（材料学专业论文）tio2sno2复合溶胶与薄膜的低温制备及性能研究.pdf

摘要 自从1 9 7 2 年日本的f u j i s h i m a 和h o n d a 在n a t u r e 杂志上发表了题为 “e l e c t r o c h e m i c a lp h o t o l y s i so fw a t e ra tas e m i c o n d u c t o re l e c t r o d e ”的论文，骶0 2 的 研究就成了国内外的研究热点。目前1 i 0 2 已经开始应用于在光催化降解处理污水 和气体，然而噩0 2 的光生电子和空穴复合几率很高，限制了其商业化上广泛的应 用。采用半导体s n 0 2 复合改性能有效降低t i 0 2 的电子空穴复合，已引起广泛研究； 但目前的溶胶一凝胶法制备t i 0 2 s n 0 2 复合材料仍需要晶化热处理，不仅导致工艺 较为复杂，而且限制了其在不耐热或难于热处理的基材上的应用。因此本文开展 了t i 0 2 s n 0 2 复合溶胶与薄膜的低温制备及性能研究。 本文采用溶胶一凝胶法低温制备t i 0 2 s n 0 2 复合溶胶与复合膜：以钛酸丁酯为 先驱体，乙醇为溶剂，盐酸为催化剂制备t i 0 2 溶胶；以结晶四氯化锡为先驱体， 氨水为沉淀剂，p e g 为分散剂，制备s n 0 2 溶胶；在此基础上制备了叠层式t i 0 2 s n 0 2 复合膜、混合式t i 0 2 s n 0 2 复合溶胶及薄膜、核壳式t i 0 2 s n 0 2 复合溶胶及薄膜； 采用x 射线衍射、扫描电镜、透射电镜、p l 荧光光谱分析、粒径分析、紫外可见 光谱等测试手段，对复合溶胶及薄膜的结构与性能进行了研究。结果表明： 1 、低温制备的啊0 2 溶胶、s n 0 2 溶胶及复合溶胶中都含有晶粒，因此溶胶和 由溶胶常温制备的薄膜，都具有光催化降解能力，避免了目前研究中常需的晶化 热处理工艺。 ， 2 、叠层式t i 0 2 s n 0 2 复合膜具有优于单一1 i 0 2 薄膜的光催化活性。随着底层 s n 0 2 层数的增加，复合膜的光催化活性先增大后减小；当s n 0 2 层为3 层，复合膜 的光催化活性达到最优，其光催化降解罗丹明b 半衰期只有啊0 2 薄膜的2 9 ，其 反应表观速率是t i 0 2 薄膜的3 6 7 倍。 3 、混合式t i 0 2 s n 0 2 复合溶胶的光催化活性较单一砸0 2 溶胶没有显著提高， 当n ( s n ) ：n ( t i ) l t 值大于5 时，光催化活性反而下降；由混合式t i 0 2 s n 0 2 复合 溶胶制备的薄膜，其光催化性能因s n 0 2 的加入得到提高，其中n ( s n ) ：n f n ) 摩尔 比为2 的混合薄膜光催化性能最好。 4 、核壳式t i 0 2 s n 0 2 复合溶胶和复合膜的光催化效果，优于纯面0 2 溶胶及薄 膜；且以普通照明用日光灯为光源时，在可见光激发下也获得了良好的光催化活 性。 关键词：t i 0 2 ，s n 0 2 ，溶胶一凝胶法，低温制备，复合膜，光催化 a b s t r a c t t h er e s e a r c ho ft i 0 2h a sb e e na t t e n t e de x t e n s i v e l ys i n c ef u j i s h i m aa n dh o n d a p u b l i s h e dat h e s i sn a m e d “e l e c t r o c h e m i c a lp h o t o l y s i so fw a t e ra tas e m i c o n d u c t o r e l e c t r o d e ”i nn a t u r e a lp r e s e n t , t i 0 2h a sb e e ne m p l o y e di nt h ep h o t o c a t a l y t i c d e c o n t a m i n a t i o nt r e a t m e n to fp o l l u t e dw a t e ra n da i r h o w e v e r , t h ef a s tr e c o m b i n a t i o n r a t eo fp h o t o g e n e r a t e de l e c t r o n h o l ep a i r sh i n d e r st h ec o m m e r - c i a l i z a t i o no ft h i s t e c h n o l o g y c o u p l i n go fs n 0 2a n dt i 0 2a so n eo ft h ee f f e c t i v em e t h o dt ol o w e r e l e c t r o n h o l ep a i r sr e c o m b i n a t i o nh a sb e e ne x t e n s i v e l ys t u d i e d t r a d i t i o n a ls o l - g e l m e t h o dt op r e p a r et i 0 2 s n 0 2c o m p o s i t em a t e r i a l sn e e dh e a tt r e a t m e n tt h a tm a k e st h e p r e p a r a t i o np r o c e s sc o m p l e x i t y , a n dl i m i ti t su t i l i z a t i o no nt h en o n - h e a t - r e s i s t a n tb a s e d m a t e r i a la n dt h eb a s e dm a t e r i a l st h a th a r dt ob eh e a t - t r e a t e d b a s e do nt h ea c t u a l i t y , t h e l o w - t e m p e r a t u r ep r e p a r a t i o na n dp r o p e