釩鐠摻雜TiO-,2-納米復(fù)合粉體的制備及在環(huán)保涂料中的應(yīng)用.pdf

1、TiO<,2>光催化氧化技術(shù)因其具有能耗低、反應(yīng)條件溫和、操作簡便、無二次污染等突出優(yōu)點(diǎn)而日益受到重視.然而銳鈦型TiO<,2>的帶隙能較大(Eg=3.2eV),只有在能量較大的紫外光照射下才能表現(xiàn)出光催化活性,而紫外光在太陽光中所占的比例較小,使得光利用效率較低.此外,光生電子與空穴的復(fù)合幾率也較高,以致于光量子產(chǎn)率較低.這些不利因素均使TiO<,2>光催化氧化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中受到限制.針對TiO<,2>光催化氧化技術(shù)存在的問題,在分

2、析TiO<,2>光催化機(jī)理的基礎(chǔ)上,本文采用金屬離子摻雜改性TiO<,2>光催化劑,以提高光利用效率,降低光生電子與空穴的復(fù)合幾率,提高光量子產(chǎn)率.通過理論分析確定釩離子、鐠離子和釩鐠離子復(fù)合作為摻雜劑.采用溶膠-凝膠法分別制備了TiO<,2>納米粉體以及釩摻雜、鐠摻雜和釩鐠復(fù)合摻雜的TiO<,2>納米復(fù)合粉體,并對所制備的TiO<,2>納米復(fù)合粉體進(jìn)行了熱重-差熱分析(TG-DTA)、X-射線衍射(XRD)分析、透射電子顯微鏡(TEM

3、)分析和X-射線光電子能譜(XPS)分析等測試;重點(diǎn)考察了釩鐠摻雜量、焙燒溫度、焙燒時(shí)間和焙燒升溫速率等制備工藝參數(shù)對摻雜TiO<,2>納米粉體晶型結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸及光催化活性的影響.本文以自制的釩鐠摻雜TiO<,2>納米復(fù)合粉體為填料,加入到苯乙烯-丙烯酸聚合物涂料乳液中,選擇分散劑800作為分散劑,采用2-氨基2-甲基1-丙醇(AMP-95)調(diào)節(jié)體系pH值,制備出新型環(huán)境功能涂料.通過實(shí)驗(yàn)確定了涂料制備的最佳工藝條件:釩鐠摻雜TiO<