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《青岛科技大学》 2006年
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锐钛矿型纳米TiO_2溶胶的低温制备、表征及应用

吕新莲  
【摘要】:近年来,光催化活性TiO_2已成为研究的热点,人们在其去污、除臭及净化废水和空气等方面进行了广泛的研究,但是在光催化活性TiO_2和TiO_2膜的制备过程中高温煅烧工序必不可少,限制了TiO_2的广泛应用。所以,如何在不需要高温煅烧的情况下就能制备出具有光催化活性TiO_2及TiO_2膜是一项极具应用前景的研究工作。本论文即是针对这一点展开研究。 首先,本论文以价廉的TiCl_4为原料,采用两步法,在低于100℃条件下制备出了TiO_2溶胶,通过XRD和TEM测试分析表明,此溶胶中TiO_2颗粒呈单—锐钛矿晶相结构,且TiO_2粒度小于10nm。在太阳光照条件下,通过对染料的降解试验测试其光催化性能。结果显示,TiO_2溶胶对染料的降解率达到91.5%,具有较好的光催化性能。并通过在不同pH值环境中放置试验考察了TiO_2溶胶的稳定性,结果显示,在中性和弱酸性环境中具有良好的稳定性。 第二,改变制备条件制得一系列TiO_2溶胶,通过XRD、TEM、(UV-vis)和对染料的光催化降解试验研究了各种制备条件对TiO_2溶胶内部结构和性能的影响。通过正交试验法,确定出锐钛矿型纳米TiO_2溶胶的最佳制备条件。通过对染料的降解试验和对新鲜馒头片的抗菌试验测试其催化性能。结果显示,最佳条件下制备的TiO_2溶胶对染料的降解率可达99.1%,对新鲜馒头具有良好的抗菌作用,具有理想的光催化性能。同时对锐钛矿型TiO_2的形成机理进行了探讨。 第三,本论文直接将玻璃弹簧载体浸渍于TiO_2溶胶中,然后烘干即可得到负载型的TiO_2,通过对染料的光催化降解试验测试其光催化性能。结果表明,浸渍4次时TiO_2膜具有最好的光催化活性,在太阳光强较弱时对染料的降解率即可接近100%,在一定温度范围内干燥温度升高TiO_2膜的催化活性降低。通过考察TiO_2膜在光降解染料试验中重复利用的次数发现TiO_2膜具有一定的牢固性。 最后,采用分层镀膜的方式,先在玻璃弹簧载体上用溶胶-凝胶法镀SiO_2膜,再用浸渍-干燥的方法将锐钛矿型TiO_2溶胶镀膜于SiO_2膜上,通过对染料的光降解试验发现,在TiO_2量合适的情况下,此复合膜较单—TiO_2膜的光催化性能好;浸渍TiO_2溶胶3次时复合膜的光催化活性最好。
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB383.1

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