不同载体对负载TiO2薄膜光催化活性影响的实验研究 摘要：采用溶胶_凝胶工艺在不同载体外表制备了均匀透明的Ti2薄膜。甲基橙水溶液的光催化降解实验说明：不同负载的Ti2薄膜具有不同的光催化活性，钛片的光催化活性最高，然后是陶瓷、不锈钢、铝片、釉面瓷砖、玻璃，铜片最低；而且其光催化活性还与负载的加热温度有关，加热温度为520℃时钛片的光催化活性最高，580℃时陶瓷、釉面瓷砖、不锈钢和玻璃的催化活性最高，而460℃时铝片的光催化活性最高。 关键词：污水处理光催化二氧化钛载体 AnExperientalStudyfEffetsfDifferentSubstratesnPhtatalytiAtiviesfLadedTi2ThinFilsAbstrat：UnifrandtransparentTi2thinfilsndifferentsubstratesereadebysl-gelethd.Thephtatalytidegradatinexperientithethylrangeaqueusslutinshed：TheTi2thinfilndifferentsubstrateshaddifferentphtatalytiativities，hihasthehighestithtitaniuslie，flledbyerai，stainlesssteel，Alslieandglazederaitile，andasthelestithglass.rever，thEirphtatalytiativitiesererelatedttheheatingteperaturefthesubstrates.Thephtatalytiativityithtitaniuslieasthehighesthentheheatingteperatureas520℃，thephtatalytiativitiesitherai，glazederaitile，stainlesssteelandglasserethehighesthentheheatingteperatureas580℃，hilethatithAlslieasthehighesthentheheatingteperatureas460℃.Keyrds：seagedispsal；phtatalysis,Ti2；substrate 以二氧化钛等半导体为催化剂的光催化技术是近20年来环境研究的热点之一[1]，许多研究[2]，说明它可以较好地降解水和空气中的很多污染物，包括有机物和无机物。但是由于传统的粉末光催化剂存在着二次别离和回收等问题，许多研究者把目光转向了固化二氧化钛体系，即把二氧化钛光催化剂固定在一种载体上，制备成一种薄膜。本文采用溶胶_凝胶法在不同的载体(钛片、玻璃、铝片、陶瓷、釉面瓷砖、不锈钢、铜片)外表制备二氧化钛薄膜，来考察不同载体对负载Ti2薄膜光催化活性的影响，而且对不同载体的加热工艺进展了研究。 1实验方法 取300L质量浓度为6.7g／L的甲基橙溶液到反响器，容器的上部放置经过热处理的含有二氧化钛薄膜的不同载体，容器中含有2个小型电动机，使被处理水循环流过载Ti2的片体。水样中插入一个充气的细管，以便充人一定量的空气。300的紫外灯在间隔载体10处。每光照20in取一次样，以便
分析
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甲基橙脱色率的变化。 2结果和分析 关于光催化负载加热工艺对光催化活性的影响，以前也有人研究过，但是所得的结论不很统一，针对这种情况，本文又对不同负载加热工艺对光催化活性的影响进展了研究。图2为光照20in时，Ti2薄膜对甲基橙脱色率的影响。 从图2可以看出，在580℃时，陶瓷、玻璃、釉面瓷砖、不锈钢等二氧化钛负载的光催化活性最好，在460℃时，铝片负载的光催化活性最好，而520℃时钛片的光催化活性最好。Ti2晶体的构造以及Ti2粒子的大小与其光催化效率有关。随着加热温度的进步，Ti2会从无定型向锐钛矿型进而向金红石型转变，而且随着温度的升高，粒径逐渐减校研究说明Ti2光催化剂起光催化作用的是锐钛矿型构造，温度过低，Ti2呈无定型构造，过高呈金红石型，无定型构造和金红石构造都不利于光催化反响；另一方面，温度过低，Ti2的粒径大，也不利于光催化反响，因此Ti2薄膜的加热温度有一个最正确值。另外Ti2薄膜的加热温度还与载体的类型有关，这是由于Ti2薄膜与载体之间的互相作用所致。图3是光照40in时铝片、不锈钢、钛片、陶瓷、釉面瓷砖、玻璃和铜片为载体时二氧化钛薄膜对甲基橙脱色率的影响。其中钛片是在520℃时所得的二氧化钛薄膜负载，而铝片的热处理温度是460℃，不锈钢、釉面瓷砖、陶瓷、玻璃和铜片的热处理温度都是580℃。 从图3看出，甲基橙脱色率最高的是钛片，其次是陶瓷、不锈钢、铝片、釉面瓷砖、玻璃，最差的是铜片。导致这种差异的原因可能有两个：①载体外表的吸附。由于陶瓷外表比较粗糙，比外表积大，因此陶瓷和Ti2薄膜之间的物理吸附能较大。其它的几种载体外表比较光滑，所以其物理吸附能较校另外，Ti2薄膜和载体之间可能发生了化学反响，这种反响有利于电子和空穴的别离并增加了对反响物的吸附，进步了Ti2的光催化活性，由于载体不同，所以形成的化学键不同，其光催化活性也不同。②Ti2薄膜与载体之间通过互相扩散形成了一个渐变界面，载体不同，他们的界面也不同，因此其附着性能不同。另外，在Ti2薄膜与载体之间形成的界面处还可能产生了双电层。产生双电层的原因是由于薄膜和基体两种材料的费米能级不同，因此在它们互相接触以后，在它们之间要发生电子转移，在界面两边聚积起符号相反的电荷，异性电荷互相吸引，增强了薄膜对载体的吸附，由于载体不同，其费米能级不同，所以薄膜对载体的附着性能也不同。铜片可能是由于在热处理过程中外表被氧化，所涂覆的二氧化钛随着薄膜脱落掉了，因此其二氧化钛薄膜负载对甲基磴的脱色率几乎没有影响。 3结论 ①不同负载Ti2薄膜的光催化活性不同，钛片的光催化活性最高，其次是陶瓷、不锈钢、铝片、铜片、釉面瓷砖和玻璃。②不同负载的Ti2薄膜，在不同的加热工艺参数下，具有不同的催化活性，陶瓷、釉面瓷砖、不锈钢、玻璃等负载的Ti2薄膜在580℃光阴催化活性最好，钛片在520℃光阴催化活性最好，而铝片在460℃时的光催化活性最好。 参考文献：[1]HffannR，artinST，hiinyng，etal.Envirnentalappliatinfserindutrphtatalysis[J].heialRevie，1995，95(1)：69—96.[2]llisDF，Al-EkabiH.Phtatalytipurifiatinandtreatentfaterandair[].Elsterda，1993.
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