常溫固化納米TiO-,2-自清潔薄膜的制備.pdf

1、本文針對當(dāng)前TiO2薄膜的低溫制備及固化技術(shù)相對落后的研究開發(fā)現(xiàn)狀，以及當(dāng)前自清潔薄膜制備工藝復(fù)雜、能耗大的弊端，對溶膠-凝膠法低溫制備TiO2薄膜工藝進(jìn)行改進(jìn)，常溫固化制得具有較高光致性能的透明TiO2-SiO2自清潔薄膜，薄膜與基板附著力強(qiáng)。 以TiC14、氨水、H2O2等為原料，通過水解、沉淀、膠溶、絡(luò)合、回流等步驟低溫制備納米TiO2水溶膠。采用正交試驗(yàn)法，以水溶膠對甲基橙的降解率為考察指標(biāo)，對TiO2水溶膠低溫制備工藝

2、進(jìn)行優(yōu)化，并研究各因素對水溶膠光催化活性的影響。結(jié)果表明：pH值對水溶膠光催化活性的影響最顯著，其次是回流溫度、回流時(shí)間，TiC14與加入的蒸餾水體積比的影響最小。推薦優(yōu)選工藝條件是pH值8～9、回流溫度80℃、回流時(shí)間8～10h、TiC14與加入的蒸餾水體積比1:100。 制備的水溶膠采用χ射線衍射、掃描電鏡、紫外-可見光吸收光譜等測試手段進(jìn)行表征。結(jié)果表明：水溶膠中含有納米針銳鈦礦型晶粒，晶粒沿銳鈦礦晶格c軸擇優(yōu)生長，形貌一

3、致、分散性好；水溶膠的吸收邊紅移至470nm；隨回流時(shí)間的延長和回流溫度的升高，水溶膠中銳鈦礦型晶粒長大，水溶膠的光催化活性先提高再降低；80℃回流10h的水溶膠光催化活性最好，25W紫外燈照射下對10mg/l甲基橙溶液60min降解率達(dá)到87.7％。 采用環(huán)境掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡、傅立葉變換紅外光譜、紫外-可見光吸收光譜等測試手段對浸漬-提拉法室溫下在玻璃基板上制得的薄膜進(jìn)行測試。結(jié)果表明：薄膜中粒子分布均勻，無孔洞，

4、無龜裂；薄膜中顆粒粒徑比水溶膠中TiO2粒子粒徑大得多，且形貌發(fā)生了變化，由針狀變成了類球狀；可見光區(qū)，TiO2薄膜透過率均大于80％，熱處理使薄膜中粒子團(tuán)聚或長大，會對薄膜透過率、光致性能產(chǎn)生不利影響；可見光區(qū)，TiO2-SiO2系列薄膜透過率均大于75％，SiO2含量(mol％)為20％的薄膜透過率接近100％；Tio2-Sio2系列薄膜中，TiO2和SiO2分別單獨(dú)成相，并有Ti-O-Si鍵形成，存在部分復(fù)合氧化物；薄膜表面呈現(xiàn)峰