納米TiO-,2-薄膜對甲醛、乙烯的光催化降解及其超親水性能的研究.pdf

1、該文以鈦酸四丁酯為前驅(qū)物,采用溶膠-凝膠工藝和浸漬提拉法在玻璃基體上制備了納米TiO<,2>薄膜.在原料配比、反應(yīng)溫度、熱處理、提拉方式等不同條件下,結(jié)合DTG-DSC、XRD、UV-VIS、FT-IR等手段對納米TiO<,2>薄膜的晶型、光吸收特性和表面形貌進(jìn)行了分析研究,得出了最佳工藝條件;通過掃描電鏡(SEM)測定了薄膜厚度并且更為細(xì)致的觀察了薄膜的表面特性.結(jié)果表明,500℃熱處理一小時(shí)得到銳鈦礦型TiO<,2>薄膜,向溶膠中加

2、入一定的聚乙二醇可以增加薄膜表面的多孔性;薄膜厚度與提拉次數(shù)成線性關(guān)系.為考察TiO<,2>薄膜的光催化性能,通過sol-gel工藝在細(xì)玻璃管表面制得均勻透明的鑭摻雜納米TiO<,2>薄膜,并利用SEM、XRD及UV-VIS等手段對玻璃表面鑭摻雜納米TiO<,2>薄膜進(jìn)行了表征.鑭摻雜納米TiO<,2>薄膜,相比較未摻雜薄膜,粒子粒徑由原來的50nm減小到20nm,晶粒有明顯細(xì)化的趨勢;通過摻雜使得薄膜在380-400nm近紫外附近的吸

3、光度明顯提高,從而提高了光吸收效率.在密閉的玻璃箱中,考察了甲醛和乙烯的光催化降解.結(jié)果表明,鑭摻雜納米TiO<,2>薄膜對甲醛乙烯有著較高的光催化降解能力,但是甲醛和乙烯的催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理完全不同.甲醛的光催化降解曲線是吸附和降解共同作用的結(jié)果,其降解率隨初始濃度的升高而增加;我們研究了HIPS/納米TiO<,2>復(fù)合材料對甲醛的光催化降解.與薄膜型二氧化鈦光催化劑相比,HIPS/納米TiO<,2>具有更大的比表面積和結(jié)構(gòu)起伏,對于

4、甲醛的吸附作用更強(qiáng),但降解能力弱于薄膜,但也有較強(qiáng)的光催化降解能力;乙烯的降解過程則比較復(fù)雜,不符合簡單的零級(jí)或一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué),且受初始濃度、濕度、光照強(qiáng)度等條件的影響較大,降解率與初始濃度有關(guān),但不呈正比關(guān)系.通過對降解產(chǎn)物的分析,證明了最終反應(yīng)產(chǎn)物是二氧化碳和水.納米TiO<,2>薄膜的另一個(gè)重要應(yīng)用是其超親水自清潔功能.該文研究了純納米TiO<,2>薄膜、SiO<,2>-TiO<,2>復(fù)合膜、鐵摻雜納米TiO<,2>薄膜的親水性能