多孔TiO2薄膜对甲基橙的光催化降解作用.pptVIP

460 470 480 490 500 510 0 1 2 3 4 5 6 7 8 pH λ 3.4 甲基橙溶液pH值与最大吸收波长关系图 3.4 催化结果照片 左上① 右上② 左下③ 图①：光滑薄膜催化效果 图②： 40%SiO2催化效果 图③：多孔薄膜催化效果 4. 结论 ①根据实验数据可以看出，两层的薄膜催化效率在多层薄膜中最高； ②在溶胶中加入十二烷基苯磺酸的多孔薄膜催化效率在反应前期略高于光滑致密的薄膜； ③在TiO2溶胶中加入SiO2溶胶的复合薄膜催化效率略高于光滑的薄膜，但是远低 于在载片玻璃与TiO2薄膜之间加一层SiO2薄膜作为隔层的复合薄膜； ④加入隔层的复合薄膜有效阻止了玻璃中的Na+对TiO2薄膜的毒害，提高了催化 效率。 多空TiO2薄膜对甲基橙的光催化降解作用 学院：石油化工学院 班级：应化071 学号姓名：纪世泰 指导老师：董如林 目 录 1.前言 2.实验 3.结果 4.结论 关于TiO2薄膜光催化剂的溶胶－凝胶工艺制备法已有不少报道，这种方法的优点是TiO2光催化剂容易被固定在复杂形状的基体上和大面积成膜。 目前，环保领域内TiO2 在光催化降解废水中的有机、无机污染物方面取得了较大进展。 1.前言1.1 课题研究背景 1.2 课题研究意义 传统的粉末光催化剂在应用中存在许多缺点，如反应过程中必须搅拌及反应后催化剂难以分离等。TiO2薄膜光催化剂可以克服这些缺点并延伸它的工业用途。 TiO2涂层的表面形貌和晶形结构明显影响其催化分解甲基橙溶液的光催化活性。 TiO2光催化的技术有着广阔的应用前景。 1.3 课题研究目的 比较不同表面形态的TiO2薄膜对甲基橙的光催化降解效果。 考察甲基橙的降解率随光照时间的变化。 考察薄膜厚度等因素对光催化降解作用的影响。 2.实验2.1 实验流程 用刮涂法、浸渍提拉法制备多孔TiO2薄膜（加入十二烷基苯磺酸）、光滑致密TiO2薄膜、TiO2-SiO2复合薄膜、含SiO2中间层的复合薄膜。 在通风柜中搭建实验装置，在烧杯中加入pH值为3.0、浓度（10mg/L）甲基橙溶液10mL，加入薄膜，打开紫外灯照射，每隔1个小时取样，用分光光度计检测其透光率，记录不同的薄膜对甲基橙溶液的光催化降解速率。（测完，溶液倒回烧杯中） 绘制甲基橙浓度变化曲线，比较不同因素对甲基橙降解速率的影响效果。 多孔薄膜在做催化实验前，先放在去离子水里用真空泵抽真空，然后放入甲基橙溶液中。 2.2 实验流程图 甲基橙溶液 多形态TiO2薄膜 紫外光照射 分光光度计检测各个烧杯里的甲基橙溶液透光率 不同厚度、表面形态薄膜 pH=3.0，浓度为10mg/L 50mL烧杯中各加入不同薄膜和10mL甲基橙溶液 吸收波长506nm 2.3.1 光滑TiO2薄膜的制备（记为S） 2.3.2 光滑TiO2薄膜（S）催化效果图 时间/h 透光率/% 1/4 浓度⊙2层 TiO2光滑薄膜的扫描电镜图 2.3.3 光滑两层薄膜的SEM图 2.4.1 多孔TiO2薄膜（记为P）的制备 1/4 浓度的溶胶5mL 10mL去离子水 加入17mg磺酸 静置待溶液分层，取下层浑浊相刮涂薄膜 持续搅拌 使用大循环刮涂多层膜 多孔薄膜30000倍电镜图 2.4.2 多孔TiO2薄膜一层的SEM图 2.4.3 多孔薄膜（P）催化甲基橙图 时间/h 透光率/% 2.5.1 含40%SiO2复合薄膜（C）的制备 HNO3 Ti(OC4H9)4 C5H8O2 C2H5OH H2O C2H5OH 溶液A 溶液B pH=3~4 TiO2溶胶 TEOS C2H5OH H2O HNO3 室温搅拌2min 溶液C 溶液D SiO2溶胶 搅拌 TiO2-SiO2溶胶 陈化24h 2.5.2 Si掺杂量对复合薄膜透光率的影响 1层复合膜的透光率图 波长/nm 透光率/% 2.5.3 复合薄膜（C-1）的催化甲基橙效果图 时间/h 透光率/% 2.6.1 含SiO2中间层的复合薄膜（CC）的制备 拉一层SiO2薄膜在玻璃片上 在100℃下干燥20min，放入马弗炉中500 ℃灼烧30min。 再拉一层光滑的TiO2薄膜在上面 在100℃下干燥20min，放入马弗炉中500 ℃灼烧30min。 将玻璃片切块放入50mL烧杯中，加入10mL甲基橙溶液进行催化作用 pH为3.0，10mg/L的甲基橙溶液，打开紫外灯照射 依此拉多层薄膜 2.6.2 复合薄膜（CC）催化甲基橙效果图 时间/h 透光率/% 3. 实验结果