超親水避光保持性TiO2改性膜的制備與性能研究.pdf

1、本文通過溶膠-凝膠法和蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝法,采用浸漬.提拉法在普通玻璃片上制備超親水避光保持性TiO2改性膜。考察了化學(xué)改性法和物理改性法對TiO2超親水避光保持性的影響。以水滴接觸角表征薄膜親水性,采用XRD、SEM、AFM、XPS、PL、TG等測試方法表征TiO2薄膜的微觀性能,建立成分-結(jié)構(gòu)-性能間的關(guān)系,初步探討TiO2薄膜避光超親水性喪失的因?yàn)?。通過本文的研究工作,主要得出如下結(jié)論:
　　 1.銳鈦礦型比金紅石型TiO2具

2、有更好的超親水避光保持性,摻雜Fe、Cr、Co降低薄膜帶隙能和光生電子、空穴的復(fù)合率,TiO2薄膜避光超親水性也有所提高。其中Co／TiO2薄膜的超親水避光保持性最佳。
　　 2.選擇PEG400和PEG2000作為改性高分子添加劑制備了不同表面粗糙度的TiO2薄膜,并考察了兩種分子量復(fù)合制備的薄膜的超親水避光保持性。AFM表征顯示,三種復(fù)合方式均提高了TiO2薄膜表面粗糙度,TiO2薄膜避光超親水性隨表面粗糙度增加而提高。其中

3、復(fù)合方式-1薄膜的表面粗糙度較大,達(dá)到2.4562 nm,薄膜超親水避光保持性優(yōu)于其他薄膜。
　　 3.通過控制焙燒溫度,調(diào)節(jié)原料配比水解比H、抑制比p、TiO2與模板劑比s值控制合成介孔TiO2薄膜?？疾炝私榭譚iO2對薄膜超親水避光保持性的影響。在所制備孔徑范圍內(nèi),TiO2薄膜超親水避光保持性隨焙燒溫度的升高而降低,隨孔徑增大而提高。當(dāng)焙燒溫度為350℃,H=15,p=2,s=188時,所制備的TiO2薄膜孔徑最大,為10.

4、2 nm,薄膜超親水避光保持性較優(yōu),避光12 h后,接觸角仍僅為4.30°。
　　 4.通過將化學(xué)改性與物理改性結(jié)合發(fā)現(xiàn),粗糙表面-Co摻雜組合提高薄膜超親水避光保持性。而介孔結(jié)構(gòu)-Co摻雜組合并未提高薄膜超親水避光保持性。
　　 5.摻雜Co元素,降低TiO2薄膜粒徑,提高表面粗糙度,增大介孔孔徑,能夠提高TiO2薄膜避光超親水保持性。提高光催化活性有利于提高TiO2薄膜避光親水性。TiO2薄膜超親水避光保持性喪失的因