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文章标题:论陶瓷基板TiO2涂层光催化降解含氯烷烃溶液
摘要:将二氧化硅溶胶与自制的二氧化钛溶胶按照一定的质量比混合,搅拌均匀后喷涂到洁净的陶瓷基板表上,在500℃下热处理30分钟得到了透明二氧化钛涂层。采用XRD和AFM分析了二氧化钛涂层的晶相结构和表面形貌。二氧化钛涂层光催化降解含氯自来水研究结果表明:二氧化钛涂层中掺杂
20%(TS82)的二氧化硅,其降解效果非常理想。
关键词:二氧化钛;含氯烷烃溶液;光催化;电导
中图分类号:TU5文献表识码:A
作者简介:陈耀存(1982-),广东深圳人,从事水质处理、监控工作。
1引言
半导体光催化技术在环境保护和太阳能利用上有着良好的应用前景,已成为国内外研究的热点之一[1-3]。TiO2作为光催化材料具有光催化活性高、稳定性好、价廉、无毒等优点,应用最为广泛,已开始在空气净化,污水处理,自清洁陶瓷和抗雾玻璃制备等方面得到应用[4-5]。光催化功能陶瓷具有灭菌、降解有机污染物和保持陶瓷表面洁净的功能。现在,在处理含氯的有机物时,采用的方法中大多采用催化氧化反应,是一种具有广阔应用前景的绿色环境治理技术。
目前,自来水的供应过程中采用了含氯的物质进行消毒,以保持水进入千家万户时没有细菌。然而这种加氯消毒的方法产生了新的有机卤化物,成分是三氯甲烷,及少量的一氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、溴仿。检测的结果表明,加氯消毒的饮用水、自来水中的卤代烷含量高于水源水,长期引用超标的水,会肝中毒,甚至癌变。因此饮用水的安全健康的问题得到了越来越多的关注,如何杀菌消毒,减少有机物的污染,减少水中卤代烷的含量等都是人们所探讨的课题。为此本工作以二氧化钛涂层为光催化剂,在紫外光作用下,对光催化含氯有机物溶液作了相关研究。
2实验部分

按文献[2-3]制备了二氧化钛水溶胶和二氧化钛涂层。

采用X射线衍射仪(日本岛津)进行二氧化钛晶相分析,原子力显微镜AFM(美国爱默森仪器公司)分析二氧化钛涂层表面形貌。

配置一定浓度的含氯烷烃溶液置于50毫升的烧杯中,将镀有二氧化钛涂层的陶瓷基板浸没。使用三盏20W紫外光管照射样品溶液进行光催化降解。含氯烷烃的光降解率用电导率仪测定,光源与样品的距离为15cm,。装置如图1所示。
3结果与讨论

图2为加二氧化钛涂层掺杂二氧化硅的XRD图谱,可知体系结晶度良好,涂层完全由锐钛矿型组成。由图3可知,二氧化钛样品在高温处理后,其厚度和表面结构都具有良好的均匀性,同时,高温对样品的粒度影响也不大,图中的二氧化钛粒子的平均粒径约为20nm,这对保持涂层的光催化性、提高涂层质量均十分有利。

下图4为光催化含氯烷烃降解率与光照时间的关系示意图。
由上面三图可以知道,在紫外光照的条件下,产生的氯离子和氢离子使得溶液的电导率增加。含氯烷烃的降解率与光催化时间关系密切,光催化时间越长,降解效果越好,能够有效地降解溶液中地含氯有机物。
4结论
通过无机钛盐可以制成二氧化钛溶胶,流程简单,制备时间短。该涂层在水溶液中