TiO_2薄膜超亲水性研究进展

简述了TiO2薄膜材料的超亲水性机理,概括了制备TiO2薄膜的基本方法有:静电自组装技术、微等离子体氧化法、液相沉积法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、磁控溅射法等;并简要介绍了TiO2薄膜超亲水性材料在自清洁建材、防雾涂层、杀菌消毒等方面的应用现状与发展前景,并展望了今后的研究工作。     

光催化超亲水性TiO_2-SiO_2薄膜的研究

采用溶胶 -凝胶法在普通载玻片上制备了TiO2 -SiO2 复合薄膜 .利用高温显微镜、SEM、红外光谱 (IR)和分光光度计 ,研究了SiO2添加量和镀膜层数对润湿角、薄膜微结构、透过率、光催化活性的影响 .结果表明 :通过在TiO2 薄膜中加入SiO2 ,能显著降低薄膜的润湿角 ,超亲水性状态可以保持很长时间 .低于 3 0 %SiO2 添加量 (以摩尔分数计 ) ,在煅烧过程中对TiO2 锐钛矿相晶粒生长有抑制作用 ,同时 ,光透过率提高 ,光催化活性有所下降 .在薄膜中 ,TiO2 和SiO2 分别单独形成颗粒 ,但有少量Ti—O—Si键形成 ,存在少量的复合氧化物 .当SiO2添加量为 10 %时 ,3层TiO2 -SiO2 薄膜的润湿角接近 0°,光催化活性为光照 2h甲基橙溶液降解率 5 3 % ,其性能最佳 .     

TiO2-SiO2薄膜的光催化活性和超亲水性能

采用溶胶凝胶法在普通玻璃表面制备了均匀的TiO2-SiO2光催化薄膜,并研究了SiO2含量对TiO2光催化性能和超亲水性能的影响。对罗丹明B的光降解实验表明,加入少量的SiO2可提高TiO2薄膜的光催化性能,过多的SiO2降低了TiO2光催化活性,但超新水性的实验则表明,较多的SiO2加入量提高了玻璃表面的超亲水性能。     

光催化多孔TiO2薄膜的表面形貌对亲水性的影响

从含聚乙二醇（ＰＥＧ）的钛醇盐溶胶前驱体中通过溶胶－凝胶工艺在普通钠钙玻表面制备了多孔锐钛矿型ＴｉＯ２纳米薄膜。用扫描电镜（ＳＥＭ）,Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）和红外光谱（ＩＲ）分析了ＴｉＯ２薄膜表面的微结构,结果表明,随着前驱物中聚乙二醇的加入量和分子量的增加,聚乙二醇热分解后的薄膜中产生的气孔就越多且孔径越大,同时ＴｉＯ２薄膜表面的羟基含量增加且表面粗糙度增大。接触角测试表明：随着薄膜中气孔数     

TiO_2光催化性能的改进

TiO_2光催化是指在光的照射下,价带上的电子吸收光子能量而激发,形成具有氧化还原能力的电子空穴对。本文综述了近年来科学界针对TiO_2光催化面临的问题所采用的一系列提高TiO_2光催化活性的方法,并对其应用进行了简单的展望。     

光催化超亲水性TiO2—SiO2薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法在普通载玻片上制备了TiO     

纳米TiO_2光催化研究进展

介绍了TiO2光催化的原理,光催化技术的发展进程,详细叙述了过渡金属离子掺杂改性光催化剂以提高其光催化性能的机理,并对光催化剂在污水处理、空气净化、自清洁材料方面的应用进行了综述,最后对TiO2在今后的发展进行了展望。     

TiO_2光催化材料掺杂改性的研究进展

TiO2是当前最有应用潜力的光催化材料,但其量子效率低、降解效果不理想、难以充分利用太阳能。选用合适的掺杂组分、制备方法和载体,制备出具有宽光谱响应范围、光量子效率高、易于回收利用的TiO2/载体光催化材料,对实现TiO2的工业化应用具有重大意义。根据半导体能带理论和异质结构的工作原理,研究各种表面改性技术和研制新的光催化剂,将是今后研究的主要方向。     

