全氟磺酸樹脂-二氧化鈦復合膜制備及光催化性能研究.pdf

1、TiO2是一種最優(yōu)異的光催化材料。這種獨特的性質(zhì)在環(huán)保領域受到廣泛關注,一直是材料領域的各國學研究和應用開發(fā)熱點。由于粉末態(tài)TiO2容易流失,不但造成資源浪費,而且引起環(huán)境污染,因此TiO2的固定化技術是其應用研究的主要任務。目前,TiO2的負載方法主要包括溶膠-凝膠法、沉積法和自主裝成膜法(SA)等。載體多為無機材料,以來源廣、成本低的硅酸鹽為主,其次還有金屬、活性炭等,常見的如玻璃類、陶瓷類、高分子聚合物類、吸附劑類、陽離子交換劑類

2、、金屬類。
　　 本文采用全氟磺酸樹脂為改性劑或載體,制備出各種全氟磺酸樹脂/TiO2復合膜,并通過各種檢測手段研究了復合膜的微觀結構和光催化性能及其穩(wěn)定性。本文主要成果如下:
　　 (1)利用載玻片為載體,通過溶膠一凝膠法,制備了全氟磺酸樹脂/TiO2復合膜。利用XRD、FT-IR和SEM表征了復合膜的結構,并對這種復合膜進行了性能評估。
　　 (2)利用全氟磺酸樹脂薄膜為載體,通過原位溶膠-凝膠法,制備了全氟

3、磺酸樹脂/TiO2復合膜。XRD結果顯示復合膜中全氟磺酸樹脂的晶型保持得很好,二氧化鈦是由銳鈦礦型,板鈦礦型和金紅石型混合存在;復合膜具有一定的光催化能力,紫外光照射1 h,甲基橙的降解率為31.3％。
　　 (3)以銳鈦礦TiO2粉末為原材料,通過全氟磺酸樹脂薄膜重鑄法,成功制備全氟磺酸樹脂/TiO2復合膜。其光催化性能較高,m(TiO2)％=5％的復合膜,紫外光照30 min,甲基橙降解率達到將近60％。TiO2的含量對復合

4、膜的光催化效率并沒有顯著地影響。復合膜經(jīng)過5次光催化實驗之后,仍然保持穩(wěn)定的光催化效率。
　　 (4)TiO2銳鈦礦溶膠為原料,同樣以全氟磺酸樹脂薄膜重鑄技術為基礎制備了全氟磺酸樹脂/TiO2復合膜。結構分析顯示,全氟磺酸樹脂溶液與TiO2溶膠混合時,迅速產(chǎn)生絮凝反應,干燥形成薄膜之后,絮凝顆粒比較均勻地分布在復合膜內(nèi)。XPS和FT-IR分析表明,全氟磺酸樹脂和TiO2顆粒之間存在Ti-O-S鍵和氫鍵作用,全氟磺酸樹脂骨架結構沒