納米TiO2水溶膠的低溫改性及在功能性棉織物上的應(yīng)用研究.pdf

1、納米 TiO2因其表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等特點(diǎn)，同時(shí)還兼具優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、無毒性、成本低等優(yōu)點(diǎn)在眾多領(lǐng)域受到廣泛應(yīng)用，將納米TiO2應(yīng)用于紡織品中，可賦予織物抗紫外線、抗菌、降解VOC和自清潔等功能。但納米 TiO2也存在帶隙較寬，光生載流子復(fù)合率高等缺陷，在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍，并且現(xiàn)有的工業(yè)化制備 TiO2的工藝需要高溫煅燒才能獲得結(jié)晶良好的粉體或薄膜，這限制了TiO2在柔性紡織材料中的應(yīng)用。<

2、br>　　為了解決 TiO2光催化材料本身的缺陷，本文制備改性納米 TiO2，將貴金屬 Ag微粒負(fù)載在其表面，并通過金屬（Fe、La）或非金屬（N）元素?fù)诫s進(jìn)納米TiO2等方法來提高光量子產(chǎn)率，拓寬光響應(yīng)范圍，提高光催化活性；同時(shí)，本文還對(duì)納米TiO2溶膠在低溫條件下應(yīng)用于棉織物多功能整理時(shí)的熱晶化處理方式、分散性以及納米粒子與纖維間的結(jié)合牢度等方面進(jìn)行了較深入的研究。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　Ag負(fù)載 TiO2納米晶的低溫制備及性

3、能研究。采用改進(jìn)的溶膠-凝膠法在低溫條件下制備Ag負(fù)載納米TiO2，探討了DEA作為絡(luò)合劑和輔助還原劑的作用機(jī)理及反應(yīng)順序，分析反應(yīng)過程中各類因素對(duì)Ag負(fù)載納米TiO2的影響。結(jié)果表明：所制備的改性納米TiO2均具有銳鈦礦相，結(jié)晶度高，晶粒尺寸在6-9nm，Ag團(tuán)簇在TiO2表面分布均勻。負(fù)載于TiO2表面的Ag微粒與TiO2之間形成肖特基勢(shì)壘，具有較強(qiáng)的電子接受和傳遞能力，能夠有效的抑制TiO2體相內(nèi)電子-空穴的復(fù)合，使TiO2的光催

4、化性能明顯提高。性能測(cè)試顯示，在本實(shí)驗(yàn)條件下，3％Ag/TiO2的光催化效果最為優(yōu)異，并且由于TiO2表面Ag納米粒子的等離子共振吸收，使得納米TiO2在可見光區(qū)域也具有光催化性能。同時(shí)，Ag/TiO2粉體具有 Ag抗菌和光觸媒抗菌的雙重效果，復(fù)合材料的抗菌性能也隨著Ag負(fù)載量的增大逐漸提升。
　　基于Ag負(fù)載的雙元素協(xié)同改性納米TiO2的制備及性能研究。為進(jìn)一步提高TiO2的光催化性能，從提高量子產(chǎn)率、抑制光生電子-空穴的復(fù)合以

5、及拓寬光響應(yīng)范圍等角度出發(fā)，在納米TiO2表面負(fù)載Ag單質(zhì)的基礎(chǔ)上，以Fe、N和La等為共同摻雜元素，通過溶膠凝膠一步法直接摻雜離子來制備改性納米TiO2，利用摻雜離子與Ag之間的協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)一步提高其光催化性能，并利用雜化軌道理論分析和研究了摻雜后納米TiO2光催化性、光響應(yīng)范圍和使用能力提高的原因。研究表明：通過摻雜金屬或非金屬元素，可窄化禁帶寬度，在可見光條件下也可激發(fā)其產(chǎn)生光催化能力，拓寬了TiO2的光響應(yīng)范圍，或者降低光生電子

6、與空穴的復(fù)合概率，同時(shí)利用摻雜元素與Ag的協(xié)同作用，進(jìn)一步提高納米TiO2光催化活性。與未摻雜或單一摻雜的TiO2相比，雙元素改性納米TiO2在紫外和可見光下對(duì)亞甲基藍(lán)都有很好的降解效果，且改性TiO2的光催化活性主要取決于摻雜離子的特性和濃度以及與Ag之間的協(xié)同作用。
　　納米TiO2的分散、生長(zhǎng)控制及在棉制品多功能整理中的應(yīng)用。改性納米TiO2溶膠應(yīng)用于棉制品的多功能整理，分析三種整理工藝對(duì)TiO2晶化和分散效果的影響，測(cè)試整