二氧化鈦基自清潔薄膜的光催化性能和親水性研究.pdf

1、本文采用無(wú)機(jī)溶膠凝膠法制備了具有可見(jiàn)光催化活性的TiO2基自清潔薄膜，主要通過(guò)金屬改性調(diào)控TiO2晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌及能帶結(jié)構(gòu)等微觀結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)提高TiO2薄膜可見(jiàn)光催化性能的目的；通過(guò)聚乙二醇改性及SiO2復(fù)合改變TiO2薄膜的表面化學(xué)性質(zhì)的方法，以實(shí)現(xiàn)提高TiO2薄膜親水性能的目的。
　　 以TiOSO4·nH2O為鈦源，NH4VO3為釩源采用溶膠凝膠法制備了釩摻雜TiO2薄膜，隨著釩摻雜量的升高，TiO2薄膜中晶粒形狀由紡

2、錘狀變?yōu)榍蛐?，晶粒尺寸變小，?dāng)釩摻雜量達(dá)到10 mol％時(shí)，薄膜的物相組成為銳鈦礦和金紅石相的混晶結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)的可見(jiàn)光催化活性最好。采用光化學(xué)沉積的方法制得貴金屬修飾TiO2薄膜，其可見(jiàn)光催化活性都獲得不同程度的提高，其中Ag/TiO2和Pd/TiO2薄膜的可見(jiàn)光催化活性較好。當(dāng)釩摻雜和銀沉積共同改性時(shí)，Ag/10V-TiO2薄膜的光催化活性最好，可見(jiàn)光照6 h后對(duì)甲基橙的降解率達(dá)到76.7％，從摻雜能級(jí)、混晶結(jié)構(gòu)等角度對(duì)于金屬改性提高T

3、iO2薄膜可見(jiàn)光催化活性的機(jī)理進(jìn)行了初步探討。
　　 為了提高TiO2薄膜親水性能，本實(shí)驗(yàn)采用了聚乙二醇(PEG)改性、與SiO2復(fù)合以及硅釩共同改性的方法。結(jié)果表明，PEG-TiO2薄膜和SiO2/TiO2復(fù)合薄膜的潤(rùn)濕角都比純TiO2薄膜明顯降低，由于PEG和SiO2溶膠體系中含有大量·OH，有利于吸附化學(xué)吸附水從而提高TiO2薄膜的親水性能；并且添加適量的SiO2，有利于TiO2薄膜可見(jiàn)光光催化活性的提高，由于SiO2抑制