TiO-,2-功能薄膜的制備及其光催化性能研究.pdf

1、TiO2具有許多不同尋常的特性，因而有著廣泛的應(yīng)用前景。而近年來，TiO2優(yōu)良的光催化性能引起了人們廣泛的研究興趣。通過多種物理的、化學(xué)的方法，人們獲得了不同結(jié)構(gòu)、不同性能的TiO2薄膜，并將其成功的運用到光催化反應(yīng)中去，取得了良好的效果。本論文建立了光催化反應(yīng)的研究裝置，選定以亞甲基藍溶液降解作為光催化反應(yīng)研究體系，并通過粉末狀TiO2為催化劑對此反應(yīng)裝置進行考察。所得結(jié)果證明，此裝置和反應(yīng)體系具有不少優(yōu)點，適合用于對Ti

2、O2薄膜光催化特性的研究。本論文通過溶膠—凝膠法進行TiO2薄膜的制備。得到的薄膜粒子尺寸約為100nm，薄膜透明平整，稍有細小裂紋。對TiO2薄膜的光催化活性評價實驗表明，TiO2薄膜有著比TiO2粉末更好的催化活性，并且由于其實現(xiàn)了TiO2的固定化，大大解決了實驗過程中催化劑的回收利用問題。焙燒溫度、鍍膜層數(shù)都對TiO2薄膜的光催化活性有一定影響。通過控制不同的反應(yīng)溫度，我們得到了亞甲基藍溶液在無/有催化劑條件下的降解

3、規(guī)律，并據(jù)此計算出亞甲基藍降解的反應(yīng)速率常數(shù)及活化能。亞甲基藍溶液在沒有催化劑存在下的降解反應(yīng)速率常數(shù)為k=54.9exp(-16.753/RT)，活化能為16.753kJ/mol；在TiO2薄膜催化下，反應(yīng)速率常數(shù)為k=25.9exp(-14.668/RT)，活化能為14.668kJ/mol；在PEG1.5催化下反應(yīng)速率常數(shù)為k=32.4exp(-14.991/RT)，活化能為14.991kJ/mol。干燥控制化學(xué)添加劑(D

4、CCA)是溶膠—凝膠法制備新型材料中發(fā)展起來的一類添加劑，在凝膠制備中發(fā)揮了很好的作用。我們將DCCA應(yīng)用到TiO2薄膜材料的制備中，發(fā)現(xiàn)DCCA的加入可以明顯優(yōu)化薄膜的品質(zhì)，但在催化性能上，不同DCCA由于其作用機理不同，表現(xiàn)出不同的結(jié)果。以聚乙二醇為添加劑所獲得的TiO2薄膜，其光催化性能有較大提高，當(dāng)添加量為1.5mL時，亞甲基藍的降解率較普通TiO2薄膜提高8.9％，但添加甲酰胺的TiO2薄膜，其催化性能并未發(fā)現(xiàn)有較