纤维负载纳米tio2sio2气凝胶复合光催化剂的制备及自清洁性能研究

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1、学校代码：10255学号：21105“⑨碧霉天学硕士学位论文纤维负载纳米Ti02／Si02气凝胶复合光催化剂的制备及自清洁性能研究PREPARATIoNoFTi02／Si02COMPOSITEPHoToCATALYSTANDITSAPPLICATIoNoNSELF．CLEANINGFABRJCS学科专业作者指导教师答辩日期东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文

2、为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：司闲彦1日期：幻111年1月Io日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密区学位论文作者签名：尹1飘乙’指导教师签名：璇．日期：加I严年。月’。日目期：洲中年1月叫日

3、霁辜天学””“““”纤维负载纳米TiOJSi02气凝胶复合光催化剂的制备及自清洁性能研究纤维负载纳米Ti02／Si02气凝胶复合光催化剂的制备及自清洁性能研究摘要Ti02具有光催化活性高、化学稳定性好、价廉无毒、无二次污染等优点，是目前公认的最有前景的绿色环保的光催化材料之一。但是由于Ti02存在太阳能利用率低、光催化效率较低、粉体容易聚集且难以回收等缺点而限制了其更好的推广应用。近年来，国内外学者针对这些问题做了大量改性和负载研究，取得了不错的成绩。但是，依然存在很多问题。如负载织物时由于Ti02光催化氧化的无选择性，致使织物光催化脆损就是其中的一大难点。为

4、了改善因负载Ti02对织物的损伤，研究采用Si02气凝胶作为阻隔层先负载于织物，然后再负载Ti02，这样利用Si02化学稳定性好的优点保护织物免于损伤，同时利用Si02气凝胶比表面积大、吸附性强的优点，充分发挥光催化降解性能，达到较好的自清洁效果，同时具有优异的抗紫外线性能。主要研究内容和结论如下：(1)不同溶剂C、N共掺杂纳米Ti02的低温制备及可见光下光催化性能研究及比较。以葡萄糖、尿素、硝酸为改性原料，结合四氯化钛作为钛源，分别采用水和乙醇作为溶剂，在180oC条件下合成一系列C、N掺杂的TiO：。考察采用不同溶剂制备的离子掺杂型光催化剂的晶型结构、肇事

5、乏学一n一”纤维负载纳米Ti02／Si02气凝胶复合光催化剂的制备及自清洁性能研究能带结构以及晶粒尺寸等的影响规律；探讨并比较离子掺杂型Ti02在可见光下的光催化活性。结果表明，采用一步热处理法制各的样品粒径均较小，在10nm以下。采用乙醇作为溶剂制备的样品为锐钛矿型，采用水作为溶剂制备的样品为锐钛矿型和金红石型的混晶。所制备的样品比表面积都较大，采用乙醇作为溶剂制备的样品其比表面积更大。采用乙醇作为溶剂制备的C／N共掺杂的纳米Ti02，在可见光下对罗丹明B(砒lB)光照3h，其降解率达到98．1％；对苯酚光照5h，其降解率达到58．13％，其降解率较在水溶液

6、中制备的C／N共掺杂的纳米Ti02要高。(2)N．Ti02／Si02气凝胶／柔性纤维复合光催化剂的制备及太阳光下自清洁性能研究。采用3．氨丙基三甲氧基硅氧烷(APTMS)对Si02气凝胶功能化改性，然后制成相应的水分散液，通过传统的浸．轧．烘工艺将改性的Si02气凝胶接枝到纤维表面。按照同样的方法，将N．Ti02整理到此织物上，制得N—Ti02／Si02气凝胶／柔性纤维复合光催化材料。研究复合光催化剂对织物的紫外线防护性能影响规律；系统考察复合光催化剂对纤维制品断裂强力的影响规律；重点探讨三元复合光催化材料对污物如RhB的自清洁效果以及可重复利用性能。结果表明

7、，N—Ti02和N—Ti02／Si02气凝胶整理的棉织物UPF值均为50+，属于极好的紫外线防护级别。在太阳光下采用RhB作为模型污染物评价自清洁性能，发现N—Ti02和N．Ti02／Si02气凝胶整理的棉织物具有优异的自清i；雾季走学”“。“”纤维负载纳米TiOz／Si02气凝胶复合光催化剂的制备及白清洁性能研究洁性能，尤其是N．Ti02／Si02气凝胶整理棉织物上的RhB在光照4h后基本上降解完全，而且在重复利用10次后依然有优良的自清洁性能。整理后的棉织物在模拟太阳光下光照24h后，N—Ti02整理的棉织物经纬向强力均有所下降，而N．Ti02／Si02气

8、凝胶复合整理的棉织物基本不变。关键词：