TiO-,2-納米晶的表面活性劑修飾及其超親水性薄膜的設(shè)計(jì)合成.pdf

1、近年來(lái)，TiO2納米材料由于具有比表面積大、紫外光吸收性能好、氧化還原性強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)毒等獨(dú)特的性能，在光電轉(zhuǎn)換、多相光催化以及防霧自清潔材料等許多領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注。但是，納米TiO2本身的強(qiáng)極性和高表面能使其小易分散在非極性介質(zhì)中，且在極性介質(zhì)中又易團(tuán)聚，以至于在很大程度上影響其性能發(fā)揮以及應(yīng)用。目前納米TiO2薄膜主要依賴(lài)紫外光照來(lái)實(shí)現(xiàn)超親水性，而從薄膜表面結(jié)構(gòu)入手設(shè)計(jì)合成非紫外光照超親水性納米TiO2膜是非常有意義的?；谝?/p>

2、上陳述，本論文開(kāi)展了TiO2納米晶的陰、陽(yáng)離子表面活性劑修飾及進(jìn)一步設(shè)計(jì)合成超親水性薄膜的研究。 本論文利用陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉(DBS)和陽(yáng)離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)分別對(duì)溶膠．水熱法合成的TiO2納米晶進(jìn)行修飾，重點(diǎn)考察了表面修飾的適宜條件，并通過(guò)FT-IR、XRD、Raman、TEM、Uv-Vis、SPS等測(cè)試技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行表征，揭示表面修飾機(jī)制及對(duì)TiO2光學(xué)和光生電荷轉(zhuǎn)移行為等的影響規(guī)律

3、。此外，利用可見(jiàn)光下降解染料污染物來(lái)評(píng)價(jià)樣品的光催化性能。結(jié)果表明：在適宜的pH范圍和表面活性劑用量條件下，DBS和CTAB基團(tuán)均能夠較好地修飾在TiO2納米粒子表面，以至于實(shí)現(xiàn)其由水相到有機(jī)相的轉(zhuǎn)移。兩種表面活性劑的修飾機(jī)制是不同的，DBS主要通過(guò)靜電吸引作用實(shí)現(xiàn)在酸性條件下的修飾。而CTAB可通過(guò)靜電作用和Br離子分別實(shí)現(xiàn)在堿性和酸性條件下的修飾。DBS和CTAB表面修飾后，TiO2納米晶的光催化性能得到明顯改善，這主要與表面修飾提

4、高了TiO2光生載流子分離效率、吸附有機(jī)物能力及可見(jiàn)光利用率等有關(guān)。 在表面活性劑修飾TiO2納米晶基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用其通過(guò)浸漬-提拉過(guò)程制備了薄膜，主要通過(guò)SEM、Raman、Uv-Vis、CA等測(cè)試技術(shù)對(duì)薄膜的組成、表面微結(jié)構(gòu)及潤(rùn)濕性能進(jìn)行表征，重點(diǎn)探討了薄膜表面微結(jié)構(gòu)、組成與性能的關(guān)系。結(jié)果表明：在紫外光未輻照的條件下，利用表面活性劑修飾的TiO2所獲得的薄膜樣品即表現(xiàn)出了超親水性，這主要與在薄膜表面形成了由TiO2納米粒