納米鎢雜TiO2負載棉織物的微波法制備及光催化性能.pdf

1、微波加熱因具有可實現(xiàn)分子水平上的加熱，加熱均勻、快速且溫度梯度小，加熱無滯后效果，可對混合組分進行選擇性加熱等優(yōu)點而成為人們研究的熱點，逐漸廣泛的應(yīng)用于材料加工與合成等領(lǐng)域。雖然納米TiO2作為光催化劑具很多優(yōu)點，但是目前納米TiO2在紡織品上的應(yīng)用仍存在著較多問題，如光響應(yīng)范圍窄、在水溶液中分散性差、與織物結(jié)合牢度差等，這些問題都限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。針對納米TiO2上述缺陷并結(jié)合微波加熱的優(yōu)點，本論文采用微波加熱的方式通過摻雜鎢來改

2、性TiO2開展了一系列相關(guān)實驗的研究。內(nèi)容涉及TiO2、W-TiO2粉體的制備，棉織物負載W-TiO2的制備及其光催化降解染料。
　　采用價格低廉的(NH4)2TiF6為鈦原料，鎢酸鈉和鎢酸銨作為鎢源在微波加熱的條件下制備TiO2、鎢摻雜的銳鈦礦(W-TiO2)。研究了(NH4)2TiF6和H3BO3的摩爾比、微波加熱溫度、鎢源、鎢摻雜比例等因素對TiO2晶型的影響。結(jié)果表明:(NH4)2TiF6和H3BO3的混合比例、微波加熱溫

3、度、時間、不同鎢摻雜量以及不同鎢源摻雜對TiO2晶型沒有影響。通過控制適宜的反應(yīng)條件，無需高溫煅燒，低溫常壓條件下就可以制備出結(jié)晶度高的球形銳鈦礦相二氧化鈦。
　　通過光催化降解有色有機污染物來檢測制備粉體的光催化活性。選取陽離子染料羅丹明B和陰離子染料活性艷藍KN-R作為代表，來模擬有色有機污染物。分別研究了在光催化降解兩種染料時，鎢摻雜量、光照時間、催化劑用量、染料的初始濃度等因素降解對光催化劑活性的影響。結(jié)果表明:鎢摻雜量、

4、光照時間、催化劑用量、染料的初始濃度等因素都對光催化劑活性有很大的影響。光催化降解兩種染料時，與未摻雜的TiO2相比，W-TiO2光催化活性都有大幅度提高，鎢的最佳摻雜比都是5％。不同的染料需要不同的光催化反應(yīng)條件。5×10-5mol/L的羅丹明B的最佳降解條件是:溶液最初pH為4，光照60min，5％W-TiO2光催化劑用量是0.8g/L。6×10-5mol/LKN-R的最佳降解條件是:溶液最初pH為2，光照90min，5％W-TiO

5、2光催化劑用量是1.5g/L。
　　采用微波輔助低溫原位合成法成功制備了負載鎢摻雜二氧化鈦的棉織物，并通過降解羅丹明B實驗研究，研究了前驅(qū)體濃度、鎢摻雜量、微波反應(yīng)時間及溫度對織物光催化性能的影響。制備負載鎢摻雜二氧化鈦棉織物的最優(yōu)工藝是:前驅(qū)體濃度為0.05mol/L，95℃微波加熱45min，鎢的最佳摻雜比例是5％。
　　通過微波輔助低溫原位合成制備W-TiO2/棉織物(95℃微波加熱45min)，讓W-TiO2在生成過

6、程中直接與棉織物相結(jié)合，在對TiO2改性的同時也加強了與棉織物之間的結(jié)合。測試結(jié)果表明:W-TiO2顆粒緊密的吸附在棉織物的表面并形成一層緊密的薄膜，有優(yōu)異的耐洗性和耐磨性，多次循環(huán)使用后的光催化性能基本與第一次使用時相同。此方法制備的W-TiO2/棉織物的機械強力保留率很高，微波處理方式對織物基本沒有損傷，不影響織物的應(yīng)用要求。
　　本課題采用微波輔助低溫原位合成法制備W-TiO2/棉織物，制備過程簡單快速，可以節(jié)省能源，可以賦