多孔Er3+-TiO2薄膜的制備及其模擬可見光下光催化性能的研究.pdf

1、TiO2光催化技術(shù)降解有機污染物以其無選擇性、降解徹底、能利用廉價太陽光等優(yōu)點而倍受青睞。但是，由于TiO2的禁帶較寬，只能被能量較高的紫外光激發(fā)，而且，粉末催化劑在溶液體系中易團聚、難分離回收，可通過對TiO2摻雜改性和固載化解決上述問題。并且進一步構(gòu)造多孔結(jié)構(gòu)，使材料的比表面積和光線射入深度增加，進而提高其光催化性能。
　　本論文分別以span80和水溶性殼聚糖兩種物質(zhì)為添加劑，采用溶膠-凝膠法制備Er3+-TiO2涂膜液，通

2、過浸漬/旋轉(zhuǎn)涂膜法在石英玻璃片上制得一系列Er含量為1.0 at％的Er3+-TiO2多孔薄膜?？疾炝送磕訑?shù)，煅燒溫度，煅燒時間以及添加劑含量等條件對薄膜結(jié)構(gòu)及性能的影響，并以甲基橙溶液作為目標(biāo)降解物，通過光催化降解實驗考察了薄膜在模擬可見光下的光催化性能。采用熱重分析（TG）、氮吸附（BET）、掃描電鏡（SEM）及X-射線衍射（XRD）等檢測手段對所制備的薄膜進行表征。具體內(nèi)容如下：
　　1.涂膜層數(shù)的影響。采用span80含

3、量為0.3 wt%的涂膜液涂膜四層時，可得到連續(xù)致密膜，此時膜的光催化效果最好，涂膜五層時，膜中TiO2顆粒發(fā)生團聚，膜的質(zhì)量下降。采用水溶性殼聚糖含量為0.04 wt%的涂膜液涂膜三層得到連續(xù)致密膜，此時膜的光催化效果最好，涂膜四層時，膜中TiO2顆粒發(fā)生團聚，膜的質(zhì)量下降。
　　2.煅燒溫度的影響。隨著煅燒溫度的升高（550 ℃-700 ℃），薄膜中催化劑顆粒迅速增大，光催化活性降低。在span80系列薄膜中，當(dāng)span80的

4、含量為0.3 wt%，涂膜四次，在600 ℃下煅燒得到的薄膜，TiO2粒徑最小，光催化效果最佳。在水溶性殼聚糖系列薄膜中，當(dāng)水溶性殼聚糖含量為0.04 wt%，涂膜三次，在550 ℃下煅燒制得的薄膜，TiO2粒徑最小，光催化效果最佳。
　　3.煅燒時間的影響。隨著煅燒時間延長（0.5 h-3 h），結(jié)晶度逐漸增加，顆粒尺寸增大。在span80系列薄膜中，當(dāng)span80含量為0.3 wt%，涂膜四次，并在600 ℃下煅燒1 h得到的

5、薄膜，光催化效果最佳。在水溶性殼聚糖系列薄膜中，當(dāng)水溶性殼聚糖含量為0.04 wt%，涂膜三次，并在550 ℃下煅燒1h制得的薄膜，光催化性能最優(yōu)。
　　4.添加劑含量的影響。涂膜液中span80的含量為0 wt%-0.4 wt%，涂膜四次，并在600 ℃下煅燒1 h制得的span80系列薄膜。當(dāng)其添加量為0.3 wt%，TiO2顆粒的粒徑最小，為13.2 nm，比表面積為99 m2g-1，光催化降解率最高，達55.23%；，涂膜