由于能源和環(huán)境危機(jī)日益嚴(yán)重,太陽(yáng)能電池應(yīng)運(yùn)而生,隨著全球光伏行業(yè)的發(fā)展,世界上許多地方都建立了太陽(yáng)能發(fā)電站。因?yàn)殡娬局饕谑彝夤ぷ?時(shí)間久了光伏面板表面不可避免地會(huì)被污染物遮擋,極大地影響了電站的發(fā)電效率,造成了巨大的損失。對(duì)于這些污染物,如果選擇人工清潔,不僅浪費(fèi)巨大的人力物力,效果卻不理想,因此發(fā)展光伏面板自清潔技術(shù),顯得十分必要。TiO_2因同時(shí)具有光致超親水性和光催化活性,引起了諸多關(guān)注。但由于TiO_2折射率高,帶隙寬,導(dǎo)致其在可見(jiàn)光區(qū)的透過(guò)率以及對(duì)太陽(yáng)光的利用率不高,基于此,本文對(duì)TiO_2進(jìn)行了改性研究,主要研究成果如下:(1)采用溶膠凝膠法+浸漬提拉技術(shù)在玻璃基底上制備TiO_2薄膜,通過(guò)對(duì)其進(jìn)行聚乙二醇(PEG2000)改性,研究了PEG加入量和提拉速率對(duì)TiO_2表面形貌、透射光譜和自清潔性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著PEG添加量的增加,薄膜的孔隙率增大,帶隙減小,光透過(guò)率增大,光催化活性和親水性能均得到提高,但是過(guò)量的PEG會(huì)減小薄膜的空隙,從而導(dǎo)致光催化活性和親水性能降低;提拉速率可以調(diào)控薄膜的厚度和微結(jié)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜自清潔性能的調(diào)控。(2)采用SiO_2對(duì)TiO_2薄膜改性,制備了SiO_2-TiO_2復(fù)合薄膜,研究了SiO_2添加量對(duì)復(fù)合薄膜透過(guò)率和自清潔性能的影響。研究結(jié)果表明,SiO_2與TiO_2進(jìn)行復(fù)合后,薄膜的光透過(guò)率提高,適量的SiO_2可以增強(qiáng)TiO_2的光催化活性;隨著SiO_2-TiO_2薄膜厚度的增大,光透過(guò)率降低,光催化活性和親水性能提高。(3)采用硅烷偶聯(lián)劑、PEG、氧化錫銻(ATO)對(duì)SiO_2-TiO_2復(fù)合薄膜進(jìn)行摻雜改性,研究了該復(fù)合薄膜的透過(guò)率和自清潔性能,以及退火溫度對(duì)該復(fù)合薄膜自清潔性能的影響。研究結(jié)果表明,添加適量的硅烷偶聯(lián)劑可以提高SiO_2-TiO_2薄膜的光催化活性,但透過(guò)率降低;添加適量的PEG可以得到光透過(guò)率和光催化活性都較好的薄膜;添加適量ATO可以提高薄膜的光透過(guò)率和光催化活性;隨著退火溫度的升高,薄膜的透過(guò)率隨之降低,但光催化活性逐漸增強(qiáng)。
【學(xué)位單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TB383.2;TM615
【部分圖文】：

圖 2.1 不同 PEG 含量的 TiO2薄膜的 XRD 圖譜 觀察 TiO2薄膜的表面形貌如圖 2.2 所示，由圖 2.2 可知，進(jìn)行改性時(shí)，薄膜的表面較為均勻致密，沒(méi)有明顯的孔。當(dāng)在溶膠中加入 PEG 后，PEG 起到分散劑的作用，使，并開(kāi)始生成孔隙。繼續(xù)增加 PEG 添加量，薄膜表面開(kāi)始TiO2顆粒尺寸分布也開(kāi)始變得不均勻。當(dāng) PEG 的添加量膜表面孔隙的數(shù)量和尺寸都變小。這是因?yàn)楫?dāng)對(duì) TiO2薄，TiO2薄膜中的 PEG 發(fā)生分解，生成二氧化碳和水蒸氣孔隙。當(dāng)溶膠中 PEG 含量較少時(shí)，TiO2溶膠粒子和 PEG止了 TiO2粒子發(fā)生團(tuán)聚，薄膜中 TiO2顆粒尺寸就比較小生成的孔隙也較��；當(dāng)溶膠中 PEG 含量繼續(xù)增多時(shí)，便分解后在薄膜中生成的孔隙也會(huì)變大；當(dāng) PEG2000 的添，實(shí)際上 PEG 與 TiO2溶膠粒子并非完全均勻結(jié)合，所增加到某個(gè)臨界值時(shí)，PEG 自身會(huì)發(fā)生結(jié)合，并從溶膠iO結(jié)合的 PEG 減少，TiO薄膜中的孔隙數(shù)量相應(yīng)減少

所示，由圖2.2可知，當(dāng)未用PEG

.2 不同 PEG 含量的 TiO2薄膜的 SEM 圖。(a) PEG0;(b) PEG1;(c) PEG3;(d AFM 獲得 TiO2薄膜樣品的表面形貌如圖 2.3 所示，TiO2薄膜的 PEG 添加量的增加先增大后減小，未添加 PEG 的薄膜表面粗糙 PEG 添加量增加到 3 g 時(shí)，薄膜的表面粗糙度增大到了 9.63 nm PEG 的添加量到 5 g 時(shí)，薄膜的表面粗糙度反而降到了 7.07 nm經(jīng)退火處理后，薄膜中的 PEG 發(fā)生分解，在薄膜中生成氣孔，T向生長(zhǎng)，增加的凸起使得薄膜的表面粗糙度增大，根據(jù)對(duì)圖 2.2 溶膠中加入的 PEG 含量大于一定值時(shí)，薄膜中生成的氣孔反而會(huì)

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本文編號(hào)：2830605