納米TiO-,2-水溶膠的制備與性能研究.pdf

1、哥本哈根會議的召開使環(huán)境問題以及能源問題又進(jìn)一步引起了人們的關(guān)注，納米技術(shù)從開始到現(xiàn)在都在不斷地為科研提供新的活力，目前人們也正在利用納米技術(shù)來解決環(huán)境中的問題。納米TiO2是一種多功能的半導(dǎo)體材料，因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸堿性能好，對生命體無毒無害，因而得到了廣泛關(guān)注。目前在科研領(lǐng)域有關(guān)TiO2的研究主要有兩個方面，其一是利用納米TiO2制備染料敏化電池（DSSC），其二是將TiO2制成光觸媒來降解污染物及治理環(huán)境污染。染料敏化電池是一

2、種新型光化學(xué)太陽能電池，它制作工藝簡單、成本低、性能穩(wěn)定、對環(huán)境友好，因而具有良好的應(yīng)用前景。光觸媒是一種納米級的金屬氧化物材料（通常為TiO2），將它涂布于材料表面，在光照的作用下能有效地降解空氣中有毒有害氣體，殺滅多種細(xì)菌，并能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理，同時還具備除臭、抗污等功能。依據(jù)TiO2的半導(dǎo)體性質(zhì)及其固有的理化特點，本實驗第一部分利用分步水解法制備了一系列TiO2水溶膠，并由此為原料制作了染料敏化電池所需的光

3、電極。這種光電極的結(jié)構(gòu)特點是一種三明治結(jié)構(gòu)的復(fù)合性摻雜的二氧化鈦薄膜，以植物葉綠素為敏化劑組裝太陽電池，用XRD、AFM對晶型和表面形貌進(jìn)行表征分析并研究其光電性能。第二部分采用常溫絡(luò)合的方法制備出一種無色透明納米TiO2光觸媒水溶膠。利用激光粒度分析儀，紫外可見分光光度計對材料粒徑與光吸收性能進(jìn)行了測試和評價，并進(jìn)行了光觸媒對酸性紅3R染料的降解實驗。
　　 實驗證明復(fù)合性摻雜方式制作的光電極較大的提高了染料敏化電池的光電性能

4、，其中以Fe-Ti-V這種摻雜方式制備的電池效果同比最佳。以天津市光學(xué)儀器廠GY－1型溴鎢燈為光源采用深圳先霸電子儀器有限公司XB-2002型萬用表為測量工具測得電池開路電壓和短路電流分別為602 mV和430μA。用所制備的無色透明光觸媒水溶膠降解酸性紅3R實驗表明，在太陽光照射下，80 min可以將100 mg/L的酸性紅3R降解95％以上，證明此種光觸媒有較好的光催化效果，并且這種光觸媒性能穩(wěn)定、制作工藝簡單、具有良好的應(yīng)用價值。