纳米TiO_2载于聚合物材料表面形成薄膜,本研究

时间：2022-08-31 10:03:13来源：网络整理

【摘要】纳米TiO_2薄膜是一种重要的无机功能材料。由于纳米材料的小型化，会产生小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧穿效应。功能和特点。由此产生了纳米TiO_2的光催化和超亲水性能。纳米TiO_2负载在高分子材料表面形成薄膜，可在高分子材料的抗老化降解、环境的杀菌消毒、自清洁等方面发挥特殊作用的表面。为获得透明纳米TiO_2颗粒的单分散薄膜，本研究以钛酸四丁酯(TBOT)为钛前驱体二氧化钛纳米薄膜材料二氧化钛纳米薄膜材料，采用低温水解-水热法制备锐钛型纳米TiO_2粉体。条件，包括溶液pH值、水热处理温度、处理时间等，都会影响粉末的表面形貌、晶型、粒径和光催化活性。分别用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、X光电子能谱仪（XPS）和比表面分析仪（BET）对制备的TiO_2粉末的表面形貌、表面形貌和表面形貌进行了分析。对其粒径、晶型、颗粒表面化学状态和比表面积进行了表征，并通过甲基橙降解试验研究了粉末的光催化活性。然后用硅烷偶联剂对水溶液中的纳米TiO_2进行湿法亲油改性。通过亲油度试验研究了硅烷偶联剂的用量、改性pH值、改性时间等对改性效果的影响。将改性浆料分散形成稳定的微乳液，将纳米TiO_2薄膜负载在PMMA基体上。用SEM观察聚合物负载的TiO_2薄膜的表面形貌和厚度；用TEM表征了TiO_2在TiO_2薄膜中的分散状态； TiO_2薄膜的光催化活性通过在紫外光下光催化降解甲基橙来表征。 , 并通过称重法研究了薄膜对基材本身降解的影响。实验结果表明，水热处理的pH值对粉体的光催化活性有决定性影响，最适pH值为3，硅烷偶联剂的用量是纳米粉体亲油改性的主要因素，改性剂的用量是最重要的。最佳值为10%，制备微乳液时各组分有最佳配比（10ml正丁醇+40ml环己烷+10g十六烷基三甲基氯化铵+10ml TiO_2浆料）。水热法制备的 TiO2 主要为锐钛矿结构，晶粒尺寸较小（小于 10 nm）。添加聚二甲基硅氧烷（PDMS）后，TiO_2薄膜的表面形貌得到很大改善，表面光滑无裂纹，提高了薄膜的光催化活性，有效防止了光催化材料对基材的降解。

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