自组装制备碘离子掺杂二氧化钛薄膜及光催化活性研究.pdfVIP

捅要 目前使用的催化剂中，Ti02具有：①良好化学稳定性，②较高的光催化活 性，③无毒和④耐光化学腐蚀的特点，备受青睐，采用多种方法对二氧化钛进 行掺杂改性，进而提高其降解有机物的催化活性，是当前环境材料研究的热门 课题之一。 本文研究了低温液相系统中，以石英玻璃片为基底，采用自组装单层膜 (SAMs)，以碘酸钾为掺杂剂制备出碘离子掺杂二氧化钛薄膜。并以甲基橙 水溶液作为目标物，考察了不同的实验条件下，碘离子掺杂二氧化钛薄膜的 光催化活性影响主要因素。论文的主要研究进展如下： 1)在室温、pH为2．0的条件下，水浴处理4小时，得到．SH为外侧功能团 的SAMs，通过自组装方法制备了碘离子掺杂二氧化钛薄膜。 2)采用多种分析方法进行表征。透射电镜对该薄膜进行了物相及晶粒结构 的分析。表明碘离子掺杂二氧化钛薄膜由颗粒状纳米晶相组成，粒径为 5．10mn，并且具有良好的结晶效果。拉曼光谱分析进一步表明薄膜主要为金红 石和锐钛矿混合型，荧光发射光谱观察碘离子掺杂二氧化钛对可见光也有较明 显的响应，在450rim．500nm处有很强的荧光发射峰。 3)以甲基橙水溶液为目标物，研究了碘离子掺杂二氧化钛薄膜的活性 与光源能量、有无加入H202、目标物浓度、掺杂比例等因素的影响关系。结果 表明，碘离子掺杂Ti0。的光催化活性均有提高；碘离子含量为2珊n01／L时效 果最好， 4)在紫外光照射3h和可见光照射5h，甲基橙的降解率分别达到99．5％和 98％。在可见光照下，添加H202催化剂光催化效果lh的脱色率到达98％，较之 未添加H202的样品脱色率提到了57％； 5)在可见光条件下，碘离子掺杂二氧化钛薄膜经2次重复利用后，对 甲基橙水溶液的降解率从99．5％降为50％。碘离子掺杂二氧化钛薄膜的光催化 效果好，但是重复利用率低，尚需要深入研究。失活后再生的方法有在蒸馏水 中超声处理20min和在0．Imol／LH。02中超声处理5小时，脱色率分别提高了 14．2％和30．6％。 关键词：自组装，碘离子掺杂二氧化钛，光催化薄膜 Abstract its used is useddueto chemical Current catalysts，Ti02widespread stability, corrosionresistenceand activity,economy,photochemical photocatalytic numberof treatmentshavebeenconductedto in non．toxicity．Adoping modifyTi02 orderto its materialhas activity．Currently,Ti02composite improvephotocatalytic focus． becomeresearch Inthis nanothinfilmwas from Ti02 preparedlow-temperature paper,IS+-doped molecular thebasisofSHfunctional method，on aqueoussystemby self-assembly andsubstrateof