具有防雾、自清洁功能的TiO2光催化薄膜性能研究

摘要

本文根据大量国内外文献，对二氧化钛光催化亲水性材料的发展以及研究现状进行评述，对二氧化钛薄膜亲水性原理以及制备工艺做了分析讨论。成功制备了TiO2薄膜、TiO2-SiO2薄膜，TiO2-SiO2-WO3薄膜，实验结果表明：SiO2、WO3的加入对TiO2薄膜亲水性具有不同程度的改善，其中TiO2-SiO2-WO3复合薄膜效果最佳。
　　采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上成功制备了具有防雾、自清洁功能的TiO2薄膜，设计制作了镀膜装置，确定了制备TiO2薄膜的最佳工艺条件。研究了焙烧温度、镀膜层数、焙烧升温速度等影响因素对二元TiO2-SiO2复合薄膜亲水活性的影响。实验结果表明，焙烧温度为500℃，镀膜层数为3层，焙烧升温速度为5℃/min，SiO2与TiO2摩尔比为1:4时，所制得TiO2二元复合薄膜具有较高的亲水活性。
　　通过正交实验设计对TiO2-SiO2-WO3三元复合薄膜的亲水性进行研究。实验结果表明：SiO2加入量10mL、焙烧温度500℃、WO3加入量0.8mL、升温速率5℃/min时，可以制备具有超亲水性的TiO2复合薄膜，并具有较好的防雾效果。研究了TiO2-SiO2-WO3三元复合薄膜在暗处的维持性，实验表明：三元复合薄膜在暗室中维持超亲水性的时间可以达到5天。
　　研究不同甲基橙初始浓度、混合比例、紫外光照射时间等制备工艺对二氧化钛光催化活性的影响，通过对甲基橙的降解情况说明二氧化钛薄膜具有较好的光催化活性。