室温制备TiO2多孔薄膜及其影响因素

将具有锐钛矿晶粒的TiO2溶胶与苯丙乳液混合制得涂膜液,采用浸渍提拉法制备薄膜,利用选择性溶解的方法将薄膜中的苯丙乳液粒子溶解去除,在室温下获得锐钛矿型TiO2多孔薄膜.采用TEM、SEM等分析方法考察了TiO2溶胶添加量、苯丙乳液添加量、涂膜液陈化时间以及乳液粒子溶解去除条件等因素对TiO2薄膜表面形貌的影响.结果表明涂膜液中TiO2溶胶与苯丙乳液添加量的比例影响了孔的形态;涂膜液的陈化时间是影响薄膜表面孔致密程度的关键因素,陈化时间的增长有利于薄膜表面形成较为密集的孔洞;采用超声波能大大提高薄膜中苯丙乳液粒子的去除效率.最后得出了制备TiO2多孔薄膜的较为合适的涂膜液配比及工艺条件：15g TiO2溶胶、0.2g苯丙乳液、10g H2O;涂膜液陈化15d,薄膜浸入甲苯后,超声波振荡10min.     

酸催化剂对TiO2溶胶晶粒形貌及光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为前驱体,常温合成含有一定晶型晶粒的TiO2溶胶,考察了不同种类的酸催化剂对二氧化钛纳米晶形貌和光催化活性的影响.采用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜等测试手段分析样品中纳米晶的微观形貌与结构,并以罗丹明B为目标催化物测试了溶胶的光催化性能.实验发现,酸根对纳米晶的结晶类型有很大的影响盐酸和硝酸作催化剂时,为锐钛矿和板钛矿;硫酸、氢氟酸和醋酸为催化剂时则为锐钛矿.其中,硫酸为催化剂制备的溶胶光催化性能较好.     

锐钛矿TiO2溶胶的光催化反应动力学

采用溶胶-凝胶法制备了具有光催化性能的锐钛矿型TiO2溶胶,并研究了溶胶光催化罗丹明B的反应动力学,发现溶胶的光催化反应过程可分为两个阶段第一阶段为速度较慢的打散罗丹明B分子聚集体的一级反应,第二阶段为速度较快的破坏罗丹明B分子结构的复杂反应.溶胶中锐钛矿晶体的量子效应、比表面积和布朗运动,导致光催化反应体系中同时存在多个不同反应进程的分反应及其后续反应,因此溶胶光催化反应过程较为复杂,可用Boltzmann公式进行数学拟合;而常见的粉体和薄膜的光催化反应过程大多较简单,为零级或一级反应.     

TiO2/SnO2复合薄膜的光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法常温合成含有一定晶型的TiO2溶胶和SnO2溶胶,使用浸渍提拉法在普通载玻片上制备出TiO2/SnO2复合膜。考察了不同SnO2薄膜层数对TiO2/SnO2复合膜光催化活性的影响,并对其光催化活性提高的机理进行了探讨。结果表明,SnO2层的加入能有效提高薄膜的光催化活性,这是由于SnO2的导带电位低于TiO2的导带电位,其价带电位高于TiO2的价带电位,光激发下,TiO2中产生的光生电子注入到SnO2层,有效抑制了薄膜内电子-空穴对的复合,增加了复合薄膜表面空穴的浓度,因而光催化活性得到了显著的提高。     

水性无机光催化涂料的制备及性能研究

通过对水性无机涂料中无机粘结料和填料硅藻土用量的优化,制备了具有较强耐水性和粘结力的水性无机涂料。本文在水性无机涂料中加入一定量的纳米TiO2制备了水性无机光催化涂料,研究了光催化剂的含量和光催化涂料表面结果对光催化性能的影响,并与光催化水丙乳胶涂料的光催化性能进行了对比。结果表明:水性无机光催化涂料表面的片状和孔隙特征结构与水丙乳胶涂料的致密结构相比更有利于光催化反应的进行,当纳米TiO2在水性无机涂料中含量为3%时,光催化效果最佳。     

TiO2/SnO2复合薄膜的低温制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法合成了TiO2溶胶和SnO2溶胶，使用浸渍提拉法在低温下制备出底层为金红石型SnO2，表层为锐钛矿型TiO2的复合膜．考察了不同SnO2薄膜层数对TiO2／SnO2复合膜光催化活性的影响，并对其光催化活性提高的机理进行了探讨．结果表明，SnO2层的加入能有效提高TiO2薄膜的光催化活性，随着SnO2薄膜层数的增加，光催化活性先增大后减小，但始终高于单一的TiO2薄膜．这是由于SnO2的导带电位低于TiO2的导带电位，SnO2的价带电位高于TiO2的价带电位，紫外光照下，TiO2中产生的光生电子注入到SnO2层，SnO2中空穴注入到TiO2层，有效抑制了薄膜内电子-空穴对的复合，增加了复合薄膜表面空穴的浓度，因而光催化活性得到了显著的提高．