【正文】 化原理 5 6 6 7 8 8 10 10 11 11 12 13 13 13 薄膜成分、結構表征及性能測試 14 14 14 X射線衍射分析 17 17第四章 試驗結果與討論分析 18 18 光催化活性 19 X射線衍射分析 20 光學電鏡分析 21結 論 23參 考 文 獻 24謝 辭 26第一章 緒 論 隨著人類生存環(huán)境的日益惡化，環(huán)境污染已經(jīng)成為普遍關注而急需解決的問題。 Ultraviolet light, the film has super hydrophilic and strong light catalytic activity. Key words: Nano TiO2 film。 By means of the diffraction mixed iron content is % of TiO2 film crystal phase structure。關鍵詞：納米TiO2薄膜；溶膠凝膠法；自清潔性AbstractTiO2 film is many oxide semiconductor in film studies the most extensive a kind of material, the surface of super hydrophilic and clean effect since opened up a photocatalytic function film material new research area. In this paper, the titanium butyl acrylate acid for titanium source, through solgel method with water in any mixing ratio, and can be directly coating of the mixed use iron TiO2 sol. Through the degradation of methyl orange with research content is % of the iron of TiO2 photocatalysis sex。%的TiO2的光催化性；%的TiO2的親水性；%的TiO2薄膜的晶相結構；通過光學電鏡測試研究了摻鐵前后TiO2薄膜的表面形貌特征。 本科畢業(yè)論文題 目：溶膠凝膠法制備Fe2O3TiO2表面膜及其性能研究摘 要TiO2薄膜是眾多氧化物半導體薄膜中研究最為廣泛的一種材料，其表面的超親水性和自清潔效應開辟了光催化功能薄膜材料新的研究領域。本文以鈦酸丁酯為鈦源，通過溶膠凝膠法制備了可與水以任意比例混合，并可直接涂覆使用的摻鐵的TiO2溶膠。研究結果表明：％(摩爾比)的TiO2鍍膜層數(shù)為3層、溫度為500℃時，所制備出的薄膜致密均勻，光滑透明且不開裂；紫外光照后，薄膜具有超親水性和較強的光催化活性。 Through the drop in glass surface drops of water in the water and the diameter of the contact Angle iron content is % with research of the hydrophilic TiO2。 Through the scanning electron microscopy test study of the effects of TiO2 film iron and surface morphology characteristics The results show that: the iron ion doping concentration of % (Moore than ) of the mole ratio of TiO2 film coating layer 3 layer, calcining time of and annealing temperature of 500℃, the preparation of the film even, smooth transparent and dense cracks。 Solgel method。在眾多環(huán)境治理技術中，以半導體氧化物為催化劑的多相光催化技術由于具有可直接利用太陽光作為光源來激活催化劑和在室溫下能深度礦化有機污染物等獨特性能而成為一種理想的環(huán)境污染治理技術。 