納米二氧化鈦薄膜的制備及金屬離子摻雜對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能的影響.pdf

1、近年來(lái)，隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的迅速發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)峻。各國(guó)都將環(huán)境污染治理作為頭等大事，紛紛投入巨資用于環(huán)境凈化材料和環(huán)境污染治理技術(shù)等方面的研究，其中光催化消除和降解污染物成為最活躍的一個(gè)研究方向。利用二氧化鈦的光催化氧化和親水性，可以開(kāi)發(fā)出新型的自清潔材料，并有著廣泛的應(yīng)用前景。 本實(shí)驗(yàn)采用溶膠－凝膠法制備了摻雜Mg2+和Li+的TiO2薄膜。采用SEM、UV－Vis、XRD、XPS、IR等手段系統(tǒng)的對(duì)薄膜和粉末樣品進(jìn)行表

2、征，并對(duì)摻雜前后TiO2薄膜親水性能和光催化降解甲基橙溶液進(jìn)行研究。主要研究進(jìn)展及成果如下： 1. 在紫外光的照射下，TiO2薄膜表現(xiàn)了明顯的親水性，且對(duì)低濃度甲基橙顯示了明顯的除去效果，同時(shí)表明薄膜的厚度對(duì)催化活性的提高只在一定范圍內(nèi)有效。 2. 對(duì)Mg2+摻雜的TiO2體系進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)Mg2+摻雜阻礙了TiO2的晶型轉(zhuǎn)變（銳鈦礦 金紅石），且隨著Mg2+摻雜量的增加，晶型轉(zhuǎn)變?cè)讲蝗菀装l(fā)生；Mg2+在TiO2高溫

3、相（金紅石）的固溶度低于在TiO2低溫相（銳鈦礦）的固溶度。摻入Mg2+后，TiO2薄膜的紫外－可見(jiàn)吸收光譜發(fā)生藍(lán)移，且有良好的透光率。在紫外光的照射下，摻雜Mg2+增強(qiáng)了TiO2薄膜親水性，但是卻降低了對(duì)甲基橙溶液的光催化效果。 3. 對(duì)Li+摻雜的TiO2體系進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)Li+摻雜促進(jìn)TiO2的晶型轉(zhuǎn)變（銳鈦礦 金紅石），且隨著Li+摻雜量的增加，這種促進(jìn)作用開(kāi)始增強(qiáng)，當(dāng)摻雜量繼續(xù)增加時(shí)，這種促進(jìn)作用又開(kāi)始減弱；Li+在