不銹鋼表面二氧化鈦復(fù)合膜層的制備及其性能研究.pdf

1、近年來(lái)，環(huán)境污染中的有機(jī)物污染越來(lái)越嚴(yán)重，而且存在有機(jī)物濃度高、生物降解性差和生物毒性等特點(diǎn)。納米TiO2可以利用部分太陽(yáng)光能，使光催化反應(yīng)在常溫常壓下進(jìn)行，具有降解水中污染物、凈化空氣、殺菌和超親水性等方面性能，并且反應(yīng)速度快、對(duì)污染物治理徹底、沒有二次污染等特點(diǎn)，十分符合環(huán)境治理中高效率低消耗的要求。但是粉末狀納米TiO2光催化劑存在易失活、易凝聚、難于分離回收等缺點(diǎn)，給實(shí)用化及工業(yè)化帶來(lái)一定的困難。克服這一障礙的有效途徑是制備負(fù)載

2、型TiO2光催化劑，即二氧化鈦薄膜。本文利用多弧離子鍍技術(shù)在304不銹鋼表面滲鍍純鈦膜層，并在純鈦膜層的基礎(chǔ)上，利用微弧氧化技術(shù)通過改變微弧氧化電解液成分而形成SnO2摻雜的TiO2/Ti復(fù)合膜層，用掃描電鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜儀(XPS)、紫外-可見光光分度計(jì)以及電化學(xué)工作站等分析手段研究微弧氧化復(fù)合膜層的組織結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、光催化性能和耐腐蝕性能。主要研究結(jié)果如下:
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3、)在304不銹鋼表面多弧離子鍍滲鍍純鈦膜層由滲層和鍍層組成，膜層成分在膜基界面呈梯度過渡，使得膜層與基體具有較好的結(jié)合力。
　　(2)微弧氧化處理后膜層表面平整，存在大量孔隙，多弧離子鍍固有的大顆粒對(duì)膜層沒有影響。在微弧氧化電解液中添加錫酸鹽后形成的復(fù)合膜層的孔隙率增加，孔隙分布也更加均勻，比表面積增大。
　　(3)離子滲鍍Ti和微弧氧化后形成的復(fù)合膜層主要有純鈦、銳鈦礦、金紅石以及少量氧化錫等物相組成，隨微弧氧化時(shí)間延長(zhǎng)和

4、電解質(zhì)濃度升高銳鈦礦相對(duì)含量減少。計(jì)算表明所得的二氧化鈦的晶粒尺寸均達(dá)到納米級(jí)。
　　(4)微弧氧化反應(yīng)后形成了TiO2-SnO2復(fù)合半導(dǎo)體，膜層由滲鈦層、純鈦層和微弧氧化層組成。
　　(5)微弧氧化溶液中適量錫酸鹽的加入有利于復(fù)合膜層光催化效率的提高，但過多的SnO2摻雜則導(dǎo)致膜層光催化性能降低。較長(zhǎng)的微弧氧化時(shí)間，也會(huì)使得膜層銳鈦礦型二氧化鈦的相對(duì)含量減少，膜層的光催化效率降低。
　　(6)微弧氧化形成的復(fù)合膜層的