Y掺杂TiO2薄膜的制备及处理.doc
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Y掺杂TiO2薄膜的制备及处理印染废水研究摘要TiO2材料是一种具有广阔应用前景的重要功能材料。因其具有良好的光催化活性、耐腐蚀性、强紫外线屏蔽能力以及电致变色性等独特的功能,近年来在水资源保护、涂料和汽车工业、传感器、光催化等领域有广泛应用。本文以钛酸丁酯为原料,乙醇为溶剂,二乙醇胺为抑制剂,稀土元素Y为改性剂,采用溶胶-凝胶的方法制备了Y掺杂TiO2薄膜;探讨了光照时间、镀膜层数、热处理温度、稀土元素Y掺杂量以及甲基橙溶液浓度对其光催化性能的影响;并通过XRD对薄膜的结构进行了表征。实验结果表明:以不锈钢位基片为载体,通过溶胶-凝胶法可以制得透明、均匀的TiO2薄膜。当稀土元素Y掺杂量为0.9%Y的质量/TiO2的质量,镀膜层数3层,烧结温度550℃,处理浓度为20mg/L,处理时间120分钟时光催化性能最佳,此时甲基橙溶液的脱色率为85.7%。通过XRD分析可知:热处理温度为500℃时,TiO2颗粒主要以锐态矿晶型存在;随着热处理温度的升高,锐态矿型TiO2开始向金红石型进行转变。此外,通过TiO2薄膜重复利用研究可以看出,利用不锈钢基片为载体制得的TiO2薄膜,可多次回收利用,并仍保持在较高的光催化活性。关键词:溶胶-凝胶法,TiO2薄膜,Y掺杂,光催化,甲基橙ABSTRACTTiO2materialsareoneofimportantfunctionalmaterials,whichhaveverygoodapplicationfuture.Inrecentyearsitwidelyusedintheareaofenvironmentalwaterresource,dope,automobileindustry,transparentandphotocatalyseduetoitsparticularpropertiesofphotocatalyticactivity,corrosionresistant,antiultravioletabilityandelectrochromics.Inthispaper,titaniumdioxidethinfilmwaspreparedbysol-gelmethodwithTi(OC4H9)4introducedintheC2H5OHsolutionandinhibitedbyNH·(C2H5OH)2andmodifiedbytherare-earthY.Theeffectoflightapplicationtime,coatingtimes,heattreatmenttemperature,Ycontentandmethylorangesolutionconcentrationtophotocatalasiswasstudiedduringtheexperiment.ThephotocatalystwerecharacterizedbymeansofXRD.Theexperimentalresultindicatedthatthelucidanduniformtitaniumdioxidethinfilmwaspreparedonthenon-corrosivesteelbysol-gelmethod.Thefilmwith0.9%Ycontent,threecoatingtimes,550℃heattreatmenttemperaturehasthehighestphotocatalyticefficiency.Thephotocatalystdecolourationrateofmethylorangewith20mg/Linitialconcentrationwasupto85.7%after120minutebythefilm.TheXRDresultindicatedthatthetitaniumdioxidehydrosolwascomposedofanatasephaseonthefilmwith500℃heattreatmenttemperature.TheanataseTiO2begantochangeforrutilewiththeincreasingtemperature.Furthermore,thestudyresultonreutilizationperformanceindicatedthatthefilmcanberecycledmanytimesandremainedatahighphotocatalyticactivity.Keywords:sol-gelmethod,TiO2thinfilms,Ydoping,photocatalytic,methylorange目录TOC\o"1