非晶態(tài)TiO-,2--WO-,3-復(fù)合薄膜光催化活性的影響因素研究.pdf

1、環(huán)境污染的治理已成為目前人類亟待解決的問(wèn)題之一，在治理過(guò)程中如何利用清潔能源、避免二次污染的產(chǎn)生更是人們所關(guān)注的熱點(diǎn)。TiO2光催化材料在這方面存在著廣泛的應(yīng)用前景。目前，許多學(xué)者都已通過(guò)摻雜其他元素或半導(dǎo)體復(fù)合方式對(duì)TiO2進(jìn)行了改性以提高其光催化性能。但是，這些研究多集中在如何提高TiO2光催化活性方面，對(duì)其在使用過(guò)程中的活性變化等性能研究較少，尤其是對(duì)非晶態(tài)TiO2，目前還處于初步的探索研究中。本課題擬對(duì)非晶態(tài)TiO2基光催化薄膜

2、的使用性能進(jìn)行深入研究。
　　 本課題采用射頻磁控反應(yīng)濺射法在玻璃基片上沉積非晶態(tài)納米WO3、TiO2/WO3復(fù)合薄膜。用X射線衍射儀(XRD)、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、X光電子能譜(XPS)、掃描電子顯微鏡(SEM)等測(cè)試手段研究分析薄膜的組分、結(jié)構(gòu)、表面形貌等微觀性能。光催化活性用薄膜對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率來(lái)表征，使用紫外燈作為照射源?？疾煜鄬?duì)復(fù)合量、復(fù)合層厚度、基片種類、催化劑用量以及光源等對(duì)非晶TiO2/WO3薄膜光催化活性的影

3、響，并重點(diǎn)探討薄膜在使用過(guò)程中的活性變化、失活、活性再生及循環(huán)使用情況。
　　 XRD、XPS、SEM等研究表明：本課題制備的TiO2/WO3復(fù)合薄膜為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)；薄膜中的Ti全部以TiO2的形式存在，W以單質(zhì)W及WO3的形式存在，Ti、W原子的比例為1.6∶1；薄膜表面平整、孔隙分布均勻。
　　 對(duì)薄膜催化性能的研究表明：?jiǎn)我坏腤O3薄膜對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率為56.3％，通過(guò)半導(dǎo)體復(fù)合方式制得的TiO2/WO3薄膜對(duì)亞甲

4、基藍(lán)的降解率可達(dá)90％以上。對(duì)薄膜在使用過(guò)程中的活性研究表明：?jiǎn)我坏腤O3薄膜基本不具備連續(xù)使用性能，而新鮮的非晶態(tài)TiO2/WO3薄膜，在重復(fù)使用6次過(guò)程中光催化活性可保持在85％以上，7次使用后隨著副產(chǎn)物的積累，光催化活性銳減。10次使用后，光催化活性基本喪失。通過(guò)超聲水洗方式可以使9次使用后的非晶態(tài)TiO2/WO3薄膜對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率從10.3％恢復(fù)至79.2％。活性再生及循環(huán)使用試驗(yàn)表明，非晶態(tài)TiO2/WO3薄膜在四次循環(huán)中