不銹鋼表面二氧化鈦復合膜層的制備及其性能研究.pdf

1、近年來，環(huán)境污染中的有機物污染越來越嚴重，而且存在有機物濃度高、生物降解性差和生物毒性等特點。納米TiO2可以利用部分太陽光能，使光催化反應在常溫常壓下進行，具有降解水中污染物、凈化空氣、殺菌和超親水性等方面性能，并且反應速度快、對污染物治理徹底、沒有二次污染等特點，十分符合環(huán)境治理中高效率低消耗的要求。但是粉末狀納米TiO2光催化劑存在易失活、易凝聚、難于分離回收等缺點，給實用化及工業(yè)化帶來一定的困難。克服這一障礙的有效途徑是制備負載

2、型TiO2光催化劑，即二氧化鈦薄膜。本文利用多弧離子鍍技術在304不銹鋼表面滲鍍純鈦膜層，并在純鈦膜層的基礎上，利用微弧氧化技術通過改變微弧氧化電解液成分而形成SnO2摻雜的TiO2/Ti復合膜層，用掃描電鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜儀(XPS)、紫外-可見光光分度計以及電化學工作站等分析手段研究微弧氧化復合膜層的組織結構、化學成分、光催化性能和耐腐蝕性能。主要研究結果如下:
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3、)在304不銹鋼表面多弧離子鍍滲鍍純鈦膜層由滲層和鍍層組成，膜層成分在膜基界面呈梯度過渡，使得膜層與基體具有較好的結合力。
　　(2)微弧氧化處理后膜層表面平整，存在大量孔隙，多弧離子鍍固有的大顆粒對膜層沒有影響。在微弧氧化電解液中添加錫酸鹽后形成的復合膜層的孔隙率增加，孔隙分布也更加均勻，比表面積增大。
　　(3)離子滲鍍Ti和微弧氧化后形成的復合膜層主要有純鈦、銳鈦礦、金紅石以及少量氧化錫等物相組成，隨微弧氧化時間延長和

4、電解質濃度升高銳鈦礦相對含量減少。計算表明所得的二氧化鈦的晶粒尺寸均達到納米級。
　　(4)微弧氧化反應后形成了TiO2-SnO2復合半導體，膜層由滲鈦層、純鈦層和微弧氧化層組成。
　　(5)微弧氧化溶液中適量錫酸鹽的加入有利于復合膜層光催化效率的提高，但過多的SnO2摻雜則導致膜層光催化性能降低。較長的微弧氧化時間，也會使得膜層銳鈦礦型二氧化鈦的相對含量減少，膜層的光催化效率降低。
　　(6)微弧氧化形成的復合膜層的