自組裝FeOOH-TiO-,2-納米膜光催化降解有機物實驗研究.pdf

1、近年來，新型高效環(huán)保材料成為當(dāng)前治理環(huán)境問題的研究熱點之一。在多相催化領(lǐng)域，納米TiO2是典型的光催化劑，廣泛應(yīng)用于有機物降解、殺菌、空氣、水的凈化等方面。FeOOH具備良好的吸附性能，其光響應(yīng)的波長在自然光區(qū)，能夠較好的利用自然光對環(huán)境中的有機物進(jìn)行光催化降解。目前，TiO2的復(fù)合材料成為研究熱點，納米TiO2和相對窄的帶隙能半導(dǎo)體的復(fù)合能減小其禁帶寬度，擴展光響應(yīng)能至可見光范圍內(nèi)，提高光能利用率和復(fù)合材料的光催化性能。以石英玻璃片為

2、基體制備納米FeOOH/TiO2復(fù)合材料，一方面能實現(xiàn)薄膜材料的固定，提高光催化劑的利用率；另一方面，兩種材料的復(fù)合能提高對自然光的利用率。本實驗研究了FeOOH/TiO2納米薄膜的制備、表征及其光催化活性，為實現(xiàn)薄膜制備及應(yīng)用從小型實驗室研究向工業(yè)化應(yīng)用邁進(jìn)提供了理論依據(jù)和指導(dǎo)作用。
　　 本文介紹了采用分子自組裝方法，以SH為功能團、石英玻璃片為基底，低溫液相反應(yīng)體系中制備納米FeOOH/TiO2復(fù)合薄膜。并以甲基橙為目標(biāo)物

3、，探討了不同實驗因素對FeOOH/TiO2光催化活性的影響，最后對FeOOH/TiO2薄膜的失活現(xiàn)象與原因以及薄膜的再生方法進(jìn)行了探討。論文的主要研究進(jìn)展如下：
　　 (1)通過分子自組裝方法制得FeOOH/TiO2薄膜，利用高分辨透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡對該復(fù)合薄膜進(jìn)行表征，最終確定TiO2為銳鈦礦結(jié)構(gòu)，F(xiàn)eOOH為針鐵礦(a-FeOOH)結(jié)構(gòu)，并判斷FeOOH與TiO2為層狀-島狀式生長。
　　 (2)通過膠帶

4、削離、超聲以及沖洗實驗定性地對比分析了分子自組裝法與溶膠-凝膠法制備的FeOOHdTiO2與石英玻璃片間的附著力大小，說明了分子自組裝法制備的FeOOH/TiO2與石英玻璃片附著力較強。
　　 (3)以甲基橙為目標(biāo)物，通過幾組光催化對比實驗，探討了薄膜制備時間、光源能量、H2O2、目標(biāo)物濃度、薄膜復(fù)合作用等因素對FeOOH/TiO2的光催化活性的影響。FeOOH/TiO2(其中，TiO20.0073g，F(xiàn)eOOH0.0009g)

5、具有最高光催化活性下的最優(yōu)實驗條件為：制備TiO2的最佳反應(yīng)時間為4h，甲基橙溶液濃度為1mg/L。可見光下，F(xiàn)eOOH/TiO2光催化1mg/L甲基橙溶液6h，脫色率達(dá)99.7％。
　　 (4)FeOOH/TiO2薄膜經(jīng)重復(fù)利用20次后，其對甲基橙溶液光催化6h后的脫色率由99.7％降至42.5％，其活性喪失近一半。
　　 (5)真空和酸處理均能在一定程度上能實現(xiàn)FeOOH/TiO2的再生。FeOOH/TiO2經(jīng)真空處