纖維負(fù)載納米TiO2-SiO2氣凝膠復(fù)合光催化劑的制備及自清潔性能研究.pdf

1、TiO2具有光催化活性高、化學(xué)穩(wěn)定性好、價(jià)廉無毒、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，是目前公認(rèn)的最有前景的綠色環(huán)保的光催化材料之一。但是由于TiO2存在太陽能利用率低、光催化效率較低、粉體容易聚集且難以回收等缺點(diǎn)而限制了其更好的推廣應(yīng)用。近年來，國內(nèi)外學(xué)者針對(duì)這些問題做了大量改性和負(fù)載研究，取得了不錯(cuò)的成績。但是，依然存在很多問題。如負(fù)載織物時(shí)由于TiO2光催化氧化的無選擇性，致使織物光催化脆損就是其中的一大難點(diǎn)。
　　為了改善因負(fù)載TiO2對(duì)織

2、物的損傷，研究采用SiO2氣凝膠作為阻隔層先負(fù)載于織物，然后再負(fù)載TiO2，這樣利用SiO2化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)保護(hù)織物免于損傷，同時(shí)利用SiO2氣凝膠比表面積大、吸附性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，充分發(fā)揮光催化降解性能，達(dá)到較好的自清潔效果，同時(shí)具有優(yōu)異的抗紫外線性能。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)不同溶劑C、N共摻雜納米TiO2的低溫制備及可見光下光催化性能研究及比較。
　　以葡萄糖、尿素、硝酸為改性原料，結(jié)合四氯化鈦?zhàn)鳛殁佋?，分別采

3、用水和乙醇作為溶劑，在180℃條件下合成一系列C、N摻雜的TiO2?？疾觳捎貌煌軇┲苽涞碾x子摻雜型光催化劑的晶型結(jié)構(gòu)、能帶結(jié)構(gòu)以及晶粒尺寸等的影響規(guī)律;探討并比較離子摻雜型TiO2在可見光下的光催化活性。結(jié)果表明，采用一步熱處理法制備的樣品粒徑均較小，在10nm以下。采用乙醇作為溶劑制備的樣品為銳鈦礦型，采用水作為溶劑制備的樣品為銳鈦礦型和金紅石型的混晶。所制備的樣品比表面積都較大，采用乙醇作為溶劑制備的樣品其比表面積更大。采用乙醇作

4、為溶劑制備的C/N共摻雜的納米TiO2，在可見光下對(duì)羅丹明B(RhB)光照3h，其降解率達(dá)到98.1％;對(duì)苯酚光照5h，其降解率達(dá)到58.13％，其降解率較在水溶液中制備的C/N共摻雜的納米TiO2要高。
　　(2)N-TiO2/SiO2氣凝膠/柔性纖維復(fù)合光催化劑的制備及太陽光下自清潔性能研究。
　　采用3-氨丙基三甲氧基硅氧烷(APTMS)對(duì)SiO2氣凝膠功能化改性，然后制成相應(yīng)的水分散液，通過傳統(tǒng)的浸-軋-烘工藝將改性

5、的SiO2氣凝膠接枝到纖維表面。按照同樣的方法，將N-TiO2整理到此織物上，制得N-TiO2/SiO2氣凝膠/柔性纖維復(fù)合光催化材料。研究復(fù)合光催化劑對(duì)織物的紫外線防護(hù)性能影響規(guī)律;系統(tǒng)考察復(fù)合光催化劑對(duì)纖維制品斷裂強(qiáng)力的影響規(guī)律;重點(diǎn)探討三元復(fù)合光催化材料對(duì)污物如RhB的自清潔效果以及可重復(fù)利用性能。結(jié)果表明，N-TiO2和N-TiO2/SiO2氣凝膠整理的棉織物UPF值均為50+，屬于極好的紫外線防護(hù)級(jí)別。在太陽光下采用RhB作為