纳米TiO2-SiO2薄膜的制备及改性的研究进展.pdf

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1、2015年10月纳米TiO一SiO薄膜的制备及改性的研究进展纳米TiO2一SiO2薄膜的制备及改性的研究进展胡会静魏添昱阴强毛宇轩杨国强曹吉达(东华理工大学，江西南昌330013)摘要：纳米TiO：一SiO薄膜是一种重要的光催化剂，国内外关于其制备与光催化活性的研究取得了一定进展。并且在完善改性技术，有效提高可见光响应能力，增强光催化性能方面有新突破。本文综述了纳米TiO：一SiO：薄膜的结构、改性对其光催化性能影响的最新研究进展。同时对目前研究中存在的问题和今后的发展做出了分析与展望。关键词：TiO2一SiO2薄膜改性1引言体的混合溶液；(2)加入相稳定剂的TiO与SiO胶体的Ti

2、O一SiO是一种性能良好的光催化剂材料，不仅混合溶液为前驱体制备薄膜。具有TiO和SiO：各自的优点，同时也通过钛、硅协同产TiO粉体与sio2溶胶混合，其中SiO作为“纳米生的新的催化活性位拓展了应用⋯。然而，目前制备胶”并促进分子进入TiO光催化剂内部，形成了Ti—O的材料大多为粉末型，易于团聚、难以循环利用，限制—si键，避免了相分离。Merzbacher等首先通过实了其在实际中的应用口]。针对此问题国内外开展了粉验验证；Razan等进一步证明，将制备的Tio2一SiO2末固定化和薄膜化的研究工作】。相比而言，薄膜化薄膜焙烧，薄膜表面的氢氧基团缩水形成一定数量的不但具有固定催化

3、剂的优点，而且具有尺寸细化的纳Ti—O—Si键。Ti—O—Si键的存在不仅增强了T；O2的米材料的量子尺寸效应、表面与界面效应等特征，能够表面酸度，形成更多的吸附位，而且在表面的羟基基团提高光催化活性，因而有着理论研究和实际应用价可抑制电子一空穴对的复合，提高光催化活性。值]。同样，在TiO：与SiO混合溶胶中加人不同的相稳众所周知，太阳光能量中，紫外线(<400nm)只占定剂可以减缓钛的水解速度，达到钛、硅均匀混合，避4％，而可见光(400—700nm)则占43％。TiO2一SiO2本免产生相分离。周锋等¨以乙酰丙酮(AcAc)作为溶身大的禁带宽度限制了其可见光响应范围，进而导致胶

4、的相稳定剂，通过两步水解法制备混合均匀的TiO：太阳光利用率低、量子产率低。因此制备具有高量一SiO2复合溶胶，并在石英玻璃表面制得了TiO2一SiO2子产率且对可见光有快速响应能力的改性TiO：一SiO：薄膜；Y．FarhangGhojeBiglu等-I在TEOT前躯体中加已成为当前光催化剂研究的关键课题。近年来，国内入二乙醇胺(DEA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)作为相外学者对改性技术逐渐完善，并取得一定的成果。目稳定剂，仅使用DEA溶胶仍出现分离，当同时使用时由前主要改性方法有元素掺杂、贵金属沉积、半导体复合于MMA对钛醇盐有很强的螯合作用，因此降低了钛的等。水解及沉淀速率，增强

5、了Ti一0一Si键的强度，避免了本文就纳米TiO一SiO2薄膜的制备进行了总结，相分离的产生。并阐明了各种改性方法对其光催化活性以及可见光响2．2叠层结构纳米TiO2一SiO2薄膜应能力的影响，同时对该光催化技术存在的问题和发叠层结构薄膜是负载在基底上具有双层或多层特展进行了分析与展望。性的薄膜式材料。在TiO一Si02薄膜内粒子之间以及2纳米TiO一SiO：薄膜的制备及结构它们与表面暴露的悬浮液之间的静电力可以调控酸度利用不同制备方法，可制成不同结构的薄膜式和离子强度，在表面形成较强氧化性的羟基基团，解决"rio一SiO：。目前主要有混合结构、叠层结构及多孔结由于光激发产生电子一空

6、穴对的复合而导致量子利用构。率低，从而制约其光催化效率的问题。2．1混合结构纳米TiO：一SiO2薄膜双层复合薄膜又分为氧化硅顶层一氧化钛底层及混合结构薄膜中存在的Ti—O—Si键可避免TiO氧化钛顶层一氧化硅底层两种。Nam和郭子斌与SiO产生相分离，增强对降解物的吸附能力，从而提等l”在预先镀制SiO薄膜的玻璃片表面漫涂一层高光催化活性】。然而，制备过程中钛、硅的水解及缩TiO：溶胶制备TiO2一SiO2薄膜，SiO2层不仅使基体表面合速度不同，会阻碍均匀混合导致薄膜质量降低。更平整，TiO薄膜均匀分布，而且可以有效阻止杂质元近年来，国内外主要研究：(1)TiO粉体分散到SiO胶

7、素Na、Mg到TiO2薄膜的扩散，有利于TiO2薄膜中晶2江西化工2015年第5期粒的长大，实现吸收带缘的红移，提高了光催化效率；非金属(氧)组分被取代以改变它的光催化特性-筠]。song等制备的三层TiO2一SiO2薄膜在较高温度热3．1．1金属离子掺杂处理后仍能很好的分散在TiO一SiO网状结构在Ti02一SiO中掺杂金属离子，不仅能降低电子中，当TiO发生核化、晶化时能够从TiO：纳米晶捕集更一空穴对的复合率，改善光催化效果，还可拓展吸收波多的电子一