论文部分内容阅读
近二十多年来,随着高级氧化技术的发展,半导体材料(如TiO2和ZnO)光催化处理难降解污染物受到科研工作者的广泛关注。二氧化钛由于具有化学活性高、化学和光学性质稳定、耐热性好、耐化学腐蚀、无毒、价廉、来源丰富等优点,被认为是目前最有前途的绿色环保型催化剂之一。由于粉体材料回收难、易失活且光生电子空穴对易复合等,限制其推广使用。而负载型光催化材料由于可以克服以上难题,倍收材料、环境和化学科学工作者的关注,也是当前光催化领域的研究重点。本实验首次成功利用液相沉积法,在比较温和的条件下,在不同的载体材料表面,一次成型不需要后处理直接制备SnO2/TiO2纳米复合薄膜,并系统研究了TiO2薄膜、SnO2薄膜以及SnO2/TiO2纳米复合薄膜的光催化活性。结果如下:以载玻片为载体所制备的TiO2薄膜中TiO2晶型为锐钛矿型,粒径为4.31nm,薄膜厚度约为160nm。然后以KF·2H2O、SnCl4·5H2O以及H3BO3为原料,在载玻片上制备出均匀透明的SnO2薄膜。SnO2晶粒为金红石晶型,平均粒子直径2.88nm。表面光滑、致密均匀,薄膜厚度约120nm。在此基础上,于载玻片上制备了SnO2/TiO2复合薄膜。复合薄膜最佳工艺条件是:混合反应溶液中K2SnF6与(NH4)2TiF6浓度比1:10,沉积温度35℃,pH值3.5,沉积时间16h。最后以镍丝网为载体制备了TiO2光催化剂和SnO2/TiO2复合光催化剂。以亚甲基蓝为目标污染物,对上述所制备的薄膜材料的光催化活性研究表明,复合光催化剂比单纯TiO2光催化剂的光催化效果好。复合薄膜中由于SnO2的存在有效抑止了TiO2的光生电子-空穴对的复合,从而提高光催化效果。复合薄膜中SnO2相对含量约为8%时光催化性能最佳。而以镍丝网为载体的光催化剂的光催化效果明显优于以载玻片为载体的光催化剂的光催化效果。另外,实验考察了光源功率、亚甲基蓝的初始浓度以及溶液pH值对光催化降解MB的影响。MB光催化最后降解为CO2和H2O,其无机矿化程度90%。降解过程符合一级反应动力学规律。