納米二氧化鈦自清潔氟碳鋁單板的低溫制備.pdf

1、自Fujishima等人對外公布了TiO2電極光分解水的重大發(fā)現(xiàn)以來，在催化領(lǐng)域掀起了大規(guī)模的探索，其中TiO2在紫外光照條件下具有優(yōu)異的光催化活性，能夠有效去除污染物質(zhì)，不會對環(huán)境形成二次污染，是目前發(fā)現(xiàn)的最有效并實現(xiàn)工業(yè)化運用的催化劑。
　　 氟碳鋁單板因其質(zhì)量輕、剛性好、強度高以及耐候性好等優(yōu)點而被用作為新型建筑材料。但是嚴(yán)重的社會污染，為氟碳鋁單板的清潔維護帶來了難題，這使得人們熱衷于研發(fā)一種具有自清潔能力的氟碳鋁單板。

2、
　　 本文主要針對氟碳鋁單板制備了自清潔涂層，將納米TiO2溶膠涂覆在氟碳鋁單板表面，對溶膠的制備工藝體系以及自清潔氟碳鋁單板的各項性能進(jìn)行了系統(tǒng)性的探索。以氟碳鋁單板為試驗基材，鈦酸四正丁酯為前驅(qū)材料，首先采用改進(jìn)溶膠-凝膠法在水浴環(huán)境下制好TiO2水溶膠，而后采用浸漬-提拉法在氟碳鋁單板表面涂膜。研究了水的使用量、pH值以及水浴溫度和水浴時間等工藝參數(shù)對溶膠性能以及自清潔氟碳鋁單板表面涂膜性能的影響。采用激光粒度儀對溶膠粒

3、度進(jìn)行表征分析;采用X射線衍射儀和傅里葉變換紅外光譜儀對TiO2粉體的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征;使用掃描電鏡對自清潔氟碳鋁單板的表面形貌進(jìn)行了觀察;用紫外-可見光分光光度計對自清潔涂層的吸收光譜進(jìn)行了分析;通過紫外燈光照對自清潔氟碳鋁單板的親水性能以及催化性能展開了測試分析。
　　 研究結(jié)果表明，鈦酸丁酯的水解程度隨著水量的增加和pH的減小而趨于完全，溶膠性質(zhì)穩(wěn)定，TiO2的晶體結(jié)構(gòu)趨于完善;在酯水比為1∶120，pH=2時，鈦酸丁酯

4、處于完全水解狀態(tài)，溶膠性能穩(wěn)定能夠長期放置，TiO2表現(xiàn)為晶型良好的銳鈦礦型。通過水浴加熱后，鈦酸丁酯都為完全水解，加熱溫度的升高或者加熱時間的延長，有利于提升TiO2的結(jié)晶程度，具有“時溫等效效應(yīng)”;經(jīng)過80℃恒溫水浴8h后溶膠性能穩(wěn)定，顆粒尺寸均勻，為晶型良好的銳鈦礦晶型，將此條件下制備的TiO2溶膠用以制備自清潔氟碳鋁單板。
　　 研究結(jié)果表明，自清潔氟碳鋁單板涂層表面致密，晶體顆粒尺寸細(xì)小均勻，直徑約為10-40nm;在

5、360nm附近的紫外光趨于表現(xiàn)出了強烈的吸收特性，并且水浴處理促進(jìn)了涂層吸收邊沿的紅移，拓寬了涂層的光響應(yīng)范圍。在紫外光照射條件下，氟碳鋁單基材的水接觸角接近70°，而自清潔氟碳鋁單板表現(xiàn)出了良好的親水特征，照射3h后水接觸角＜10°，延長照射時間，接觸角趨于0°，表現(xiàn)為超親水性;采用亞甲基藍(lán)溶液作為目標(biāo)降解物對自清潔氟碳鋁單板的光催化活性進(jìn)行了研究表征。
　　 研究結(jié)果表明，該條件下制備的自清潔氟碳鋁單板表現(xiàn)出了良好的光催化活