[发明专利]一种可用于光催化降解有机污染物的TiO2薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于光催化降解有机污染物的TiO₂薄膜的制备方法，属于光催化领域。

背景技术

近些年来，环境污染日益严重，以严重威胁到人类的生存和发展。为了解决这一难题，人们展开了治理污染、保护环境的科学研究。以半导体为催化剂，利用太阳光催化氧化有毒污染物质作为一种有效的治理污染方法，成为环境保护科学研究的一个热点。

1972年，Fujishima和Honda发现光照射TiO₂电极，可持续发生水的氧化还原反应产生H₂，1976年，Frank将半导体材料用于降解污染物。从此，以TiO₂为代表的半导体光催化剂收到了研究者的关注。但TiO₂其粉体在实际应用中仍有很多局限性：(1)催化剂不易从悬浮液中分离和回收；(2)溶液中催化剂悬浮颗粒易团聚；(3)在连续流动的系统中很难应用。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可用于光催化降解有机污染物的TiO₂薄膜的制备方法。

所述TiO₂薄膜的制备方法包括TiO₂成膜液的制备、成膜液在载体上的涂覆以及膜的干燥三个步骤：

(1)搅拌下，将TiO₂(德固赛P25)分散于明胶水溶液中，加入交联剂，得到TiO₂成膜液；

(2)将TiO₂成膜液涂覆于载体材料表面；

(3)将涂覆TiO₂成膜液的载体材料进行加热干燥处理，得到TiO₂薄膜。

步骤(1)中，成膜液中TiO₂与明胶的质量比为1:4～3:1；交联剂为乙二醛、双(乙烯砜甲基)醚、1,3-双(乙烯砜基)丙醇、2,4-二氯三聚氰酸钠或1,3,5-三丙烯酰六氢化均三嗪；交联剂的用量为明胶质量的0.5％～10％。

步骤(2)中，载体材料包括尼龙布、纤维布、金属网、金属板材等。

步骤(3)中，TiO₂薄膜的干燥温度为20℃～80℃。

附图说明

图1是实施例1得到的以尼龙网为载体的TiO₂薄膜紫外光下降解甲基橙染料的效果图。

具体实施方式

以下结合实例对本发明进行进一步的详述。

实施例1

称取一定量明胶，加水浸泡一段时间(加水量及浸泡时间无特别要求，本领域技术人员可熟练掌握，以下实施例相同)；随后加入TiO₂粉末(按与明胶质量比1:1计算)，加热溶解。然后加入交联剂乙二醛(按明胶量2wt％计算)，得到TiO₂成膜液。用毛刷将TiO₂成膜液均匀涂覆在尼龙网上，常温下干燥一段时间后放入烘箱中60℃干燥24h，得到以尼龙网为载体的TiO₂薄膜。

实施例1所得以尼龙网为载体的TiO₂薄膜在紫外光下降解甲基橙染料的效果图如图1所示，由图可知，甲基橙在80分钟内降解率达到95％，说明TiO₂薄膜对降解有机污染物具有很高的活性。循环降解5次，甲基橙的降解率仍然可以达到91％以上，说明制备TiO₂薄膜可以循环使用。

实施例2

称取一定量明胶，加水浸泡一段时间，随后加入TiO₂粉末(按与明胶质量比1:1计算)，加热溶解。然后加入交联剂双(乙烯砜甲基)醚(按明胶量2wt％计算)，得到TiO₂成膜液。用毛刷将TiO₂成膜液均匀涂覆在尼龙网上，常温下干燥一段时间后放入烘箱中60℃干燥24h，得到以尼龙网为载体的TiO₂薄膜。

实施例3

称取一定量明胶，加水浸泡一段时间，随后加入TiO₂粉末(按与明胶质量比1:1计算)，加热溶解。然后加入交联剂1,3-双(乙烯砜基)丙醇(按明胶量2wt％计算)，得到TiO₂成膜液。用毛刷将TiO₂成膜液均匀涂覆在尼龙网上，常温下干燥一段时间后放入烘箱中60℃干燥24h，得到以尼龙网为载体的TiO₂薄膜。

实施例4