目的研究層涂法制備Pr³⁺:Y₂SiO₅/TiO₂復合薄膜的結構與可見光催化性能。方法分別以鈦酸丁酯（TBOT）和正硅酸乙酯（TEOS）為前驅體,通過溶膠-凝膠法制得TiO₂凝膠和Pr摻雜的Y₂SiO₅凝膠,以碳纖維為薄膜載體,并通過浸漬提拉法制備Pr³⁺:Y₂SiO₅/TiO₂層涂薄膜,研究層涂法制備復合薄膜對復合薄膜結構、形貌以及光催化效果的影響。結果復合薄膜具有明顯的分層界限,形貌較平整,有較少龜裂;復合薄膜性能受涂覆次序的影響較大。結論依次將Pr³⁺:Y₂SiO₅和TiO₂涂覆在碳纖維上的復合薄膜具有較好的光催化性能,可見光光照2 h,對亞甲基藍的脫色率達到94%,其可見光催化效率高于TiO₂薄膜的59%。 

【文章來源】：裝備環(huán)境工程. 2016年06期

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

XRD分析圖譜

?度芤撼跏寂ǘ鵲奈?舛裙舛戎擔籄i為光催化降解i小時后的吸光度光度值。2試驗結果與討論2.1X射線衍射譜圖圖1所示為樣品的X射線衍射（XRD）圖。由圖1a復合薄膜XRD圖譜可知，在2θ=25.32°處衍射峰很強，且圖譜a與圖譜c銳鈦礦型純TiO2薄膜在2θ=25.32°處出峰一致，說明復合膜主要以銳鈦礦型TiO2存在。同時，與圖譜b低溫相X1型硅酸釔Y2SiO5的出峰相比，復合薄膜樣品XRD分析圖譜中有Y2SiO5的衍射峰，說明樣品中有Y2SiO5的存在。圖1XRD分析圖譜Fig.1XRDanalysismap2.2SEM形貌圖2為樣品的掃描電鏡圖。圖a為Pr3+:Y2SiO5/TiO2復合粉體的掃描電鏡SEM照片，圖b為Pr3+:Y2SiO5/TiO2復合薄膜SEM照片。從電鏡照片a中可以看出，復合粉體呈不規(guī)則菱形，表面較為平整光滑，且Y2SiO5在其表面均勻附著，但顆粒大小不太均勻，這可能是由于在焙燒過程有少許團聚所致。圖b為復合薄膜電鏡照片，TiO2和Pr3+:Y2SiO5能夠較為均勻地附著在碳纖維表面且表面平滑，上轉換材料Pr3+:Y2SiO5附著在內層，TiO2均勻地分散在外層，薄膜表面在干燥與焙燒過程中有少量顆粒發(fā)生龜裂，復合材料在碳纖維表面有較多的附著量。2.3光催化降解效果圖3為可見光條件下0～6h內亞甲基藍的降圖2樣品材料SEM圖Fig.2SEMfiguresofsample圖3亞甲基藍的脫色率-時間曲線Fig.3Methylenebluedecolorizationrate-timecurves解脫色率。由圖3可知，在0~3h內亞甲基藍的降解脫色主要是由于碳纖維的物理吸附作用引起的。由3h內由碳纖維的吸附曲線可知，對亞甲基藍的吸附作用趨于飽和，最大吸附量約為48%。對比1#復合薄膜和2#復合薄膜的降解曲線可知，1#復

糱為Pr3+:Y2SiO5/TiO2復合薄膜SEM照片。從電鏡照片a中可以看出，復合粉體呈不規(guī)則菱形，表面較為平整光滑，且Y2SiO5在其表面均勻附著，但顆粒大小不太均勻，這可能是由于在焙燒過程有少許團聚所致。圖b為復合薄膜電鏡照片，TiO2和Pr3+:Y2SiO5能夠較為均勻地附著在碳纖維表面且表面平滑，上轉換材料Pr3+:Y2SiO5附著在內層，TiO2均勻地分散在外層，薄膜表面在干燥與焙燒過程中有少量顆粒發(fā)生龜裂，復合材料在碳纖維表面有較多的附著量。2.3光催化降解效果圖3為可見光條件下0～6h內亞甲基藍的降圖2樣品材料SEM圖Fig.2SEMfiguresofsample圖3亞甲基藍的脫色率-時間曲線Fig.3Methylenebluedecolorizationrate-timecurves解脫色率。由圖3可知，在0~3h內亞甲基藍的降解脫色主要是由于碳纖維的物理吸附作用引起的。由3h內由碳纖維的吸附曲線可知，對亞甲基藍的吸附作用趨于飽和，最大吸附量約為48%。對比1#復合薄膜和2#復合薄膜的降解曲線可知，1#復合薄膜光催化效果明顯高于2#復合薄膜，可能是由于Pr3+:Y2SiO5將TiO2覆蓋，降低了污染物與TiO2的接觸面積，導致2#復合薄膜光降解速率較慢、效果不好。對比純TiO2薄膜和Pr3+:Y2SiO5/TiO2復合薄膜的降解率曲線可知，1#復合薄膜降解速率明顯高于純TiO2薄膜的59%，并且最大降解吸附率高達94%，可知在摻雜入上轉換材料后，可使TiO2有效利用可見光。Pr3+:Y2SiO5含量過多會影響TiO2晶體生長及表面形核，減少TiO2與目標污染物的接觸面積；

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2933527