常温固化纳米tiolt2gt自清洁薄膜的制备

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1、山东轻工业学院硕士学位论文摘要本文针对当前Ti02薄膜的低温制备及固化技术相对落后的研究开发现状，以及当前白清洁薄膜制备工艺复杂、能耗大的弊端，对溶胶一凝胶法低温制备Ti02薄膜工艺进行改进，常温固化制得具有较高光致性能的透明Ti02．Si02自清洁薄膜，薄膜与基板附着力强。以TiCh、氨水、H202等为原料，通过水解、沉淀、胶溶、络合、回流等步骤低温制备纳米Ti02水溶胶。采用正交试验法，以水溶胶对甲基橙的降解率为考察指标，对Ti02水溶胶低温制备工艺进行优化，并研究各因素对水溶胶光催化活性的影响。结果表明：pH值对水溶胶光催化活性的影响最显著，其次是回流温度、回流时间，TiCh与加入的

2、蒸馏水体积比的影响最小。推荐优选工艺条件是pH值8～9、回流温度80℃、回流时间8～10h、TiCl4与加入的蒸馏水体积比1：100。制备的水溶胶采用X射线衍射、扫描电镜、紫外一可见光吸收光谱等测试手段进行表征。结果表明：水溶胶中含有纳米针锐钛矿型晶粒，晶粒沿锐钛矿晶格c轴择优生长，形貌一致、分散性好；水溶胶的吸收边红移至470m；随回流时间的延长和回流温度的升高，水溶胶中锐钛矿型晶粒长大，水溶胶的光催化活性先提高再降低；80℃回流10h的水溶胶光催化活性最好，25W紫外灯照射下对10mg／l甲基橙溶液60min降解率达到87．7％。采用环境扫描电子显微镜、原子力显微镜、傅立叶变换红外光谱

3、、紫外一可见光吸收光谱等测试手段对浸渍一提拉法室温下在玻璃基板上制得的薄膜进行测试。结果表明：薄膜中粒子分布均匀，无孔洞，无龟裂；薄膜中颗粒粒径比水溶胶中Ti02粒子粒径大得多，且形貌发生了变化，由针状变成了类球状；可见光区，Ti02薄膜透过率均大于80％，热处理使薄膜中粒子团聚或长大，会对薄膜透过率、光致性能产生不利影响；可见光区，Ti02．Si02系列薄膜透过率均大于75％，Si02含量(m01％)为20％的薄膜透过率接近100％；Ti02一si02系列薄膜中，Ti02和si02分别单独成相，并有Ti．O．Si键形成，存在部分复合氧化物；薄膜表面呈现峰峦状结构，随掺杂量增加，粗糙度明显

4、提高；Ti02．Si02系列复合薄膜光催化活性随掺杂量增加有所下降；Si02含量(t001％)为10％和20％的薄膜具有良好的超亲水性能；掺杂Si02使薄膜与玻璃基板附着力显著增强。关键词：低温制备；锐钛矿；水溶胶；光催化活性：薄膜；超亲水性能VABSTRACTAtpresent，thelow。temperaturepreparationandsolidifyingtechnologyofTi02thinfilminourcotmtryfallbehindinothercountries．Theindustrializationproductionofself-cleaningthinfi

5、lmhassomedisadvantagessuchascomplicatedtechnologvandtoomuchenergyconsumption．Inthispaper，itwasimprovedthatTi02thinfilmtechnologyofSol—gelmethodatlowtemperature，andtransparencyTi02．Si02compositeself-cleaningthinfilmswithsuperiorphoto—inducedpropertywerepreparedatroomtemperature．Filmshaveagoodadhesi

6、onwithsubstrate．Nano·Ti02hydrosolsweresynthesizedusingtitaniumtetrachloride(TiCl4)，ammonia(NHa’H20)andperoxide(H202)asrawmaterialsbyhydrolyzing，precipitating，peptizing，complexingandrefluxing．Withthedegradationrateofmethylorangeasindexes，theprocessWasoptimizedbyorthogonaldesign．Theeffectofdifferent

7、parametersonphotocatalyticactivityofhydrosolswasstudied．TheresultsshowthatpHhasasignificanteffectonphotocatalyticactivity，andthenextisrefluxingtemperatureandtime．TheeffectofthevolumeratioofTiChandaddeddistilledwa