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《zrolt2gt摻雜tiolt2gt納米光催化薄膜的制備及其性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、摘要摘要在光催化降解有機(jī)物方面，Ti02是最具有代表性的光催化材料之一。Ti02吸收了一定能量的光子后，價(jià)帶電子受激發(fā)進(jìn)入導(dǎo)帶，形成了具有強(qiáng)氧化性和強(qiáng)還原性的空穴一電子對(duì)，從而表現(xiàn)出光催化活性。制備負(fù)載型Ti02薄膜是解決顆粒狀Ti02催化劑難回收、易凝聚和二次污染等問(wèn)題的有效方法之一，但是由于純Ti02薄膜對(duì)自然光的利用率不高、化學(xué)穩(wěn)定性差以及易磨損等缺點(diǎn)，限制了其在實(shí)際生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。本項(xiàng)研究討論了各項(xiàng)工藝參數(shù)與薄膜的光催化效率和薄膜硬度的關(guān)系，這對(duì)今后進(jìn)一步研制耐磨光催化薄膜具有重要意義。本研究采用溶膠一凝膠法分別制備
2、了Ti02溶膠和Zr02溶膠，用混膠法制備了復(fù)合溶膠，并用溶膠一凝膠浸漬提拉法制備了負(fù)載型光催化薄膜。制備工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)。通過(guò)不同條件下制備的薄膜的各項(xiàng)性能的對(duì)比，得出了最佳工藝參數(shù)。利用納米粒度分析儀和x射線衍射儀對(duì)溶膠的粒度、顆粒尺寸分布以及晶粒大小和晶型轉(zhuǎn)變進(jìn)行了考察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)溶膠濃度對(duì)粒度分布影響不大，溶膠性質(zhì)穩(wěn)定，顆粒粒度分布比較集中，大多數(shù)都在40nm以下。PEG的加入有利于顆粒的分散；Zr02的摻雜能夠延遲Ti02晶相轉(zhuǎn)變溫度，而且能夠有效抑制晶粒的長(zhǎng)大。利用掃描探針顯微鏡和掃描電子顯微鏡對(duì)薄膜的表面形貌進(jìn)行
3、了觀察，發(fā)現(xiàn)PEG的添加有利于薄膜表面顆粒的分散，能形成均勻分布的氣孑L，適當(dāng)增加薄膜表面的粗糙度；Zr02的加入能抑制晶粒的長(zhǎng)大，而且使顆粒形貌發(fā)育得更加完善。結(jié)合TG—DSC和XRD曲線分析了熱處理過(guò)程中有機(jī)物分解情況和晶型轉(zhuǎn)變情況，從而制定了合理的溫度制度。通過(guò)對(duì)Zr02薄膜的XRD分析，發(fā)現(xiàn)，本實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛑频梅€(wěn)定的四方相Zr02，而且利用紫外一可見(jiàn)光光譜分析方法證明了Zr02的摻雜使TiOz薄膜的吸收邊帶紅移，這就提高光催化劑薄膜的可見(jiàn)光的利用率。通過(guò)光催化實(shí)驗(yàn)，討論了Zr02、表面活性劑PEG的含量、熱處理溫度、光強(qiáng)度對(duì)
4、光催化效率的影響。隨著PEG和Zr02含量豹增加，薄膜的光催化效率先升高后降低，這是由薄膜的表面形貌和電子一空穴分離的效率決定的。對(duì)于確定的光源，光強(qiáng)度越大，光催化體系吸收的光子越多，越有利于光催化反應(yīng)的進(jìn)行。對(duì)于光催化薄膜的耐磨性的研究還很少有見(jiàn)報(bào)道，本實(shí)驗(yàn)對(duì)薄膜的硬度進(jìn)行了初步探討，發(fā)現(xiàn)，合理的組成材料，適當(dāng)組分的相對(duì)含量有利于薄膜硬度的提高。Zr02作為機(jī)械強(qiáng)度高，耐磨性能好，硬度大的常用的力學(xué)性能良好的材料與華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文Ti02復(fù)合不僅提高了薄膜的光催化效率，還大大的增加了薄膜的硬度。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)工藝，薄膜的硬
5、度并不是按Zr02含量的增加而遞增，而是有一個(gè)最佳值。薄膜的厚度對(duì)薄膜的硬度也有影響，當(dāng)薄膜的層數(shù)達(dá)到一定值后，薄膜的硬度不再增加，反而降低。關(guān)鍵詞：溶膠一凝膠、薄膜、Ti02、Zr02、耐磨IlAbstractInthefieldofphotocatalyticdegradationorganicmatter，titaniumdioxideisoneofthemostrepresentativephotocatalyticalmaterials．Whentitaniumdioxideabsorbsacertainamounto
6、fphotons，valence—gapelectronisexcitedandentersconduct-gapandresultsinhole-electronpairswhichhasstrongdeoxidationandoxidation，thusappearsphotocatalysis。Preparationoftitaniumdioxidefilmimmobilizatedisaneffectivewaytosolvesuchproblemsoftitaniumdioxideaspowderanactivator
7、whichishardtoreclaim、easytoagglomerateandcausesdoublepollutionAspuretitaniumdioxidefilmcannotusethelighteffectivelyandit’Suncertaininchemicalstabilityandeasytoabrade，it、Suseisgreatlylimitedinproductionandpeople’Slife．Thisreseachdiscussedtherelationbetweenprocessparam
8、eterandthephotocatalysiseffiencyandhardnessoffilm．Ithasthesignificanceonthefatherstudyofphotocatalyticalfilmwithenduranceofabrading
