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(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工業(yè)和生活廢水等污染物給自然環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的破壞。為了響應(yīng)政府提倡節(jié)能減排、低碳生活、保護(hù)自然環(huán)境的號(hào)召,各研究機(jī)構(gòu)相應(yīng)地開展新能源技術(shù)和材料的研究。其中,TiO2薄膜光催化劑是一種新型的半導(dǎo)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(yīng)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(lǐng)域,起到保護(hù)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(jìn)行退火處理。研究了N摻雜量、熱解溫度和退火溫度等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)TiO2薄膜結(jié)構(gòu)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(duì)N摻雜TiO2薄膜的結(jié)構(gòu)與光催化性能的影響中發(fā)現(xiàn),熱解溫度低于400℃時(shí),TiO2薄膜主要以無(wú)定型結(jié)構(gòu)為主,表面顆粒分布平整,對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的光催化效果差；400

3、℃時(shí),薄膜轉(zhuǎn)變成銳鈦礦結(jié)構(gòu),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(lán)溶液降解率93.2％；溫度超過(guò)500℃時(shí),薄膜出現(xiàn)銳鈦礦和微弱金紅石的混晶結(jié)構(gòu),光催化活性開始減弱。
　　 2、在N摻雜量對(duì)TiO2薄膜的結(jié)構(gòu)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(wú)定型轉(zhuǎn)變,沒(méi)有出現(xiàn)TiN的物相。當(dāng)N摻雜量為4 at.％時(shí),TiO2薄膜表面顆粒均勻,禁帶寬度為3.14 eV,