【摘 要】
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纳米TiO2具有高光催化活性、高化学稳定性、无毒性、成本低廉等优点,被视为最有吸引力的半导体光催化剂之一。纳米TiO2可负载在众多基质上形成纳米薄膜,赋予基质材料除污染物与抗菌等光催化性能。目前对该类纳米二氧化钛薄膜研究报道不多,纳米TiO2薄膜光催化活性对有机基质的影响报道更少。本文基于自制的具有可见光活性的纳米TiO2胶体,采用直接喷涂的方式在有机基质表面制备纳米TiO2薄膜,通过光催化降解甲
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纳米TiO2具有高光催化活性、高化学稳定性、无毒性、成本低廉等优点,被视为最有吸引力的半导体光催化剂之一。纳米TiO2可负载在众多基质上形成纳米薄膜,赋予基质材料除污染物与抗菌等光催化性能。目前对该类纳米二氧化钛薄膜研究报道不多,纳米TiO2薄膜光催化活性对有机基质的影响报道更少。本文基于自制的具有可见光活性的纳米TiO2胶体,采用直接喷涂的方式在有机基质表面制备纳米TiO2薄膜,通过光催化降解甲醛和苯评估薄膜的光催化活性。选择了纯棉织物、尼龙织物、复印纸、油漆这四种有机高分子材料作为基底,将原样和涂覆有纳米TiO2薄膜的样品进行紫外光老化试验,通过SEM、XRD、ATR-FTIR、力学检测等方法进行表征和分析。最后,重点研究了纳米TiO2光催化纸的制备与性能,通过单因素实验考察不同环境条件下光催化纸对甲醛的降解效果以及可重复使用性。本文主要结论和结果如下:（1）制备的纳米TiO2薄膜形貌表现致密光滑,对有机基质有良好的附着;薄膜厚度在100～450nm。纳米TiO2薄膜在可见光下对甲醛、苯均能有效降解,其降解率与有机基质的类型无关。（2）原样有机基质经过紫外老化后外观、化学成分、机械性能发生较大变化;而镀膜有机基质在经过紫外老化后外观、化学成分没变,机械性能变化很小。（3）有机基质的光老化来自紫外线对材料的破坏,纳米TiO2膜层不仅没有矿化有机基质,反而提高了有机基质的耐候性。原因可能是纳米TiO2膜层遮蔽了紫外线,也可能是TiO2膜层与基质的界面缺少光催化反应所需的氧气和游离水。（4）光催化纸降解甲醛的反应常数k随初始浓度C0的变化为k=-0.009524C0-0.3674;纳米TiO2负载量为1.082g/m~2时甲醛降解率达到81.68%;同功率的紫外光比可见光降解率高50%以上。光催化纸在连续进行8次光催化试验后光催化活性和机械性能没有明显变化。
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