探析二氧化钛薄膜的制备及光催化活性的研究

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1、分类号————密级——西北大学单位代码：!Q鲤Z学号：!QQ2211生硕士学位论文题目三氢垡丛蓥照鲍剑查堕坐焦垡鲨：些鲍盈塞作者鲎塑指导教师基蕉专业技术职务塾撞答辩日期2005．6。1学位授予日期二00五年六月。7麓瓣麓蠲套电鑫蕞f砸二氧化钛薄膜的制备及光催化活性的研究摘要本论文研究了二氧化钛薄膜的制备及提高光催化活性和甲基橙降解率的方法，重点研究了Fe”／TiO：薄膜体系，对Fe”／TiO，薄膜的反应机理和光催化氧化降解甲基橙的动力学进行初步探讨。首先，采用溶胶凝胶法制备Fe“／TiO。薄膜，制备

2、出不同掺铁浓度的溶胶，以载玻片为载体，利用浸渍提拉法镀膜，干燥后焙烧成膜。通过XRD、紫外光谱、红外光谱等手段进行分析表征，得出本实验条件下制各Fe”／Ti0。薄膜的最佳工艺条件为：加入Fe(NO。)；量为0．200wt％，硝酸量为O。3ml，焙烧温度为500口{2。其次，研究了上述Fe”／TiO：薄膜光催化氧化降解甲基橙溶液。考察了不同初始浓度对降解率的影响，实验结果表明，初始浓度低有利于甲基橙的降解；考察溶液pH值对降解率的影响，pH为1时的降解率明显高于其他降解条件下的降解率；考察外加氧化剂对

3、降解率的影响，得出氧化剂的添加量存在一个最优值。通过正交试验得出降解甲基橙的最佳工艺条件为：初始浓度5mg／L，DH1、氧化剂(HaO：)量为0．8m1。最后，本文对甲基橙的光催化降解机理和动力学进行研究，结果表明甲基橙光催化氧化降解反应符合一级动力学模型，且反应速率常数与初始浓度、溶液的pH值以及外加氧化剂等因素有关。关键词：TiO：薄膜，光催化，氧化反应，甲基橙，掺杂，铁离子中图分类号：T0134．1Studyonpreparationandphotocatalyticactivityoftit

4、aniumdioxidethinfilmAbstractThepreparationoftitaniumdioxidethinfilmandthemethodsofimprovingphotocatalysisactivityandtherateofdegradatingmethylorangewerestudiedinthispaper,Fe3+／Ti02systemweremainlyresearched，andthereactionmechanismsofFe3+／Ti02filmandkin

5、eticsofphotocatalysisdegradationwerediscussedsimultaneously．First，Fe3+／Ti02filmwaspreparedbys01．gelmethod，theTi02solwaspreparedwithdifferentdopedconcentrationofFe“，Glasspiecewasusedassuppon，dipping-raisingmethodwasusedtopreparefilm，thefilmwasobtainedaf

6、terdrying．ThefilmwasanalyzedbyXRD、UV、IRetc，thentheoptimaltechnicsconditionswereeducedbyexperimentsunderthefollowingconditions：Fe(N03)3masswasO．2wt％，nitricacidneededwasO．3ml，calcinationtemperationwas500"0．Second，thepaperalsostudieddegradationofmethylora

7、ngesolutionusingaboveFe3+／Ti02film．Influenceofdifferentinitialconcentrationsondegradationprocesswasreviewed，theresultshowsthatlowinitialconcentrationwaspropitioustodegradation；InfluenceofdifferentpHondegradationprocesswasreviewed，whenpHwasI，decompositi

8、onratewashi【gherthanothers；Influenceofmoreoxidantondegradationprocesswasreviewed，therewasanoptimalmete．Theoptimaltechnicsconditionswereeducedbyorthogonalexperimentsunderthefollowingconditions：initialconcentrationwas5m以pHwas1，oxidantmass