TiO_2薄膜制备条件对甲醛光催化降解性能的影响

以钛酸丁酯为前驱体,用溶胶-凝胶法制备了TiO2薄膜,并进行了甲醛的光催化降解实验,考察了制备条件对光催化降解性能的影响。结果表明,适宜的制备工艺条件为:溶胶体系pH=3,溶胶配方中V(钛酸丁酯)∶V(无水乙醇)∶V(水)∶V(冰醋酸)=5∶34∶2∶2,干溶胶在600℃下活化5h,制成的薄膜光催化降解甲醛降解率大于50%。     

TiO2光催化材料的超亲水性原理及应用

介绍了TiO2光催化材料的催化氧化和表面超亲水性的原理，并着重探讨了其在表面超亲水性方面的应用，同时还分析了光催化剂应用的关键技术。     

层层自组装PU/PSS/{201}TiO_2复合薄膜及其光催化性能

通过氢氟酸(HF)的调控,制备了高晶面指数{201}TiO_2,引入高分子材料聚氨酯(PU)和聚苯乙烯磺酸钠(PSS),通过层层自组装(LbL),制备了(PU/PSS/{201}TiO_2)_n复合薄膜,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)和紫外漫反射(UV-Vis)对复合薄膜进行了表征。结果表明,{201}TiO_2的晶型结构为锐钛矿型,具有类花瓣状结构,其平均粒径约为1μm。紫外-可见吸收光谱证实了该复合薄膜的线性和规则生长。通过紫外光照射下亚甲基蓝(MB)的降解,研究了该复合薄膜的光催化性能。此外,薄膜在重复使用6次后,光催化活性并未明显下降。结果显示,利用LbL自组装合成的薄膜比粉体TiO_2具有更好的光催化活性,在工业印染类废水处理中具有一定的应用前景。     

铝合金表面制备TiO_2薄膜及其性能

采用溶胶凝胶法,以钛酸丁酯、聚乙二醇、乙酰丙酮、三乙醇胺等为实验原料,利用自制的浸渍提拉装置在铝合金基底上制备TiO2薄膜。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征TiO2薄膜的结构和形貌,以甲基橙溶液的光催化降解为反应模型,评价了TiO2薄膜的光催化活性。结果表明,采用三乙醇胺和乙酰丙酮制备的TiO2薄膜均为锐钛矿相;较三乙醇胺相比,乙酰丙酮做水解抑制剂制备的TiO2薄膜形貌平整,表面龟裂少,结构致密,样品的光催化效果好。     

羟基纤维素对二氧化钛薄膜亲水性和光催化性能的影响

用羟基纤维素(hydorxypro-pylcellulose,HPC)作为添加剂,用溶胶-凝胶法制备了多孔TiO2薄膜,通过改变HPC的添加量获取了不同微观结构的TiO2薄膜,进而改变了薄膜的亲水性性能。用X射线衍射、原子力显微镜、透射电镜、对样品的微观结构进行了分析,并测试了亲水性和光催化性。结果表明：HPC的加入使TiO2薄膜中晶粒尺寸变小,表面粗糙度增加。经HPC改性后的薄膜在紫外光照3h后,亲水性能比未改性的TiO2有明显的提高,同时HPC改性也提高了TiO2的光催化性能。     

多孔TiO_2/SiO_2复合薄膜的制备及其超亲水性机理

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为前驱体,利用乙酰丙酮和二乙醇胺为络合剂,制备多孔TiO2/SiO2复合薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、接触角测试仪(WCA)等对薄膜的结构和性能进行了表征。结果表明,TiO2/SiO2复合薄膜表面相对孤立或连通的孔结构是由缩聚反应诱导的相分离以及溶胶-凝胶转化过程同步作用产生的。多孔复合薄膜具有优异的超亲水性能,自然条件下与水接触角仅为2.5°,而普通致密TiO2薄膜在相同条件下接触角为19.3°。复合薄膜的超亲水性是由多孔结构和SiO2复合的共同作用产生,受到表面微观形貌和表面化学组成(羟基含量)的共同影响。     

