聚合物基体上负载纳米二氧化钛薄膜的研究

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1、中文摘要纳米nD2薄膜具有光催化活性和超亲水性，将Ti02薄膜载于聚合物材料表面，形成新型的功能材料将是未来的研究热点，它可在聚合物材料的防老化降解、材料表面的杀菌去污、自清洁，及消除周围有毒气体等方面发挥特殊功效。本研究用钛酸四丁酯(TBOT)为钛的前驱体，用改进的溶胶一凝胶法低温下制得了锐钛矿的纳米Ti02，研究了制备条件，包括pH值、温度等对溶胶一凝胶相转变过程和转变速率的影响。用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(Ⅺ①)对所得的Ti02粉进行了表征。之后用改进的溶胶一凝胶法实现了在PP聚合物基体上负载上了纳米Ti02薄膜。用XPS表征了聚合物表面改性前后所发生

2、的变化，并用SEM观察了聚合物表面改性前后的形貌变化和所得n02薄膜的表面形貌；用XRD表征了Ti02薄膜的结晶结构及结晶程度；用TEM观察了n02的结晶状态及晶粒大小；通过观察紫外灯照射下薄膜与水的接触角表征了薄膜的亲水性，通过在紫外光照条件下二氧化钛薄膜光催化降解甲基橙对光催化活性进行了表征。实验结果表明，溶胶中pH值的降低和温度的升高，会加快溶胶一凝胶相转变过程，不利于得到稳定的溶胶。表明处理后的聚合物表面带有很多亲水性的OH官能团。溶胶一凝胶法所制得的Ti02主要是锐钛矿结构，结晶尺寸小(5纳米左右)，加有PEG和硅烷的面。2薄膜中有大量微孔，并且PEG和硅烷的加

3、入促进了Ti02的结晶，使其结晶度变大，提高了其光催化活性和亲水性。关键词：二氧化钛薄膜溶胶一凝胶法低温聚合物基体ABSTRACTTi02nanometerthinfilmhasphotoeatalyticactivityandsuperhydrophility,therefore，immobilizeTi02filmsonpolymersubstrates，developanew,functionalandenvironmentalprotectionmaterialwillbethehotspotofresearch,theycanfunctionatanti-agi

4、ngofpolymermaterials，sterilization,depollution，self-cleaningandeliminatingtoxicgas．Inthisstudy,anatasen02particlewaSpreparedbyimprovedsol—gelprocess．tetra-n-butyltitanateWaSusedasatitaniumprecursors．Thesol-gelphasetransitionprocesswasinvestigatedunderdifferentreactparameters，includingpHva

5、lue，temperature，ere．Ti02particleWfl$characterizedbyTEMandXRD．Ti02filmsweresuccessfullypreparedonPPsubstratesbythismethod．ThepropertiesandstructureofTi02fillswereinvestigated．TheeffectofsurfacemodificationofpolymeronTi02filmswasalsoinvestigated．Thesurfacechangeofmodifiedpolymer,morphologyo

6、fTi02filmOilpolymer,crystalstructureandcrystallitesizeofTi02werecharacterizedbyXPS，SEM，XRD，TEMandUV-vis，respectively．Thecharacterizationoffilms’hydrophilityWaScharacterizedbydetectionofcontactangleofwaterunderUVirradiationandtheevaluationsoffilms’photocatalyticactivitieswerecarriedoutbyde

7、gradationofmethylorangeinwatersolutionunderUVirradiation．TheexperimentresultsindicatedthattimeforgelformationdecreaSewithincreaseofpHandtemperatureofs01．Thesurfaceofmodifiedpolymerhadmanyhydroxygroups．ItWasfoundthatpreparedTi02bytheimprovedsol—gelmethodismainlyanata