基于超亲水性纳米tio,2复合薄膜的制备与性能研究

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1、合肥工业大学硕士学位论文超亲水性纳米TiO<,2>复合薄膜的制备与性能研究姓名：张金玲申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：崔鹏20080601摘要采焉溶胶．凝胶法和浸渍提拉法，在玻璃表露土制备纳米西02、si02yri02、Fe203／Ti02、Fe203／SiOz／Ti02等无机复合纳米膜和高分子改性PEG．Ti02、PVA-Ti02、PAM．Ti02、MC-Ti02高分子．无机复合纳米膜以及PEG．Fe203／Ti02、PEG-Si02／Ti02、PEG。Fe203／Si02／Ti02高分子．多元无机复合纳米膜等薄膜。采用XRD、SE

2、M、DSC、己Ⅳ．vis等方法对各类纳米薄膜的微观性能进行表征，并研究了薄膜亲水性、光催化氧化活性、化学稳定性、透光率和薄膜与玻璃间的附着力。研究结果表明，si02fri02、Fe203／Ti02二元复合薄膜的亲水性及光催化活性均优于纯Ti02薄膜。煅烧温度为500℃、煅烧时间2h的制备条件下，Ti02、Fe203／Ti02、Si02／Ti02等纳米薄膜的亲水性及光催化活性最佳。XRD分析表明，Fe203、Si02无梗氧纯物掺杂嚣的餐。2仍然为锐钛矿型，誓锄颗粒粒径减小。UV-vis显示Fe,203加入后使Ti02的吸收波长发生“红移”。制备了

3、Fe203／si02用02三元复合纳米薄膜，研究了Fe203含量、Si02含量、煅烧温度、煅烧时间等对薄膜性能的影响。在Si02含量20％、Fe203含量O．25％、煅烧温度500℃、煅烧时闻2h的优化制备配方及工艺条件下_，薄膜具有最好的亲水性和亲水性保持能力，光催化活性高。薄膜中Ti02粒子的粒径为4．7咖，小于纯Ti02薄膜中粒子的粒径，三元复合薄膜吸收光谱的“红移"现象显著。采用聚乙五醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、甲基纤维素等四种水溶性高分子物分别作为添加剂，制备出TPEG．Ti02、PVA-Ti02、PAM-Ti02、MC-Ti02四种高

4、分子．无机复合纳米薄膜，优化聚乙二醇PEG作为最佳的高分子改性剂，PEG。Ti02薄膜的亲水性和综合性能最优。在PEG分子量1000、添加量2．5g．L．1、煅烧湿度500"t2、煅烧时间2h条件下，所制褥复合纳米薄膜的亲水性及亲水性保持能力最好。将PEGl000与多元无机薄膜复合制备出PEG．Fe203／Ti02、PEG—Si02／Ti02、PEG．Fe203／Si02／Ti02等复合纳米薄膜，均具有良好的亲水性及光催化活性，羹亲水性能均达到了超亲水性指标要求。煅烧湿度500℃、煅烧时间2h条件下所制备的PEG．Fe203／Si02／Ti02

5、复合薄膜中Ti02平均粒径为5．3nm，金红石含量为O。所制备的二元无机复合纳米膜、三元无机复合纳米膜、高分子埔。2复合纳米膜和高分子，多元无机复合纳米膜等，均具有透光率高、化学稳定性强和与玻璃基材附着力强特点。关键词：’亲水性光催化薄膜Ti02Si02Fe203PEG4AbstractThenanometerinorganiccompositefilmofTi02，Si02／Ti02，Fe20a／Ti02，Fe203／Si02／Ti02，thenanometerpolymer-inorganiccompositefilmsofPEG-Ti02

6、，PVA-Ti02，PAM-Ti02，MC—Ti02，andthenanometerpolyethyleneglycol—multipleinorganiccompositefilmofPEG—Fe203／Ti02，PEG-Si02／Ti02，PEG—Fe203／Si02／Ti02werepreparedbythesol—gelmethodanddip—coatingwayinthismastefdissertation。ThemorphologyandstructureofthethinfilmWaScharacterizedbyX-rayp

7、owderdiffraction(XRD)，ScanningElectronicDiffraction(SEM)，thermalanalysis(DSC)andUV-visspectraoftransmittanceO．1V-vis)．Thehydrophilicactivi垓thephotocatalyticactivitytothelowconcentrationmethylenebluesolution，theadhesiontothesubstrateglass，thetransmittanceandthechemicalstabili

8、tyoffilmwerestudied，。Theultraviolet-visiblespectrophotometerfromthewaveleng