二氧化钛薄膜的制备及其光催化性能

毕业设计（论文）题目二氧化钛薄膜的制备及其光催化性能系（院）化学工程系专业材料化学班级10级材料本1学生姓名姚广祥学号1014100425指导教师王丽职称讲师二〇一四年六月十五日独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。作者签名:二〇年月日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名:二〇年月日滨州学院学士学位论文I二氧化钛薄膜的制备及其光催化性能摘要二氧化钛是一种高效环保的光催化降解材料，目前被广泛应用于工业生产、食品加工、环境治理等领域。但是粉末状二氧化钛难回收和吸收光波的谱带较窄，为了解决这两个问题，目前多采用成膜和掺杂予以解决。本研究利用浸提技术，把二氧化钛固定在不锈钢丝网上。通过XRD对其物相进行分析，利用扫描电镜表征其微观形貌，利用甲基橙作为目标污染物，探究了搅拌、浸提次数、掺杂、光源等因素对二氧化钛光催化降解性能的影响以及其重复使用效果。结果表明：所制得的二氧化钛主要为锐钛矿型；随着浸涂次数的增加，不锈钢丝网表面二氧化钛薄膜的微观形貌有所变化；搅拌、浸提次数、掺杂镧有利于二氧化钛光催化活性的提高，二氧化钛利用紫外光的能力比利用可见光的能力更强；随着浸提次数的增加，二氧化钛对甲基橙的光催化降解效率呈现先增大后减少的趋势，当浸提达到七次时光催化降解效率最高，四小时降解率可达77.6%；所制得的负载有二氧化钛薄膜的不锈钢丝网在重复性实验中，除第一次催化降解后效率有降低外，其他都基本不变，说明制得的样品可以长期用于光催化降解。关键词：二氧化钛薄膜；镧；甲基橙；光催化滨州学院学士学位论文IIThepreparationoftitaniumdioxidethinfilmanditsphotocatalyticperformanceAbstractTiO2isakindofefficientphotocatalyticdegradationofmaterialsofenvironmentalprotection,haswidelyusedinindustrialproduction,foodprocessing,environmentalgovernance,andotherfields.ButpowderedTiO2isdifficulttorecycleandnarrowabsorptionoflightband.Inordertosolvethesetwoproblems,currentlyresearchusedmorefilmanddoping.Thisresearchusedipcoatingtechnology,theTiO2onthestainlesssteelwiremesh.WeanalyzethephasebyXRD,usingscanningelectronmicroscopy(SEM)characterizationofthemicrostructure,usingmethylorangeasatargetthepollutant,exploresthestirring,coatingnumber,doping,thelightsourceontheeffectofTiO2photocatalyticdegradationofperformanceandtheeffectofrepeateduse.Theresultsshowedthat:TiO2thatwemadeismainlyanatasetype.Withtheincreaseofnumberofdipcoating,microstructureofTiO2thinfilmonthesurfaceofstainlesssteelwiremeshchange.Stirring,coatingnumber,dopedlanthanummakeforimprovingphotocatalyticactivityofTiO2,TiO2usingultravioletabilitybatterwithabilityofvisiblelight.Withtheincreaseofnumberofdipcoating,TiO2photocatalyticdegradationofmethylorangeshowedtheefficiencyfirstincreaseandthendecrease,catalyticdegradationefficiencyofthe7membranelayeristhehighest,fourhoursthedegradationrateis77.6%.ImmobilizeTiO2thinfilmonstainlesssteelwiremeshintherepetitiveexperiments,exceptthefirstafterthecatalyticdegradationefficiencyisreduce,otherisbasicallyremainunchanged,statingitcanbelong-termusethelightcatalyticdegradation.Keywords:TiO2thinfilm;Lanthanum;Methylorange;Photocatalytic滨州学院学士学位论文i目录摘要......................................................................................................................................IAbstract................................................................................................................................II第一章引言.....................................................................................................................11.1研究背景................................................................................................................11.2二氧化钛光催化原理及其性能改进....................................................................11.2.1二氧化钛光催化原理..................................................................................11.2.2二氧化钛的光谱利用范围..........................................................................21.2.3二氧化钛的固定化......................................................................................31.3研究现状................................................................................................................31.4研究内容................................................................................................................4第二章二氧化钛薄膜的制备和光催化性能研究.........................................................52.1实验设备与原材料................................................................................................52.2二氧化钛薄膜的制备............................................................................................52.2.1实验的前期准备.........................................................................................52.2.2二氧化钛溶胶的制备..................................................................................52.2.3二氧化钛薄膜的制备.................................................................................62.2.4二氧化钛粉末的制备.................................................................................62.3二氧化钛薄膜及其光催化活性的表征................................................................62.3.1二氧化钛薄膜的表征..................................................................................62.3.2二氧化钛薄膜的光催化活性研究..............................................................6第三章实验结果与分析...................................................................................................83.1二氧化钛物相分析................................................................................................83.2二氧化钛薄膜形貌表征........................................................................................83.3搅拌对降解速度的影响........................................................................