鈦酸鍶薄膜的溶膠凝膠旋涂法制備工藝及光催化性能研究.pdf

1、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鈦酸鍶是一種很有前途的光催化降解有機(jī)物的材料。在對鈦酸鍶光催化劑的制備和光催化降解亞甲基藍(lán)活性的研究中發(fā)現(xiàn)，鈦酸鍶粉末催化劑的重復(fù)利用低，一次利用不利回收，而薄膜催化劑一次利用以后容易回收，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略;為了進(jìn)一步清楚熱處理過程對薄膜結(jié)構(gòu)及其光催化降解亞甲基藍(lán)性能的影響，對其研究是很必要的;為了進(jìn)一步了解在摻雜改性方面對光催化提高的一些現(xiàn)象，研究摻雜及沉積元素在薄膜催化劑中的存在形式及其在影響光催化降解亞甲基藍(lán)的性能很

2、有必要。
　　本文采用溶膠凝膠旋涂法制備了鈦酸鍶薄膜、摻Zn2+鈦酸鍶薄膜及其表面沉積Ag的薄膜樣品。研究了熱處理過程對鈦酸鍶薄膜在結(jié)晶率、雜質(zhì)含量和表面形貌等結(jié)構(gòu)方面的影響并研究了保溫時間對其光催化降解亞甲基藍(lán)活性的影響;研究了摻雜和表面沉積對鈦酸鍶薄膜結(jié)構(gòu)及其光催化活性的影響;研究了薄膜催化劑在不同條件下光催化降解活性的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:
　　1.熱處理對鈦酸鍶薄膜的結(jié)構(gòu)及光催化活性的影響很大。其中，退火溫度在85

3、0℃時，所制備的鈦酸鍶薄膜的結(jié)晶率高且薄膜含有的雜質(zhì)較少;升溫速率的改變對薄膜的結(jié)晶率影響不大，而降溫速率影響著薄膜的表面形貌，其中隨爐冷卻的表面形貌與空氣中冷卻的表面形貌最大的區(qū)別是沒有大裂紋和表面結(jié)構(gòu)規(guī)則走向的的出現(xiàn);在保溫時間為30min時，薄膜表面形貌的圓狀結(jié)構(gòu)較淺，層次感較弱;保溫60min時表面的圓狀結(jié)構(gòu)深，層次感最強(qiáng)。光催化實驗也發(fā)現(xiàn)在保溫60min時，具有最高的催化活性。
　　2.表面沉積Ag原子的實驗并不改變薄膜

4、其他元素的價態(tài)結(jié)構(gòu)，但是對薄膜的表面形貌的影響及與環(huán)境中相互關(guān)系的改變較大。摻雜量對光催化活性影響較大，其中摻Zn2+量在摩爾質(zhì)量1％為最佳摻雜量;表面沉積Ag的鈦酸鍶薄膜能較大提高其光催化活性。
　　3.薄膜的光催化活性隨PH值的增大而增強(qiáng)，隨亞甲基藍(lán)初始濃度的增大而減弱，溶液中適量水溶性金屬的加入能提高薄膜的光催化活性，預(yù)吸附時間的長短對薄膜的光催化活性影響不大。在薄膜重復(fù)利用方面，雖然摻Zn2+及表面沉積Ag的薄膜催化劑在初