超聲噴霧熱解法制備多功能納米TiO2薄膜及其性能研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,工業(yè)和生活廢水等污染物給自然環(huán)境帶來嚴重的破壞。為了響應政府提倡節(jié)能減排、低碳生活、保護自然環(huán)境的號召,各研究機構相應地開展新能源技術和材料的研究。其中,TiO2薄膜光催化劑是一種新型的半導體材料,由于具有光催化活性、光致親水性和抗菌除臭等性能,可以廣泛地應用到工業(yè)污水處理、空氣凈化、抗菌除臭和防霧自清潔等領域,起到保護自然環(huán)境的作用。
　　 為了制備多功能、低成本、高效率的TiO2薄膜催化劑,本文以鈦酸丁酯

2、為鈦源,氨水為N摻雜源,采用超聲噴霧熱解法在玻璃襯底上制備了N摻雜TiO2薄膜和陶瓷襯底上制備了TiO2薄膜,并進行退火處理。研究了N摻雜量、熱解溫度和退火溫度等實驗條件對TiO2薄膜結(jié)構和光催化活性、親水性、殺菌等性能的影響。主要得到以下結(jié)果:
　　 1、在熱解溫度對N摻雜TiO2薄膜的結(jié)構與光催化性能的影響中發(fā)現(xiàn),熱解溫度低于400℃時,TiO2薄膜主要以無定型結(jié)構為主,表面顆粒分布平整,對亞甲基藍溶液的光催化效果差；400

3、℃時,薄膜轉(zhuǎn)變成銳鈦礦結(jié)構,表面顆粒均勻致密,光吸收邊發(fā)生紅移,禁帶寬度為3.14 eV,取得最大的亞甲基藍溶液降解率93.2％；溫度超過500℃時,薄膜出現(xiàn)銳鈦礦和微弱金紅石的混晶結(jié)構,光催化活性開始減弱。
　　 2、在N摻雜量對TiO2薄膜的結(jié)構與光催化性能的影響中發(fā)現(xiàn),隨著N摻雜量的增加,TiO2薄膜由銳鈦礦向無定型轉(zhuǎn)變,沒有出現(xiàn)TiN的物相。當N摻雜量為4 at.％時,TiO2薄膜表面顆粒均勻,禁帶寬度為3.14 eV,