溶胶凝胶法制备tiolt2gt薄膜及光催化性能研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要溶胶．凝胶法制备Ti02薄膜及光催化性能研究摘要Ti02纳米材料是一种具有广阔应用前景的重要功能材料。因其具有良好的光催化活性、耐腐蚀性、强紫外线屏蔽能力以及电致变色性等独特的功能，近年来在水资源保护、涂料和汽车工业、传感器、光催化等领域有广泛应用。本文主要研究了溶胶．凝胶法制备Ti02薄膜。实验以钛酸四丁酯为原料，乙醇为溶剂，冰醋酸作为抑制剂，用自制的拉膜装置制备了均匀透明的纳米Ti02薄膜。通过SEM、TG．DSC、XRD、AFM等手段研究了制备Ti02薄膜的工艺参数。实验主要研究了备反应物浓度、溶液B的pH值、提拉速度、镀膜次数及热处理温度对薄膜表面形貌及结构的

2、影响以及Ti02薄膜的光催化性能及影响因素。实验结果表明：采用溶胶．凝胶法，当钛酸四丁酯Ti(OC4I-19)4、无水乙醇(CH3CH20H)、冰醋酸(CH3COOH)和水(H20)的体积(m1)比为10：40：2：1，溶液B的pH=3时，在载玻片上制备了透明的Ti02薄膜。实验中，无水乙醇的加入稀释了冰醋酸、钛酸四丁酯的浓度，使缩聚反应变缓，得到稳定的溶胶。同时，随着无水乙醇的加入，导致溶胶pH值的升高，使水解缩聚反应加快，易产生沉淀，使得镀膜后所得到的薄膜表面性能降低。无水乙醇的加入量在40ml时，得到性能良好的薄膜。水的加入量的增加，水解反应速度加快，水的加入量为lml时薄膜质量较好。

3、加入少量冰醋酸时，钛酸四丁酯发生鳌合反应，抑制沉淀的生成，使体系形成稳定溶胶；当加入过量冰醋酸时，反应速度加快，形成沉淀，不利于成膜。随着溶液B的pH值的增加，水解反应的速度加快，pH值为3时可以制得表面均匀平整的Ti02薄膜，当溶液B的pH=3．5时，实验过程中产生白色沉淀，无法制备薄膜。研究中，当提拉速度12～30mm／min时，薄膜的厚度随着镀膜次数的增加而增加，并有着良好的线性关系。不同镀膜次数制备的Ti02薄膜显示明显不同的颜色，随着镀膜次数的增加，薄膜由于光的干涉由浅茶色逐渐变为紫色。薄膜的颜色强烈决定于薄膜的厚度。热处理提斑]rTi02薄膜约黠着力，穗罄热处理滋度熬丹褒，薄膜表

4、嚣熬鬏粒II东北是学硕士学拉论文攘要灌大、粗糙度潞有瑙翘。采用溶胶一凝胶法制冬鲍Ti02薄膜对警基援具有较意妁必镶化瀵性，在紫羚线杀菌灯照射条件下，当光照时间达到60rain时，经400℃、500℃、550℃热处理的Ti02薄膜催化作用下甲基橙光降解率分别达到了75％、80％、80％。当热处理漱度不超过500℃静Ti02薄膜镫纯彳筝耀下，甲基橙的光降解率箍着瓣度的升商丽增大；离于500℃时，甲基攘的光降解率略鹰降低；热处理温度为500℃黠，甲蒸橙蕊毙降解率最街。溺镀膜次数不超过4次时，镀层越厚的Ti02薄膜催化作用下甲萋橙光降解率越商，警镀藏次数超过毒次辩，其先箍往作精下降。镀貘4次豹Ti0

5、2薄貘催纯作蔫下，甲基搬的必降锵率最离。在太嗣光照条件下，不同温度热处理的Ti02薄膜对甲基橙的光降解舆有较高的光催化髋。当光照时闻选到60min时，400"C、500。C、550"C热处理韵Ti02薄膜催稳条佟下，甲纂橙静龙簿解率分鬟达到了5。1％、5．8％、5．8％。译蒸橙静巍鬻煞率随着温度升高的变化艘律与在紫外线杀裁灯照射条传下的变化煺簿提囿。关键词：溶胶．凝胶法；Ti02薄膜；光催化性能；甲基橙Hl查垫茎璺璧羔兰璺堕茎一—尘坚堡!堕PreparationandPhotocatalyticPropertyofTitaniumDioxideThinFilmsAbstractNano．cr

6、ystallineTi02materialsareoneofimportantfunctionalmaterials，whichhaveverygoodapplicationfuture。Inrecentyearsitwidelyusedintheareaofenvkonmentalware’resource，dope,automobileindustry,transparentandphotocatalyseduetoitsparticularpropertiesofphotocatalyticactivity,corrosionresistant，antiultravioletabili

7、tyandelectrochromics．The嚣侥thinfilmderivedfromsol-gelmethod黼studiedinthispaper．DuringtheexperimenLtitaniumdioxidethinfilmwaspreparedbysol-gelmethodwithTl(OC4辩9)4introducedintheCzI％OHsolutionandinhibitedbyCH3