具有防雾、自清洁功能的TiO_2光催化薄膜性能研究

【摘要】： 本文根据大量国内外文献,对二氧化钛光催化亲水性材料的发展以及研究现状进行评述,对二氧化钛薄膜亲水性原理以及制备工艺做了分析讨论。成功制备了TiO_2薄膜、TiO_2-SiO_2薄膜,TiO_2-SiO_2-WO3薄膜,实验结果表明:SiO_2、WO3的加入对TiO_2薄膜亲水性具有不同程度的改善,其中TiO_2-SiO_2-WO3复合薄膜效果最佳。 采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上成功制备了具有防雾、自清洁功能的TiO_2薄膜,设计制作了镀膜装置,确定了制备TiO_2薄膜的最佳工艺条件。研究了焙烧温度、镀膜层数、焙烧升温速度等影响因素对二元TiO_2-SiO_2复合薄膜亲水活性的影响。实验结果表明,焙烧温度为500℃,镀膜层数为3层,焙烧升温速度为5℃/min,SiO_2与TiO_2摩尔比为1:4时,所制得TiO_2二元复合薄膜具有较高的亲水活性。 通过正交实验设计对TiO_2-SiO_2-WO_3三元复合薄膜的亲水性进行研究。实验结果表明:SiO_2加入量10mL、焙烧温度500℃、WO3加入量0.8mL、升温速率5℃/min时,可以制备具有超亲水性的TiO_2复合薄膜,并具有较好的防雾效果。研究了TiO_2-SiO_2-WO_3三元复合薄膜在暗处的维持性,实验表明:三元复合薄膜在暗室中维持超亲水性的时间可以达到5天。 研究不同甲基橙初始浓度、混合比例、紫外光照射时间等制备工艺对二氧化钛光催化活性的影响,通过对甲基橙的降解情况说明二氧化钛薄膜具有较好的光催化活性。