1972年fujishima和honda等發(fā)現(xiàn)受輻射的TiO2上可進行持續(xù)的水氧化還原反應產(chǎn)生氫氣[1]。但粉末狀TiO2在水溶液中易于凝聚、不易沉降，催化劑難以分離和回收，且活性成分損失大，不利于催化劑的再生和再利用。TiO2薄膜表面光催化劑具有殺菌、除臭、防污自清潔等功能，可進一步凈化改善我們的生存環(huán)境。利用TiO2的這些性能，將之涂覆于玻璃之上形成自清潔玻璃有很大的發(fā)展前景。眾所周知，玻璃幕墻和玻璃的清潔一直是一個令人頭疼的問題。所以如果能夠制備一種可以利用天然條件就達到自清潔目的的玻璃，就可以解決以上所有問題，這一設想一直是人類的一個夢想。自清潔玻璃[5]，顧名思義，是指本身具有自動清潔功能的一種玻璃。因此可知，所謂自清潔玻璃必須具有以下兩種功能：①玻璃表面在自然條件下，即陽光、雨水和空氣中具有超親水性，使之在雨水或自來水的沖刷下，可帶走玻璃表面的灰塵；②玻璃表面在自然光照射下，具有自動清除油污功能，即玻璃本身具有光催化能力，可以分解吸附在玻璃表面的有機化合物，使之降解為CO2和水，以便于被雨水或自來水沖走。另外，有部分材料工作者已經(jīng)開始了疏水性自清潔玻璃的研究，這種自清潔玻璃是模仿荷葉的自清潔效果，在玻璃表面鍍一層疏水膜制備而成的。本試驗所研究的是親水性自清潔玻璃，如果沒有特殊說明，文中所提到的自清潔玻璃均指此種玻璃。在自清潔玻璃的技術指標中，自清潔玻璃的超親水性和對有機物的降解功能是其最重要的技術指標。此時，這種固體被認為具有親水性。一般的普通玻璃，由于表面污染的原因，當水滴落在玻璃表面時會自動收縮，水會在玻璃表面形成具有一定接觸角的水滴，緊密分布在玻璃表面，由于水珠對光的折射，常常使人們在下雨的情況下，無法通過玻璃看清前面的物體，所以，汽車的擋風玻璃在下雨時需要雨刮器。另外，由于玻璃形成的水膜很薄，使水極易于揮發(fā)，因此自清潔玻璃能夠快速干燥，干燥后也不會在玻璃表面上留下水存在過的痕跡，即水漬，所以超親水性是自清潔玻璃功能的一種重要體現(xiàn)。自清潔玻璃最突出的優(yōu)點就是可以自動清潔而無需再用洗滌劑或外力去清洗，這正是自清潔玻璃之所以吸引人們關注的重要原因之一。自清潔玻璃按材質分類可分為無機膜材料自清潔玻璃和有機膜材料自清潔玻璃，按親水性分類可分為超親水性自清潔玻璃和超疏水白清潔玻璃。而超親水自清潔玻璃則基本是無機材料與傳統(tǒng)玻璃基材的結合，但超親水自清潔玻璃又分為在可見光下就具有超親水性還是在紫外光下具有超親水性兩類。從材質上看，具有超親水性的自清潔玻璃一般都是無機材料組成的膜，例如TiOSnO2等。納米TiO2自清潔玻璃是最原始的和應用最為廣泛的自清潔玻璃，它利用已研究成型的納米TiO2的光催化效果得到表面具有光致超親水性和光催化分解有機物功能的自清潔玻璃。第二章 自清潔玻璃的研究方法及原理超親水性是于1995年在TOTO公司的實驗室里意外發(fā)現(xiàn)的。在這種情況下，同樣產(chǎn)生了電子和空位，但與光催化時的反應完全不同。在這個過程中，氧原子被逐出形成氧空位（如圖21所示），水分子可以占據(jù)這些空位產(chǎn)生羥基基團，從而使表面具有親水性。TiO2具有兩種特殊的光感應現(xiàn)象，第一種是近些年才發(fā)現(xiàn)的親水性，一種就是光催化現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的術語稱之為超親水性。根據(jù)成分和工藝的不同，TiO2的表面可能光催化突出一些，超親水性次之，或者正好相反。目前的研究認為，在光照條件下TiO2表面的超親水性起因于其表面結構的變化；光誘導產(chǎn)生額外的氧空位據(jù)認為是處于表面配位的“橋”位置，帶正電的氧空位化學吸附HO，進而通過氫鍵吸附水分子，形成物理吸附層，即在Ti3+缺陷周圍形成了高度親水的微區(qū)，導致親水性。由于水或油性液滴尺寸遠遠大于親水或親油區(qū)面積，故宏觀上TiO2表面表現(xiàn)出親水和親油特性，滴下的水或油分別被親水微區(qū)或親油微區(qū)所吸附，從而浸潤表面。TiO2＋hv→TiO2＋ｈ＋＋ｅ－………………（2－1）ｈ＋＋ｅ－→復合＋能量（hv、＜hv或熱能）…（2－2）當催化劑存在合適的俘獲劑或表面缺陷時，電子和空穴的重新復合得到抑制，在它們復合之前，就會在催化劑表面發(fā)生氧化一還原反應。大多數(shù)光催化氧化反應是直接或間接的利用空穴的氧化能。H2O＋ｈ＋→?OH＋H＋…………（2－3）OH－＋ｈ＋→?