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文檔簡介
1、TiO2作為一種半導體光催化材料,具有效率高、能耗低、無毒、穩(wěn)定性好等優(yōu)點,在環(huán)境污染治理方面應用前景廣闊。其中,TiO2薄膜由于能通過在多種基材上的負載應用,克服粉體型TiO2易聚集、難回收等問題,受到了廣泛關注。近年來,隨著TiO2薄膜在工程塑料,有機涂層等不耐熱或大面積難以加熱材料表面應用需求的增加,其低溫制備成為該領域研究的熱點。
本文對TiO2薄膜的低溫制備及應用進行了研究,提出利用以TiO2納米晶溶膠為主要成分
2、的有機/無機復合涂膜液,低溫負載制備TiO2薄膜的研究課題。論文以價格低廉的TiOSO4無機鹽為前驅體,采用膠溶法制備TiO2納米晶溶膠,并設計TiO2納米晶溶膠/醋丙乳液、TiO2納米晶溶膠/有機硅溶膠復合體系,解決單一TiO2納米晶溶膠涂膜不均勻、薄膜附著力欠佳等應用問題。主要研究工作包括以下幾個方面:
(1)TiO2納米晶溶膠的制備及優(yōu)化研究
以價格低廉的TiOSO4為原料,采用沉淀.膠溶工藝,研究了酸
3、性和中性兩類TiO2納米晶溶膠的制備方法,重點考察了溶膠制備條件對TiO2結晶度、粒徑大小以及溶膠光催化活性的影響。優(yōu)化的酸性TiO2溶膠制備條件為:水浴膠溶溫度60℃,水浴膠溶時間6h,HNO3的添加量H+:Ti4+=4。優(yōu)化的中性TiO2溶膠制備條件為:pH=7~8,水浴溫度65℃,水浴時間4h,H2O2的添加量為H2O2:Ti4+=16。酸性和中性兩類TiO2納米晶溶膠的對比研究表明,酸性TiO2溶膠在溶膠穩(wěn)定性及光催化活性方面均
4、優(yōu)于中性TiO2溶膠。
(2)TiO2/醋丙復合薄膜制備及性能研究
選擇醋丙乳液與TiO2納米晶溶膠復合,著重考察了復合體系中TiO2用量對薄膜結構與性能的影響。結果表明:TiO2納米晶溶膠/醋丙乳液復合體系具有較高的穩(wěn)定性和良好的成膜特性;涂膜后,隨TiO2含量的增大,薄膜表面的TiO2粒子增多,薄膜粗糙度增大;當復合薄膜中添加的TiO2溶膠濃度由0.1mol/L提高到0.3mol/L時,紫外光激發(fā)下復合薄
5、膜對羅丹明B的分解率由53.8%提高到了78.8%,對水的接觸角由66°降低到50°。
(3)TiO2/有機硅復合薄膜制備及性能研究
采用膠溶法制備以醇為主要溶劑的TiO2納米晶溶膠,并與有機硅溶膠進行復合。在此基礎上,開展復合溶膠在聚碳酸酯板(PC板)表面的涂膜研究,主要考察了TiO2溶膠添加量、TiO2溶膠濃度以及涂膜層數對復合薄膜結構與性能的影響。結果表明:TiO2溶膠添加量為40wt%時,復合溶膠的成
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