四—对羟基苯基锌卟啉tio,2薄膜的制备及光催化性能研究

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1、分类号：TB383密级：公开797877单位代码：10152学号：200230大连轻工业学院硕士学位论文中文题目：四一对羟基苯基锌卟啉／Ti02薄膜的制备及光催化性能研究英文题目：SynthesisofTi02filmimpregnatedwithmetalporphyrinsandtheirphotocatalyticproperties系(院、所)：学科、专业：研究生：指导教师：化工与材料学院化学工艺许艳安庆大教授2005年04月摘要利用有机一无机杂化材料的功能互补和协同优化来开发新型光功能材料，是十多年来功能材料研究的新领域。本文采用溶胶．凝胶技术将具有优良光敏性能的(四一对羟基苯基)

2、锌卟啉(ZnTHPP)引入到Ti02凝胶基质中，利用旋涂法制备了均匀掺杂、具有良好光催化性能的ZnTHPP／Ti02复合薄膜。系统的研究了锌卟啉在无机基质——Ti02中的紫外光谱特性和存在状态，分析了影响znTⅢ，P／Ti02溶胶及薄膜制备的一系列因素，找出了最佳制备条件。利用紫外．可见吸收光谱、固体漫反射光谱、红外光谱、热重分析、X射线衍射、扫描电镜六种分析手段对ZnTHPP／Ti02复合薄膜及杂化材料的结构和形貌进行表征，表明这种新材料具有良好的热稳定性，并且两相之间的相界面是一种微观相界面。在杂化材料中，锌卧啉以化学键的形式与Ti02键合，二者之间有较强的相互作用，这种结构更加有利于电

3、荷在两相间的传递。锌卟啉的加入对Ti02锐钛矿相的生成、粒径大小没有影响，拓宽了Ti02薄膜的可见光谱的响应范围。以光催化降解活性艳红x一3B染料实验为模板反应，初步研究了ZnTHPP／Ti02复合薄膜在室温下的光催化性质。结果表明经300℃热处理、含有3×104mol的锌卟啉的ZnTHPP／Ti02三层复合薄膜具有较高的光催化活性。15mg／L的活性艳红x．3B染料光催化反应4小时后，脱色率可达75．6％。通过Ti02和ZnTHPP门ri02薄膜光催化性能的对比实验发现，ZnTHPP／Ti02光催化氧化能去除染料中相当部分的有机污染物，矿化程度要优于Ti02，并且在日光下ZnTHPP／Ti

4、02光催化降解x．3B呈现出了较好的光催化性能。关键词：有机一无机杂化材料，溶胶一凝胶技术，金属卟啉，二氧化钛薄膜光催化，活性艳红X一3B染料AbstractAbstractThepreparationoforganic／inorganichybridfunctionalmaterialsisallattractiveresearchfieldinlastyears．Inthispaper，titaniaandtitania—supportedZn(II)-porphyrinaerogels，andtheirfilmshavebeenpreparedbys01-gelmethod，andas

5、eriesoffactorstopreparefilmswerestudied．Thestructuresandmorphologyofthetitaniaandtitania-supportedZn(II)-porphyrinaerogels，andtheirfilmswerecharacterizedbyUV／DRS，IR,TGA，XRD，SEM．Theresultsindicatedthatthesematerialspossessprettychemicalproperties，thermalstabilityandgoodcompatibility．Inadditionwealso

6、foundthatinterfaceduringorganicandinorganicphasepossessesmicrocosmic—structureandZn(II)THPPincreasedthevisiblelightabsorbablerangeofTi02significantlyanddonotaffectthegrowthofanatasephase(Ti02)．ThephotocatalyticdegradationofreactivebrilliantredX-3Bdye(15mg／L)atroomtemperaturewasstudiedasaprobereacti

7、on，aseriesfactorsforeffectsofdegradationwerestudied．TheresultsindicatedthatthreelayersZnTHPP／Ti02filmpossesseshigherphotocatalyticabilitycomparedtobareTi02forthephotodegradationofreactivebrilliantredX一3Bdye