全氟磺酸樹脂-二氧化鈦復(fù)合膜制備及光催化性能研究.pdf

1、TiO2是一種最優(yōu)異的光催化材料。這種獨(dú)特的性質(zhì)在環(huán)保領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注,一直是材料領(lǐng)域的各國(guó)學(xué)研究和應(yīng)用開發(fā)熱點(diǎn)。由于粉末態(tài)TiO2容易流失,不但造成資源浪費(fèi),而且引起環(huán)境污染,因此TiO2的固定化技術(shù)是其應(yīng)用研究的主要任務(wù)。目前,TiO2的負(fù)載方法主要包括溶膠-凝膠法、沉積法和自主裝成膜法(SA)等。載體多為無機(jī)材料,以來源廣、成本低的硅酸鹽為主,其次還有金屬、活性炭等,常見的如玻璃類、陶瓷類、高分子聚合物類、吸附劑類、陽離子交換劑類

2、、金屬類。
　　 本文采用全氟磺酸樹脂為改性劑或載體,制備出各種全氟磺酸樹脂/TiO2復(fù)合膜,并通過各種檢測(cè)手段研究了復(fù)合膜的微觀結(jié)構(gòu)和光催化性能及其穩(wěn)定性。本文主要成果如下:
　　 (1)利用載玻片為載體,通過溶膠一凝膠法,制備了全氟磺酸樹脂/TiO2復(fù)合膜。利用XRD、FT-IR和SEM表征了復(fù)合膜的結(jié)構(gòu),并對(duì)這種復(fù)合膜進(jìn)行了性能評(píng)估。
　　 (2)利用全氟磺酸樹脂薄膜為載體,通過原位溶膠-凝膠法,制備了全氟

3、磺酸樹脂/TiO2復(fù)合膜。XRD結(jié)果顯示復(fù)合膜中全氟磺酸樹脂的晶型保持得很好,二氧化鈦是由銳鈦礦型,板鈦礦型和金紅石型混合存在;復(fù)合膜具有一定的光催化能力,紫外光照射1 h,甲基橙的降解率為31.3％。
　　 (3)以銳鈦礦TiO2粉末為原材料,通過全氟磺酸樹脂薄膜重鑄法,成功制備全氟磺酸樹脂/TiO2復(fù)合膜。其光催化性能較高,m(TiO2)％=5％的復(fù)合膜,紫外光照30 min,甲基橙降解率達(dá)到將近60％。TiO2的含量對(duì)復(fù)合

4、膜的光催化效率并沒有顯著地影響。復(fù)合膜經(jīng)過5次光催化實(shí)驗(yàn)之后,仍然保持穩(wěn)定的光催化效率。
　　 (4)TiO2銳鈦礦溶膠為原料,同樣以全氟磺酸樹脂薄膜重鑄技術(shù)為基礎(chǔ)制備了全氟磺酸樹脂/TiO2復(fù)合膜。結(jié)構(gòu)分析顯示,全氟磺酸樹脂溶液與TiO2溶膠混合時(shí),迅速產(chǎn)生絮凝反應(yīng),干燥形成薄膜之后,絮凝顆粒比較均勻地分布在復(fù)合膜內(nèi)。XPS和FT-IR分析表明,全氟磺酸樹脂和TiO2顆粒之間存在Ti-O-S鍵和氫鍵作用,全氟磺酸樹脂骨架結(jié)構(gòu)沒