基于納米TiO2的光催化自清潔面料的研究.pdf

1、由于光催化自清潔面料具有節(jié)水、節(jié)能、減少化學(xué)洗滌劑用量以及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，引起了研究者的諸多關(guān)注。其中，納米二氧化鈦(TiO2)由于光催化活性強(qiáng)、尺寸小、比表面積大、價(jià)格低廉、制備技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)成為目前廣泛使用的光催化材料。本論文針對(duì)納米TiO2顆粒的表面改性，及其在自清潔面料中的有效負(fù)載率、耐久性和可見(jiàn)光催化活性等主要問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)研究。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.聚酰胺6(PA6)自清潔面料的制備及性能。通過(guò)紫外光輻照結(jié)

2、合超聲分散處理PA6面料，將納米TiO2負(fù)載在面料表面。利用紅外光譜(FT-IR)、掃描電鏡(SEM)、電子能譜(EDS)和X-射線光電子能譜(XPS)等手段考察了納米TiO2負(fù)載的PA6面料表面微觀結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明，納米TiO2與PA6面料之間形成了化學(xué)鍵，有效提高了納米TiO2的負(fù)載穩(wěn)定性，面料經(jīng)過(guò)5次循環(huán)降解甲基橙實(shí)驗(yàn)，其表面的納米TiO2剩余量仍然大于85％。制備的自清潔面料的紫外防護(hù)系數(shù)(UPF)為50+，抗菌率達(dá)99％，

3、其表面水接觸角超過(guò)150°，具有表面超疏水效果。另外，利用聚乙烯醇對(duì)納米TiO2進(jìn)行表面改性，并制備出PVAD-TiO2-PA6自清潔面料，該面料具有更加優(yōu)異的紫外防護(hù)性能、抗菌性能和超疏水效果，且具有優(yōu)異的可見(jiàn)光光催化性能。
　　2.具有高可見(jiàn)光催化活性的Fe摻雜納米TiO2(Fe-TiO2)的制備。以廉價(jià)的四氯化鈦(TiCl4)為鈦源，在低溫條件下制備出金屬摻雜的改性納米TiO2(Fe-TiO2)。利用透射電鏡(TEM)、SE

4、M、X射線衍射（XRD）、紫外漫反射（UV-DRS）等對(duì)Fe-TiO2晶型結(jié)構(gòu)、光催化機(jī)理和光催化性能進(jìn)行系統(tǒng)研究。結(jié)果顯示，F(xiàn)e-TiO2的顆粒尺寸為4-8nm，鐵元素的摻入使納米TiO2的禁帶寬度下降了0.3eV，從而顯著提高了其可見(jiàn)光催化效率，F(xiàn)e-TiO2的可見(jiàn)光催化效率是納米TiO2(Degussa P25)的15.4倍。將Fe-TiO2均勻負(fù)載到棉織物表面，通過(guò)模擬實(shí)際洗滌環(huán)境對(duì)其進(jìn)行洗滌，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)相當(dāng)于實(shí)際洗滌60次的洗滌