具有可见光活性的改性tio,2膜的制备及其应用

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1、大连理工大学硕士学位论文具有可见光活性的改性TiO<,2>膜的制备及其应用姓名：徐向英申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：殷德宏20090601大连理工大学硕士学位论文摘要目前，以Ti02为代表的光催化环保材料已得到了广泛研究。光催化降解有机物，应用于环境保护，是科学界最活跃的研究方向。Ti02作为一种性能良好的光催化剂，主要体现在其具有独特的化学稳定性、热稳定性、高效、无毒，成本低等特点。在光催化反应中，由于Ti02的禁带(3．2eV)较宽，可见光响应差，只能吸收波长小于387nm的紫外光线使其激发产生光生电子一空穴对，无法充分利用太阳光，这样将大大地增加其应用成

2、本，限制了其应用。因此，在Ti02中掺杂非金属物质修饰Ti02，拓展其对可见光的吸收，充分提高其光催化活性，已成为近年来关注的热点。采用水热合成的方法制备了碘掺杂的Ti02(I．Ti02)粉体，以亚甲基蓝为模拟降解物对光催化剂的催化性能进行了评价。由于Ti02粉末以悬浮的形式进行光催化，在应用过程中易于凝聚，且产生分离回收困难等问题，很难实现工业化。为解决以上问题，本文重点研究在载体上制备Ti02膜。提出了B03弘、B407玉、Si032-修饰Ti02研究方案，在玻璃载体上制备了B033-．Ti02膜、B4072"-T102膜、Si032"．Ti02膜。同时在成膜制备中具

3、有不加添加剂，不用高温煅烧，易实现工业化生产等优点。Ti02膜主要结论如下：(1)制备了条状，针状和球状形态B033"-Ti02膜，考察了H3803和02的添加量对膜形态的影响；制备了球形的B4072"-T102膜，考察了硼砂的添加量和酸根的结构对膜形态的影响；制备了针状形态的Si032-．Ti02膜，用XRD、UV-vis、IR、SEM、TEM、EDX等手段对膜进行了表征，确定了Si032"已掺杂在Ti02晶格中，(2)以亚甲基为模拟降解物，以入>420rim的可见光为光源，评价Si032"-Ti02膜的光催化性能，考察了膜的形态、pH等因素对光催化活性的影响，其光降解

4、率最高达到97％。Si032"-Ti02膜很牢固，重复使用4次，其降解率保持96％。(3)探讨了Si032"-Ti02膜、B033"-Ti02膜和B4072。-Ti02膜的成膜机理，确定Ti(III)、稳定的酸根离子和02是制备Ti02膜的关键因素。关键词：Ti02膜；水热合成；可见光；光催化性能具有可见光活性的改性Ti02膜的制备及其应用ThePreparationandApplicationofModifedTi02FilmwithVisibleLightActivityAbstract’ri02asarepresentedphotocatalyticenvironm

5、entalmaterialhasbeenextensivelystudied．Photocatalyticdegradationoforganicstoprotectenvironmentbecomethemostactiveresearchdirectionsinthescientificcommunity．Ti02asaphotocatalystwithgoodperformanceismainlyreflectedinitsuniquechemicalstabilityandthermalstability,highefficiency，non-toxic，lowc

6、ost．Inphotocatalyticreaction，duetowidebandgap，Tie2canonlyabsorbUVlight(入<387nm)toenableittoproducephoto—excitedelectron-holepair。SoitCallnotmakefulluseofsunlight，whichgreatlyincreasesthecostofitsapplication，limitingitsapplication．Therefore，inordertoexpanditsabsorptionofvisiblelightandfull

7、yenhanceitsphotocatalyficactivity，non-metallicmaterialdopedTi02hasbecomethefocusofattentioninrecentyears．IodinedopedTie2powerWaspreparedbyhydro—thermalsynthesismethod．Thephotocatalyticactivitywasevaluatedbyphotocatalyticdegradationofmethyleneblue．However,Tie2powerWa