热处理工艺对多孔TiO2薄膜光催化性能影响.pdf

助 财 抖 2012年第4期(43)卷 热处理工艺对多孔 TiO2薄膜光催化性能的影响 张文杰 ，白佳威 (沈阳理工大学 环境与化学工程学院，辽宁 沈 阳 110159) 摘 要 ： 以十八胺为模板剂 ，采 用溶胶一凝胶 法在玻 2 实 验 璃基体上制备 了多孔 TiO 薄膜 ，研究了热处理工艺对 薄膜理化性质及光催化性能的影响。随煅烧温度和煅 2．1 催化剂制备 烧时间的增加 ，TiOz薄膜表面逐渐形成清晰的孔结 以钛酸 四正丁酯 Ti(()Bu) 为钛源 ，无水 乙醇 为 构 ，晶粒尺寸增大。薄膜由锐钛矿型Ti0。组成，Ti以 溶剂 ，稳定剂采用乙酰丙酮 AcAc，水解抑制剂采用浓 T 的形式存在。制备的TiO。薄膜厚度在 200nm左 盐酸 ，在不断搅拌下制成混合溶液。在磁力搅拌 的状 右 ，薄膜的UV—Vis透射率随煅烧温度的升高呈下降 态下 ，向上述混合液 中滴入去离子水和无水 乙醇的混 趋势，随煅烧 时 间的延 长先 下 降而后 又上 升。多孔 合液 ，充分搅拌 2h后再加入模板剂十八胺 (ODA)2．0 TiO 薄膜光催化 降解甲基橙结果表 明，随煅烧温度升 g，制得黄色溶胶 。将溶胶避光陈化 72h后，即可用于 高薄膜的光催化活性增加 ，在 500℃煅烧 2h制备的薄 制膜 。溶胶各组分 的体积 比为 V(Ti(OBu))：V 膜具有最佳的光催化活性。 (AcAc)：V (EtOH)：V (H2())： (HC1)一 1：0．6： 关键词 ： 多孔 TiO。薄膜 ；十八胺 ；煅烧温度 ；煅烧 10 ：0．2 ：0．05。 时间 ；光催化 2．2 氧化硅溶胶的制备 中图分类号 ： 0643 文献标识码 ：A 将正硅酸四乙酯、乙醇 、蒸馏水及醋酸 ，按体积 比 文章编号 ：1001-9731(2012)04—050404 为 l：9．3：6．3：0．47混合 ，在磁力搅拌器上充分搅 拌 3h以上 ，然后避光静置 72h即可使用 。 1 引 言 采用浸渍 提拉的方法 以1．2mm／s的速度在预先 多孔 TiO 薄膜因其发达 的孔道结构而具有较 高 涂覆氧化硅薄膜 的玻璃载玻片 (25ram ×75ram ×1．2 的比表面积 ，增加了污染物分子与催化剂接触的面积 ， mm)上镀膜。将薄膜在 lOO℃下干燥 10rain后 ，放人 具有较高 的光催化活性 [1j。多孔 TiO 薄膜 的合成 马弗炉中于 500℃煅烧 2h，制得多孔 TiO。薄膜 。多层 及其光催化性能 的研究备受关注 “]。表面活性剂模 薄膜的制备工艺如下 ：第一层薄膜在马弗炉 中煅烧 ，然 板法是制备多孔材料 的常见方法 ，如采用烷基溴化 后连续提多层 。每提一层后 ，于空气 中 自然晾干后在 物_5～、聚乙二醇_6]、长链胺l7以及嵌段聚合物l4等表面 干燥箱中 100℃下保温 10min，多层提拉完成后在马弗 活性剂为模板通过溶胶一凝胶的方法合成多孔材料 。 炉中煅烧一次 。本文中TiO。薄膜为 5层。氧化硅涂 以十八胺作为模板剂的研究大多集 中在制备多孔 层 的作用是防止玻璃基片 中Na 及 Ca料在高温烧结 粉体材料领域。Iiu等 采用微波辅助水热法 ，以十 过程中扩散出来降低光催化活性。 八胺作为软模板 ，制备了多孔 TiO：粉体 。高晓慧等 2．3 催化剂的表征