金属基负载tio,2多孔性薄膜光催化剂的制备及应用研究

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1、北京化工大学硕士学位论文金属基负载TiO<,2>多孔性薄膜光催化剂的制备及应用研究姓名：杨庆申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：郭奋20050525北京化工大学硕士学位论文金属基负载Ti02多孔性薄膜光催化剂的制备及应用研究摘要Ti02光催化技术是一项高效节能的绿色环保技术。本文采用溶胶一凝胶工艺，以钛酸丁酯(Ti(OC牡qg)。)为前驱体，聚乙二醇(PEG)为造孔剂，在不锈钢丝网载体上制备了金属基负载Ti02多孔性薄膜光催化剂。运用动态粘度法考察了制备Ti02多孔性薄膜所用的TiO：-PEG溶胶体系的稳定性。借助TG．DSC、IR、SEM、BET、XR

2、D、Raman光谱等测试方法表征了TiO：多孔性薄膜。qi02多孔性薄膜的应用性能通过光催化降解气相甲醛和光催化杀菌等实验进行了评价。此外，还探索了制备方法和载体的改变对Ti02多孔性薄膜应用性能的影响。实验结果表明，Ti02．PEG溶胶体系的原料配比与制各条件的改变均会影响该溶胶体系的稳定性。本研究所用的TiO：．PEG溶胶体系的各组分物质量配比是Ti(OC4H9)4：H20：C2HsOH：NH(C2I-140H)2：PEG800=1：2．5：70：0．5：0．1。通过控制制备条件得到的Ti02薄膜具有锐钛晶型和多孔性结构。"ri02多孔性薄膜的光催化性能与

3、催化剂载体、实验光源、甲醛初始浓度等实验条件以及镀膜次数、煅烧温度和溶胶粘度等制备条件均密切相关。镀膜所用溶胶粘度应控制在10mPa-s～20mPa-s之间，450℃热处理、镀膜4次制备的TiO：多孔性薄膜具有较高的活性和稳定性，其对气相甲醛降解率比普通砸02薄膜高28．8％，制备的"rio：多孔性薄膜连续使用4次后，甲醛降解率仍维持在80％以上。TiO：多孔性薄膜包装存放北京化工大学硕士学位论文6个月时甲醛降解率比露天放置同样时间时高出19．5％。Ti02多孔性薄膜具有良好的杀菌性能，其对空气中自然菌的净化作用进行1h后，平均杀菌率可达89．9％。不同制备方

4、法和载体制备的Ti02多孔性薄膜应用性能的比较结果表明，采用溶胶一凝胶法、以不锈钢丝网为载体的制备工艺是制备'rio：多孔性薄膜较为可行的工业化技术路线。关键词：金属基底，Ti02多孔性薄膜，光催化，溶胶一凝胶法，制备，应用Ⅱ北京化工大学硕上学位论文STUDIES0NPREBU陷蜘【．IONANDAPPLICATIONOFTi02POROUSFILMPHOTOCATALYSTSUPPORTEDoNME，】[：f气LSUBSTR√▲TETi02photocatalyticprocessisagreenenvironmentaltechnologywithbi曲e

5、fficiencyandsavingenergy．Ti02porousfilmphotocatalystsupportedonmetalsubstratewaspreparedbysol·geltechniquewithbutyltitanate(，n(OC4H9)4)asprecursor,polyethyleneglycol(PEG)astemplateandstainlesssteelmeshascarrierinthearticle．ThesolstabilityofTi02-PEGsolsystemforthepreparationofTi02por

6、ousfilmwasinvestigatedbyusingdynamicviscositymethod．Ti02porousfilmwascharacterizedbymeansofTG—DSC，IR，SEM，BET,XRDandRamanspectrum．ApplyingperformanceofTi02porousfilmwasevaluatedbytheexperimentsofphotocatalyticdegradationofgas-phaseformaldehydeandphotocatalyticsterilization．Inaddition

7、，theeffectsofthechangesofthepreparationmethodandthecarrierontheapplyingperformanceofTi02porousfilmwenexplored．ExperimentalresultsshowedthatthesolⅡI——．苎塞些三查兰夔主兰焦堕苎stabilityofTi02。PEGsolsystemwasaffectedbythechantsofthedosingratiosofmaterialsandthepreparationconditionsofTi02-PEGsolsys

8、tem．Thestoichiometr