基本信息
- 项目名称：
- 热处理工艺对多孔TiO2薄膜性能的影响
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文以十八胺为模板剂，采用/溶胶-凝胶法在玻璃基体上制备了多孔TiO2薄膜，研究了热处理工艺对薄膜理化性质及光催化性能的影响。随煅烧温度和煅烧时间的增加，TiO2薄膜表面逐渐形成清晰的孔结构，晶粒尺寸增大。薄膜的UV-Vis透射率随煅烧温度的升高呈下降趋势，随煅烧时间的延长先下降而后又上升。随煅烧温度升高薄膜的光催化活性增加，在500 ℃煅烧2 h制备的薄膜具有最佳的光催化活性。
- 详细介绍：
- 本文以十八胺为模板剂，采用/溶胶-凝胶法在玻璃基体上制备了多孔TiO2薄膜，研究了热处理工艺对薄膜理化性质及光催化性能的影响。随煅烧温度和煅烧时间的增加，TiO2薄膜表面逐渐形成清晰的孔结构，晶粒尺寸增大。薄膜由锐钛矿型TiO2组成，Ti以Ti4+的形式存在。文中制备的TiO2薄膜厚度在200 nm左右，薄膜的UV-Vis透射率随煅烧温度的升高呈下降趋势，随煅烧时间的延长先下降而后又上升。TiO2粉体样品的孔径在介孔范围，并且随煅烧温度和煅烧时间的增加而增大，在500 ℃煅烧2 h制备的样品累计孔体积最大。多孔TiO2薄膜光催化降解甲基橙结果表明，随煅烧温度升高薄膜的光催化活性增加，在500 ℃煅烧2 h制备的薄膜具有最佳的光催化活性。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 多孔TiO2薄膜因其发达的孔道结构而具有较高的比表面积，增加了污染物分子与催化剂接触的面积，具有较高的光催化活性。本文以十八胺为模板剂，采用溶胶-凝胶法在玻璃基体上制备多孔TiO2薄膜，研究热处理工艺对薄膜理化性质及光催化性能的影响。
科学性、先进性及独特之处
- 多孔TiO2薄膜的合成及其光催化性能的研究备受关注，以十八胺作为模板剂的研究大多集中在制备多孔粉体材料领域。以十八胺作为模板剂，采用溶胶-凝胶方法进行多孔TiO2薄膜制备的研究还未曾见过报导。
应用价值和现实意义
- 光催化污染物净化技术是一种有巨大应用前景的实用性技术。制备新型光催化材料及将其应用于光催化污染物降解过程，将有助于推动该技术的实际应用，具有重要的理论和实际意义。
学术论文摘要
- 本文以十八胺为模板剂，采用/溶胶-凝胶法在玻璃基体上制备了多孔TiO2薄膜，研究了热处理工艺对薄膜理化性质及光催化性能的影响。随煅烧温度和煅烧时间的增加，TiO2薄膜表面逐渐形成清晰的孔结构，晶粒尺寸增大。薄膜由锐钛矿型TiO2组成，Ti以Ti4+的形式存在。文中制备的TiO2薄膜厚度在200 nm左右，薄膜的UV-Vis透射率随煅烧温度的升高呈下降趋势，随煅烧时间的延长先下降而后又上升。TiO2粉体样品的孔径在介孔范围，并且随煅烧温度和煅烧时间的增加而增大。在500 ℃煅烧2 h制备的样品累计孔体积最大，薄膜具有最佳的光催化降解甲基橙活性。
获奖情况
- 无。
鉴定结果
- 无。
参考文献
- [1] Appl Catal B, 2009, 86:1-7. [2] Appl Catal B, 2008, 83:24-29. [3] Appl Surf Sci, 2008, 255:3137-3140. [4] Physica E, 2009, (42): 176-181. [5] J Phy Chem, 2005, 109:4947-4952.
同类课题研究水平概述
- 多孔TiO2薄膜因其发达的孔道结构而具有较高的比表面积，增加了污染物分子与催化剂接触的面积，具有较高的光催化活性。多孔TiO2薄膜的合成及其光催化性能的研究备受关注。表面活性剂模板法是制备多孔材料的常见方法，如采用烷基溴化物、聚乙二醇、长链胺以及嵌段聚合物等表面活性剂为模板通过溶胶-凝胶的方法合成多孔材料。 以十八胺作为模板剂的研究大多集中在制备多孔粉体材料领域。Liu等采用微波辅助水热法，以十八胺作为软模板，制备了多孔TiO2粉体。高晓慧等以硫酸铈为铈源、十八胺为模板，在水热条件下合成了介孔磷酸铈粉体。曹洁明等通过非氧化物溶胶-凝胶过程以乙腈为溶剂、十八胺为模板剂合成了氮化硅基粉体材料。Ning等采用溶胶凝胶法以十八胺和乙二酸二癸脂为模板剂制备了纳米孔ZnO。以十八胺作为模板剂，采用溶胶-凝胶方法进行多孔TiO2薄膜制备的研究还未曾见过报导。
