納米TiO-,2-膜的制備及光催化降解甲基橙的研究.pdf

1、TiO<,2>光催化降解有機污染物是一種新型的環(huán)境治理技術(shù)，該方法可將眾多有機物完全礦化去除。由于粉末態(tài)TiO<,2>在使用過程中存在分離與回收再生困難的問題，因此固載化的。TiO<,2>薄膜作為綠色環(huán)保材料可望在空氣凈化、廢水處理、抗菌除菌、除污防霧、自清潔等多方面作出積極貢獻(xiàn)。 本文首先以普通載玻片為載體，以鈦酸丁酯為鈦源，無水乙醇為溶劑，采用溶膠凝膠．浸漬提拉法制備了TiO<,2>薄膜，以及含SiO<,2>底膜的TiO<,

2、2>薄膜。實驗結(jié)果表明，制備最佳的TiO<,2>薄膜的工藝條件為：焙燒溫度500℃，焙燒時間1.5h，膜層數(shù)為6。當(dāng)用稀硝酸對TiO<,2>薄膜進(jìn)行后處理或在載體上預(yù)鍍SiO<,2>底膜，其光催化活性明顯提高。 然后制備了含SiO<,2>的TiO<,2>復(fù)合薄膜，并制備了稀土元素La、Ce非均勻修飾的SiO<,2>-TiO<,2>復(fù)合薄膜。結(jié)果表明，SiO<,2>摻雜的TiO<,2>薄膜與未摻雜SiO<,2>的TiO<,2>薄膜

3、相比，其光催化活性提高了20[％]；對于稀土金屬離子摻雜的復(fù)合薄膜，采用非均勻方式摻雜效果明顯優(yōu)于均勻方式摻雜，且La、Ce均有各自的最佳摻雜量，分別為0.2mol[％]、0.04mol[％]，此時其光催化活性分別提高了15[％]、42[％]。 分別以水為溶劑，H<,2>O<,2>為絡(luò)合劑制備含TiO<,2>的水溶膠，并通過在水溶膠中引入造孔劑聚乙二醇以及Zn(NO<,3>)<,2>等制備過渡金屬修飾的多孔納米TiO<,2>復(fù)合

4、薄膜。結(jié)果表明，引入過渡元素Zn會對TiO<,2>薄膜活性產(chǎn)生明顯的不利影響；負(fù)載的TiO<,2>薄膜的活性隨使用次數(shù)的增加并無明顯的降低，再生性能好；而當(dāng)膜層數(shù)較少時薄膜中TiO<,2>的負(fù)載量與膜層數(shù)之間存在線性關(guān)系。 當(dāng)選擇比表面較大的硅膠為載體時，以醇溶膠-浸漬-光還原法制備了貴金屬Ag改性的TiO<,2>薄膜，并通過XRD、SEM、BET等技術(shù)，對該催化劑的形貌進(jìn)行表征。結(jié)果表明，銀摻雜改性的Ag-TiO<,2>/硅膠

5、催化劑，其催化性能比未摻雜的光催化性能顯著提高，前者比后者提高了1倍，此時最佳摻銀量為O.1mol％；XRD分析表明該催化劑中的TiO<,2>為銳鈦礦與金紅石的混合物，表明銀的摻雜會促進(jìn)TiO<,2>的晶型轉(zhuǎn)變。 以偶氮染料甲基橙的光催化降解反應(yīng)為模型反應(yīng)，考察了不同制備條件下的TiO<,2>薄膜對甲基橙水溶液的催化降解性能。結(jié)果表明，酸性和堿性條件下甲基橙水溶液均可得到較好的降解效果，但酸性條件下更有利于薄膜催化性能的發(fā)揮。當(dāng)