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水果生产中,每年由于贮藏环境不佳、保鲜措施不当等原因,使水果腐烂变质而造成的损失占水果总产值的30%以上。乙烯含量是水果保鲜环境调控的重要指标之一,而TiO2能够在光催化条件下分解乙烯。本课题将光催化技术运用在水果保鲜领域,开展TiO2薄膜乙烯分解和等离子体表面改性的研究,探索提高Ag+负载纳米TiO2光催化活性的有效方法。(1)采用溶胶凝胶法以及浸渍提拉法,制备出Ag+掺杂的纳米TiO2薄膜。结果表明,TiO2薄膜厚度与提拉层数呈正比关系。升温速率为10℃/min、15℃/min和20℃/min时,所得TiO2薄膜颗粒大小分别为9nm,17nm和59nm。煅烧时升温速率越慢,所得的TiO2晶体特征峰峰尖相对越尖锐,晶体颗粒越小,进而导致比表面积越大,利于光催化氧化反应。将透射率转化为吸光度,可看出Ag+掺杂的TiO2薄膜吸光度在350nm处达到最高点,在423nm处迅速下降至谷底后缓慢上升。(2)分别对影响TiO2薄膜光催化分解乙烯能力的光强、接触面积、薄膜层数及晶粒尺寸大小等因素进行研究,并进行乙烯分解实验。结果表明光强、接触面积和晶体晶粒尺寸大小均能显著改变TiO2的乙烯分解能力。光照功率越强,接触面积越大及晶粒尺寸越小,薄膜分解乙烯的速率越高。当紫外灯管功率为8W时,7层的TiO2薄膜乙烯分解效率最高;当紫外光管功率为4W时,5层的TiO2薄膜乙烯分解效率最高。香蕉的贮藏试验结果表明Ag+负载的TiO2薄膜能够有效减少香蕉贮藏环境中的乙烯含量,从而使香蕉表皮颜色更慢变黄,达到延长保鲜期的效果。(3)由XRD及红外光谱分析可知,经过氮气低温等离子体处理后TiO2薄膜出现了非常明显的氮掺杂现象,出现了新的物相Ti2—O—N2,且晶体颗粒变得更细小。等离子体表面处理后TiO2薄膜的透射率会发生改变,处理1min的薄膜在相同波长范围内透射率最低,吸光度最高。等离子体处理后的TiO2薄膜禁带宽度变窄,吸收边缘发生了红移现象,说明氮气低温等离子体表面处理能够增强TiO2薄膜的光催化乙烯能力。正交试验结果表明,表面接触面积为208.47cm2(9片薄膜),等离子体表面处理1min且薄膜层数为5层的TiO2薄膜分解乙烯的效果最好。