第42卷第10期 2012年10月
涂料工业
PAINT COATINCS INDUSTRY
薄膜的低温制备以及工艺优化和性能研究
Tio
李勇，艾凡荣，闫洪（南昌大学机电工程学院，南昌330031）
Vol.42No. 10 Oct.2012
摘要：采用改进落胶-凝胶法，通过浸渍-提拉工艺在载玻片表面低温制备了锐钛型纳米TiO，薄膜，探讨了水量、pH、水浴时间等工艺参数对TiO，的品晶型及光催化活性的影响。利用XRD、FT-IRSEM和UV-Vis光谱等手段对薄膜的物相、结构、表面形貌以及光吸收特性进行了表征，并利用紫外光激发下降解亚甲基蓝溶液来评价TO，薄膜的光催化活性。结果表明：在低温条件下，所得TiO，薄膜表面均匀平整；随着水量的增加和pH的降低，TiO，晶化程度逐渐提高；水浴前后所制备的TO，薄膜对紫外光都表现出了极强的吸收特性；水浴处理有利于提高纳米TO，薄膜的催化活性，80℃水浴8h后Ti0，薄膜对亚甲基蓝溶液的降解率从20.9%提高到72.1%。
关键词：落胶-凝胶；低温；TiO，薄膜；光催化
中图分类号：TQ635.4
文献标识码：A
文章编号：02534312(2012)10004905
PreparationandProcessOptimizationofTiO,Filmat LowTemperatureandStudy onItsPerformance
LiYong，Ai Fanrong，Yan Hong
(School of Mechanical & Electrical Engineering, Nanchang Unisersity, Nanchang 330031, China)
Abstract : The nano crystallite anatase phase TiO, thin films were prepared by improved sol gel meth-od at low temperature and dipping process on the surface of glasses. The effect of different process condi-tions, such as water amount, pH and bathing time on the crystal structure and photocatalytic activity of TiO, was studied. Their phase, crystal structure,surface morphology and light absorption properties were charac terized by XRD, FT IR, SEM and UV Vis spectra respectively. And the photocatalytic activity of thin films was evaluated by the degradation of methylene blue solution under UV irradiation. The results indicate that the TiO, thin films prepared at low temperature possessed a uniform surface, and the crystallization de gree of TiO, was improved with the increasing of water amount and decreasing of pH. The TiO, thin films be-fore and after water bathing showed a strong absorption property to the ultraviolet light. And water bathing was helpful for improvement of the photocatalytic activity of nano TiO, thin films. The degradation degree of the methylene blue solution was increased from 20. 9% to 72. 1% with water bathing at 80 C/8 h.
Key Words:sol gel; low temperature; TiO, thin films; photocatalysis
自1972年Fujishima等{"]发表了关于TiO，电极在紫外光照条件下分解水以来，人们开始致力于对半导体光催化技术的研究，因为半导体光催化剂不仅具有良好的催化活性，而且无二次污染。其中纳米TiO，光催化剂由于无毒、稳定性好、康价以及催化活性高等优点而成为人们的主要研究对象，是目前最受关注和具有广阔应用前景的光催化剂[2-5]
近年来，国内外关于二氧化钛及其应用的研究逐渐增多、研究工作集中在粉体和薄膜上，但是粉体颗粒易团聚、难以回收等缺点限制了它的使用()。因此纳米TiO，薄膜的制备方法备受关注，溶胶-凝胶法因为制备工艺简单、便于操作、所得产品纯度高等优点面成为制备TiO，薄膜的常用方法之一。传统
的制备工艺需要对预涂膜进行高溢缎烧处理，促进薄膜的析晶，制备具有光催化活性的纳米TiO，薄膜，但是较高的热处理温度严重限制了基材的使用范围；或者将溶胶进行高压水热处理，但是这对实验设备以及实验操作具有较高的要求，不利于 TO，薄膜的大规模制备；或者将溶胶进行长时间的陈化析晶处理，该方法简单易行，但是制备周期较长，不利于实际运用[7-9]
本研究采用改进溶胶-凝胶法，通过低温水处理制备了具有良好光催化活性的纳米TIO，薄膜，避免了高温热处理，拓宽了TiO，薄膜的应用领域；而且设备简单易行，操作方便，制备周期短，便于TiO，薄膜的大规模制备，并进一步对纳米 TiO，薄膜的制备工艺以及所得TiO，薄膜的光催化活性进行
【基金项目］国家自然科学基金(51102131，51165032），江西省教育厅科技项目（GJJ12036），江西省高等学校科技创新国队计划资助项目（00008713）
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应用研究