织物负载TiO_2光催化剂的制备及其对活性红MS光催化动力学_黄占林

SynthesisofTiO2photocatalystcarriedfabricandphotocatalytickineticsofreactiveredMSHuangZhanlin1，2，DengHua1，2，PanHongqin1，2，ZhouWenliang1（1.SchoolofTextiles，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300160，China；2.KeyLaboratoryofAdvancedTextileCompositesofMinistryofEducation，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300160，China）织物负载TiO2光催化剂的制备及其对活性红MS光催化动力学黄占林1，2，邓桦1，2，潘红琴1，2，周文良1（1.天津工业大学纺织学院，天津300160；2.天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室，天津300160）［摘要］实验采用溶胶—凝胶法制备纳米TiO2溶胶，低温下棉织物经过浸渍TiO2溶胶—烘干—焙烘法处理后，在织物表面形成了TiO2薄膜。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等方法对样品结构和形貌进行了分析和表征。在紫外灯照射下，以活性红MS为降解物，研究了制备条件包括TiO2浓度、TiO2溶胶pH、焙烘温度和焙烘时间对薄膜光催化性能的影响。结果表明，在低温下制备的TiO2主要是锐钛矿型，并且薄膜的光催化活性与处理工艺有关。在TiO2浓度为0.423mol/L、TiO2溶胶pH为1.67、焙烘温度为80℃、焙烘时间为2min的条件下，活性红MS的光催化降解速率常数最大，拟合紫外光下光催化薄膜TiO2降解活性红MS为一级反应。［关键词］溶胶—凝胶；TiO2薄膜；光催化降解［中图分类号］X703.1［文献标识码］A［文章编号］2005-829X（2010）10-0036-04Abstract：Nanotitaniumdioxide（TiO2）solwaspreparedbysol-gelmethod，TiO2thinfilm-carriedfabricwaspreparedwithdipping-drying-curingmethodbytreatedwithTiO2solatlowtemperature.Thesampleswerecharacter-izedusingXRDandSEM.ThephotocatalyticactivitywasevaluatedbythephotocatalyticoxidationofreactiveredMSunderUVirradiationandtheeffectsofpreparingconditionsincludingtheconcentrationofTiO2，pHofTiO2sol，curingtemperatureandcuringtimeonthephotocatalyticactivityofTiO2thinfilmwerestudied.TheresultsshowthatTiO2preparedatlowtemperaturewasanataseandthephotocatalyticactivityofTiO2thinfilmwasrelatedtotreatprocess.ThephotocatalyticdegradationrateconstantofreactiveredMSwashighestattheconditionthattheconcen-trationofTiO2was0.423mol/L，pHofTiO2solwas1.67，curingtemperaturewas80℃andcuringtimewas2min.Thekineticsofphotocatalyticdegradationwereofapparentfirstorder.Keywords：sol-gel；TiO2thinfilm；photocatalyticdegradation环境污染已经成为当代人们最为关注的问题之一，而半导体光催化技术由于具有对降解各种有机和无机污染物的普适性、节能性和无二次污染等优点，而成为在诸多环境污染治理技术方面最有前途的方法之一〔1-2〕。其中TiO2是目前公认的光催化反应最佳催化剂〔3-4〕，但TiO2与废水组成的悬浮体系，由于存在后续分离和回收以及催化剂容易凝聚和中毒等缺点，限制了其实际应用〔5〕。为了克服这一缺陷，人们研究以半导体粒子膜催化剂来代替粒子催化剂。目前，制备TiO2薄膜的方法主要有化学气相沉积法、真空溅射法、溶胶-凝胶法等，其中真空溅射法、化学气相沉积法所需设备投入大，尤其在制备大面