TiO2-SiO2复合薄膜光催化活性与亲水性关系的研究

采用溶胶凝胶法在载玻片表面制备了均匀透明的TiO2-SiO2超亲水性薄膜。利用XPS，XRD，lR等对光催化活性和亲水性关系进行了研究。结果表明：薄膜的亲水性与光催化活性协同作用是其保持自清洁的关键。添加SiO2后，复合氧化物中表面形成Lewis酸，薄膜表面吸附的羟基含量增多且稳定。在与有机物竞争吸附过程中，水优先吸附，可提高薄膜的超亲水性和光催化活性，有利于提高其自清洁性能。     

不同离子掺杂TiO_2薄膜及光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法分别制备了掺杂Fe^3＋、Cu^2＋、Zn^2＋、Ce^3＋和La^3＋5种不同离子的纳米级TiO2薄膜,使用TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液进行光催化试验。研究表明,在5种掺杂离子中,其La^3＋的掺杂效果最好,当La^3＋的适宜含量为1.8%（质量分数）时,掺杂与未掺杂的XRD图谱基本一致;掺入La^3＋离子使得TiO2的晶粒变小,可抑制晶相向金红石相转变;随着焙烧温度的升高TiO2晶粒逐渐变大,温度为700℃时,其粒径为27.6nm,TiO2为混合晶型（锐钛矿型和金红石型）,其活性最高。     

多孔TiO_2薄膜的制备及其透光性能

利用溶胶-凝胶法制备了锐钛型TiO2薄膜。通过改变溶胶压热陈化温度、时间,得到了不同晶粒及孔径尺寸、不同透光率的薄膜。TG-DSC及FTIR分析表明,乙酰丙酮已结合到高分子链上,随溶胶陈化温度的上升及陈化时间的延长,干凝胶中的有机质的量下降,并能够在较低的温度下充分分解。XRD的测试结果表明,TiO2薄膜的晶粒尺寸随陈化时间的延长而减小。对薄膜的TEM观察发现,微结构呈蜂窝状,随着溶胶陈化时间的延长,相应薄膜的孔径尺寸减小,孔壁变薄。气孔的形成主要是干凝胶中的有机质在200～400℃时的氧化分解所致,其大小及分布主要取决于干凝胶中所含有机质的成分。80℃下陈化24h及150℃下陈化2h溶胶制备的薄膜其透光性能较佳,500nm透光率最高分别达到了96%及90%。     

TiO_2超亲水自清洁涂层的研究进展

本文首先介绍了TiO_2薄膜超亲水性机理、自清洁防雾的原理及超亲水薄膜的化学和物理制备的一些基本方法,比较了各种方法的优缺点。并简单介绍了TiO_2复合涂层在自清洁器材、防雾涂层等的应用现状,最后对其发展前景进行了展望。     

Co掺杂TiO_2/RGO复合材料的制备及其光催化性能

首先,采用改进的Hummers法制得氧化石墨烯(GO),再以其为基体,Ti(SO4)2和Co Cl_2为前驱体,并通过修饰石墨烯的聚乙烯亚胺(PEI)为交联剂,采用一步水热法合成了三维柱状自组装的Co负载TiO_2/氧化石墨烯纳米复合材料(Co-TiO_2/RGO)。通过UV-Vis、XRD、TEM和XPS对复合材料的结构和光电性能进行了表征。在紫外和可见光照条件下,考察了复合材料的光催化降解亚甲基蓝(MB)的性能。结果表明,Co负载TiO_2/RGO纳米复合材料具有较高的光催化活性,在80 min内降解率为100%,可循环至少10次。     

超亲水性含钛介孔SiO2薄膜的制备及其自洁净性能研究

采用溶胶-凝胶/旋转涂覆法在玻璃基板表面制备含钛介孔SiO2薄膜.利用XRD、UV-Vis以及接触角测量仪对薄膜的孔结构和超亲水性进行表征.结果表明,当Ti/Si物质的量比为0～0.05时,薄膜均具有良好的介孔结构;而随着Ti/Si物质的量比的增加,薄膜的介孔有序度下降.即使在无光照条件下,含钛介孔SiO2薄膜也表现出高效的超亲水性.涂有油酸的薄膜在紫外光照射后恢复其超亲水性,且薄膜对甲基橙具有良好的光催化降解效果,表明制备的含钛介孔SiO2薄膜具有良好的自洁净性能.