO2作為光催化劑具很多優(yōu)點(diǎn)，但是目前納米TiO2在紡織品上的應(yīng)用仍存在著較多問題，如光響應(yīng)范圍窄、在水溶液中分散性差、與織物結(jié)合牢度差等，這些問題都限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。針對納米TiO2上述缺陷并結(jié)合微波加熱的優(yōu)點(diǎn)，本論文采用微波加熱的方式通過摻雜鎢來改

2、性TiO2開展了一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)的研究。內(nèi)容涉及TiO2、W-TiO2粉體的制備，棉織物負(fù)載W-TiO2的制備及其光催化降解染料。
　　采用價(jià)格低廉的(NH4)2TiF6為鈦原料，鎢酸鈉和鎢酸銨作為鎢源在微波加熱的條件下制備TiO2、鎢摻雜的銳鈦礦(W-TiO2)。研究了(NH4)2TiF6和H3BO3的摩爾比、微波加熱溫度、鎢源、鎢摻雜比例等因素對TiO2晶型的影響。結(jié)果表明:(NH4)2TiF6和H3BO3的混合比例、微波加熱溫

3、度、時(shí)間、不同鎢摻雜量以及不同鎢源摻雜對TiO2晶型沒有影響。通過控制適宜的反應(yīng)條件，無需高溫煅燒，低溫常壓條件下就可以制備出結(jié)晶度高的球形銳鈦礦相二氧化鈦。
　　通過光催化降解有色有機(jī)污染物來檢測制備粉體的光催化活性。選取陽離子染料羅丹明B和陰離子染料活性艷藍(lán)KN-R作為代表，來模擬有色有機(jī)污染物。分別研究了在光催化降解兩種染料時(shí)，鎢摻雜量、光照時(shí)間、催化劑用量、染料的初始濃度等因素降解對光催化劑活性的影響。結(jié)果表明:鎢摻雜量、

4、光照時(shí)間、催化劑用量、染料的初始濃度等因素都對光催化劑活性有很大的影響。光催化降解兩種染料時(shí)，與未摻雜的TiO2相比，W-TiO2光催化活性都有大幅度提高，鎢的最佳摻雜比都是5％。不同的染料需要不同的光催化反應(yīng)條件。5×10-5mol/L的羅丹明B的最佳降解條件是:溶液最初pH為4，光照60min，5％W-TiO2光催化劑用量是0.8g/L。6×10-5mol/LKN-R的最佳降解條件是:溶液最初pH為2，光照90min，5％W-TiO

5、2光催化劑用量是1.5g/L。
　　采用微波輔助低溫原位合成法成功制備了負(fù)載鎢摻雜二氧化鈦的棉織物，并通過降解羅丹明B實(shí)驗(yàn)研究，研究了前驅(qū)體濃度、鎢摻雜量、微波反應(yīng)時(shí)間及溫度對織物光催化性能的影響。制備負(fù)載鎢摻雜二氧化鈦棉織物的最優(yōu)工藝是:前驅(qū)體濃度為0.05mol/L，95℃微波加熱45min，鎢的最佳摻雜比例是5％。
　　通過微波輔助低溫原位合成制備W-TiO2/棉織物(95℃微波加熱45min)，讓W(xué)-TiO2在生成過

6、程中直接與棉織物相結(jié)合，在對TiO2改性的同時(shí)也加強(qiáng)了與棉織物之間的結(jié)合。測試結(jié)果表明:W-TiO2顆粒緊密的吸附在棉織物的表面并形成一層緊密的薄膜，有優(yōu)異的耐洗性和耐磨性，多次循環(huán)使用后的光催化性能基本與第一次使用時(shí)相同。此方法制備的W-TiO2/棉織物的機(jī)械強(qiáng)力保留率很高，微波處理方式對織物基本沒有損傷，不影響織物的應(yīng)用要求。
　　本課題采用微波輔助低溫原位合成法制備W-TiO2/棉織物，制備過程簡單快速，可以節(jié)省能源，可以賦