納米TiO-,2-及TiO-,2--ZnO光催化材料的制備與性能研究.pdf

1、納米TiO2具備優(yōu)良的光催化性、雙親性、機(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性，可以廣泛應(yīng)用于污染治理、室內(nèi)空氣凈化、自清潔涂層等方面，是近年來光化學(xué)和光催化領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。目前，TiO2在應(yīng)用中還存在光能利用率低、光激子復(fù)合率高、易發(fā)生光腐蝕等缺點(diǎn)，進(jìn)行半導(dǎo)體復(fù)合可以提高TiO2的各項(xiàng)功能特性。 本論文采用溶膠一凝膠法制備了納米TiO2、ZnO和TiO2-ZnO粉體，用自制的旋涂制膜裝置在玻璃基底上制備了納米TiO2、ZnO和TiO2-ZnO薄

2、膜，利用X型射線分析(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)、電子透射電鏡(SEM)等表征手段，對樣品的物相、晶型、粒度、成份含量、形貌、粗糙度等特性進(jìn)行了表征。 以甲基橙溶液作為光降解物，比較了TiO2薄膜和不同ZnO復(fù)合量的TiO2-ZnO薄膜的光催化性，系統(tǒng)地研究了工藝參數(shù)對TiO2、TiO2-ZnO薄膜光催化性的影響。研究結(jié)果表明ZnO的復(fù)合對TiO2薄膜的光催化性起促進(jìn)作用，ZnO復(fù)合量為8％的復(fù)合薄膜光催化性最佳，此時(shí)對甲

3、基橙溶液的降解率提高了9％。薄膜光催化性受煅燒溫度、退火時(shí)間、膜層的影響，其中煅燒溫度和膜層對光催化性的影響較大，退火時(shí)間影響相對較小。 以苯作為油模擬物，考查了TiO2、TiO2-ZnO薄膜的親油性，發(fā)現(xiàn)在紫外光照射下，水和苯會浸潤在TiO2、TiO2-ZnO薄膜表面，表明兩者具有良好的雙親性，且ZnO的復(fù)合提高了TiO2薄膜的雙親性，ZnO復(fù)合量為6％的復(fù)合薄膜雙親性最佳；考查了不同工藝參數(shù)制備的TiO2、TiO2-ZnO薄

4、膜的雙親性，研究了薄膜物相、成份含量、粒徑、形貌、表面粗糙度對雙親性的影響。對薄膜進(jìn)行表面熱處理、熱水處理和HCl處理，分析討論了各種處理方式對TiO2、TiO2-ZnO薄膜雙親性的影響。 采用粘貼一撕拉法測定TiO2、TiO2-ZnO薄膜的附著力，利用SEM觀測劃痕處和粒子形貌，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析了納米薄膜在玻璃表面的附著機(jī)制，認(rèn)為薄膜與玻璃基底間的附著力的主要是由結(jié)晶粒子與基底產(chǎn)生的物理吸附和化學(xué)吸附作用形成，其中化學(xué)鍵力為主