高光催化活性納米二氧化鈦負(fù)載玻璃纖維的制備.pdf

1、環(huán)境污染的控制與治理，是全世界關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題之一，越來(lái)越多的科研工作者投入到污染物的治理研究。納米TiO2作為新型半導(dǎo)體光催化劑在污水處理和空氣凈化及光解制氫等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但是目前廣泛研究的懸浮體系TiO2存在著催化劑易凝聚、易失活、難回收及光能利用率低等弊端，從而限制了該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。近年來(lái)，為此國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)TiO2負(fù)載技術(shù)及TiO2摻雜改性進(jìn)行了許多探討，也取得了顯著的研究成果，本實(shí)驗(yàn)將TiO2摻雜改性和TiO2負(fù)載

2、技術(shù)結(jié)合研究，探討適宜的摻雜元素、比例及制備工藝。
　　 1、以鈦酸丁酯為前驅(qū)體，以玻璃纖維(glass fiber-GF)為載體，采用溶膠-凝膠法制備了納米TiO2負(fù)載玻璃纖維光催化劑(TiO2/GF)，通過(guò)XRD、TG-DSC、SEM等手段對(duì)其進(jìn)行表征，探討了熱處理溫度對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和形貌的影響。研究發(fā)現(xiàn)，最佳熱處理溫度為550℃，TiO2在熱處理溫度低于550℃時(shí)結(jié)晶不完善，當(dāng)熱處理溫度達(dá)650℃時(shí)，樣品中有明顯的金紅石相生成

3、，且晶粒有明顯長(zhǎng)大的趨勢(shì)，且在熱處理過(guò)程中，因熱應(yīng)力及有機(jī)物的揮發(fā)導(dǎo)致膜狀TiO2存在一定的脫落情況，當(dāng)熱處理為550℃時(shí)，TiO2于GF表面呈片狀分布，負(fù)載穩(wěn)定。
　　 2、以正硅酸乙酯為Si源，制備了Si摻雜納米TiO2負(fù)載玻璃纖維光催化劑(Si-TiO2/GF)，研究了Si摻雜及摻雜比例對(duì)TiO2晶粒粒徑及光吸收性能的影響。研究結(jié)果表明Si摻雜的作用有：抑制TiO2由銳鈦礦向金紅石相的轉(zhuǎn)變；阻止TiO2的晶粒生長(zhǎng)和顆粒團(tuán)聚

4、，與未摻雜樣品相比，Si摻雜樣品的粒徑由13.8nm減少至10.3nm；同時(shí)Si摻雜能有效擴(kuò)展光催化劑對(duì)可見(jiàn)光的吸收，進(jìn)而提高其光催化活性。
　　 3、采用光化學(xué)沉積法制備了Ag摻雜TiO2負(fù)載玻璃纖維光催化劑(Ag-TiO2/GF)。研究了AgNO3溶液濃度對(duì)Ag沉積量的變化及Ag摻雜對(duì)TiO2的晶型及光催化性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：在低摻雜比例條件下(≤0.1mol/L)，隨著AgNO3濃度的升高，Ag的沉積量呈上升趨勢(shì)；當(dāng)Ag