透明納米氧化鈦功能薄膜的低溫制備及性能研究.pdf

1、本文通過正交試驗優(yōu)化了TiCl4水解制備光活性納米氧化鈦溶膠的工藝條件，將該溶膠應(yīng)用于透明聚合物-聚碳酸酯(PC)板表面，低溫制備光催化超親水透明薄膜，并詳細(xì)研究了其結(jié)構(gòu)和性能。本文還對傳統(tǒng)的溶膠-凝膠工藝進行了改進，低溫制備了納米晶氧化鈦薄膜，該薄膜能有效去除甲醛等空氣污染物。 1.采用TiCl4水解反應(yīng)體系，用正交試驗設(shè)計實驗方案，確定了納米氧化鈦溶膠的最佳制備條件，采用XRD、TEM、TG-DSC、BET等手段對樣品進行表

2、征，并通過亞甲基蘭的降解評價樣品的光催化活性，通過對涂膜表面接觸角的測定表征樣品的親水性。結(jié)果表明：pH和溫度是影響樣品晶相組成的主要原因；納米TiO2溶膠制備最佳條件為：pH=1、反應(yīng)溫度75℃、反應(yīng)時間3小時、水/TiCl4體積比為15.6：1；所制樣品粒徑11nm左右，為銳鈦礦相和金紅石相的混晶，其中金紅石相含量為40％，該樣品具有較高的光催化活性。文中還分析了TiCl4水解過程中氧化鈦晶核形成及生長機理。 2.采用3-A

3、PS和TEOS的共水解產(chǎn)物作為底涂層，TEOS和KH550共水解產(chǎn)物與氧化鈦溶膠混合物作為涂布液，研究制備工藝條件對薄膜性能的影響，采用XRD、SEM、AFM和XPS等手段對薄膜進行表征，評價了薄膜的親水/親油性、防霧性能和透光性能，初步探討了薄膜表面的超親水機理，通過氣相SO2的降解評價薄膜的光催化活性。結(jié)果表明，在90℃左右烘干2h，經(jīng)紫外光激發(fā)3h，涂膜3層后可在PC板表面低溫制備超親水薄膜。該薄膜表面均勻平整，無裂痕，透光率在8

4、4％左右，與水的接觸角最小可達4.4°，與液體石蠟接觸角最小為6°，具有良好的超親水和抗霧性能，對SO2的光催化降解率達98％以上。經(jīng)XPS分析表明，由于薄膜表面形成了Ti-O-Si化學(xué)鍵的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)模型，提高了固載化的牢固性。 3.改進傳統(tǒng)溶膠-凝膠法制備制膜工藝，低溫制備透明納米晶氧化鈦薄膜。采用SEM、AFM和XRD對薄膜表面進行表征，通過甲醛降解實驗評價薄膜凈化空氣性能。結(jié)果表明，該薄膜外觀透明，主要為銳鈦礦型結(jié)構(gòu)，表面均