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《西北大学》 2010年
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纳米TiO_2光催化薄膜改性及杀菌性能的研究

韩俊  
【摘要】: 纳米TiO2是一种新兴的光催化剂,在光的照射下能产生具有极强氧化还原作用的光生电子空穴对,可以氧化还原它附近任何物质,具有广谱杀菌的性能。近些年来,光催化材料在环保、健康等方面的应用中得到了迅速的发展。 本文首先介绍了纳米TiO2光催化的基本原理,对目前所应用的抗菌剂及如何提高纳米TiO2的光催化性能进行了介绍,之后选择了两个切入点来试图提高纳米TiO2光催化的性能,即Fe3+的掺杂对载Ag纳米TiO2光催化杀菌性能的影响和铯离子掺杂对纳米二氧化钛薄膜光催化性能的影响。主要研究成果如下: 1.在研究共掺杂实验中,先对载Ag纳米TiO2光催化杀菌膜制作工艺进行了分析,初步得出了最优化的工艺参数:溶胶配制摩尔比为,钛酸四丁酯:乙醇:水=1:10:1,添加二乙醇胺为5ml;提拉制膜时,提拉速度4cm/m,烘烤温度为500℃,烘烤时间为1h。在确定基本工艺参数的基础上,考察了共掺杂纳米TiO2薄膜的光催化性能:在荧光灯(表面照度为1500lux)照射下,以Ag+、Fe3+各自最佳掺杂量Ag/Ti+=0.05%,Fe/Ti=0.1%,共同掺入TiO2中时,共掺杂杀菌率最高,并且共掺杂有良好的光催化分解能力。所得TiO2晶型为锐钛矿型,通过Uv—Vis我们可以看出共掺杂在可见光区具有良好的吸收性能。Fe3+是由于拓展了TiO2的吸收范围,而Ag+是由于有效地抑制光生电子空穴的复合,它们两者共同合作从而提高了TiO2薄膜的光催化性能。 2.在研究掺铯实验中,发现掺杂铯离子最佳掺杂量为3‰时,由UV-Vis、XRD表征纳米TiO2薄膜表明:铯掺杂使得TiO2薄膜对UV-Vis光的吸收增大,抑制了锐钛矿型TiO2向金红石型TiO2的转变,并使得TiO2薄膜吸收带边发生红移。 本实验发现共掺杂相对于单种元素的掺杂,光催化性能得到明显提高,共掺杂相对于单掺杂有着更优异的性能,是进一步的研究方向。而被人们忽略的铯离子掺杂也具有较高的光催化性能,出乎于意料之外,是否还有其他研究者所忽略的离子,也具有较强的提高纳米TiO2光催化性能的能力,这值得进一步的研究。
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O484.4

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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