r t i e so ft i 0 2 s n 0 2c o m p o s i t es o l sa n dc o m p o s i t e f i l m sw e r ep r o p u s e di nt h i sp a p e r s o l g e lm e t h o dw a sa p p l i e di nt h ep r e p a r a t i o no f1 1 0 2 s n 0 2c o m p o s i t ef i l ma n d c o m p o s i t es o la tl o wt e m p e r a t u r ei nt h i sp a p e r i nt h er e s e a r c h , t h et i 0 2s o lw a sm a d e w i t ht i ( o c 4 h 9 ) 4a sp r e c u r s o r , e t h a n o la si m p r e g n a n t , h c ia sc a t a l y z e r ；a n dt h es n 0 2s o l w a sp r e p a r e dw i t hs n c l 4 。5 h 2 0a sp r e c u r s o r , a m m o n i aa sp r e c i p i t a t o r , p o l y e t h y l e n e g l y c o la sd i s p e r s a n t ，t h e nb a s e do nt h es o l s , t h et i o y s n 0 2c o m p o s i t ef i l ma n d c o m p o s i t es o lw a sm a d e a f t e rw h i c h ，t h ec r y s t a ls t r u c t u r ea n dt h ep h o t o c a t a l y t i c e f f i c i e n c yo f t h es a m p l e sc o m p l e t e dw a st e s t e dt h r o u g hx r d ，s e m ，t e m ，p l , v o l u m e a n a l y s e ，u v - v i s t h er e s e a r c hr e s u l t sw e r es h o w nb e l o w ： f i r s t l y , c r y s t a l sw a sf o u n di na l lt h es a m p l e s ，c a u s eo fw h i c h , a l lt h es a m p l e sh a v e t h ea b i l i t yo f p h o t o c a t a l y t i cd e c o m p o s i t i o n s e c o n d l y , t h et e r r a c ec o m p o s i t ef i l m so ft i 0 2 s n 0 2s h o w e dab e t t e rc a p a b i l i t yt h a n t h ep u r et i 0 2f i l mi nr h o d a m i n eb d e c o m p o s i t i o na n dw h e nt h ef i l mo fs n 0 2l a y e r r e a c h e d3 ，t h ea p p a r e n td e c o m p o s i t i o nv e l o c i t yi s3 6 7t i m e st h a nt h ep u r et i 0 2f i l m a l m o s tr e a c h e dt h ep e a k t h i r d l y ，t h ep h o t o c a t a l y t i cd e c o m p o s i t i o na c t i v i t yo ft h em i x e ds o l ss h o w e dn o o b v i o u si n c r e a s et h a nt h ep u r et i 0 2s 0 1 w h e nt h em o lr a t i ov a l u eo fn ( s n ) ：n ( 啊) r e a c h e d5 t h ep h o t o c a t a l y t i cd e c o m p o s i t i o na c t i v i t yb e g a nt od e c r e a s e t h et e s t r e s u l t ss h o w e dt h a t ：t h ed e c o m p o s i t i o nc a p a b i l i t yo fm i x e dc o m p o s i t ef i l m sw a s i m p r o v e dt h a nt h ep u r em 0 2f i l m ，a n di tr e a c h e dt h eb e s tw h e n t h et o o lr a t i ov a l u eo f n ( s n ) ：n c l l ) a t2 f o u r t h l y , t h ec o r e - c o a tq q 0 2 j s n 0 2c o m p o s i t es o la n dc o m p o s i t ef i l m ss h o w e da b e t t e rd e c o m p o s i t i o nc a p a b i l i t yt h a nt h ep u r et i 0 2s o la n df i l m a n di ta l s os h o w e da g o o dp h o t o c a t a l y t i ca c t i v i t ya f t e rb ee x c i t a t e db yt h ev i s i b l el i g h t k e y w o r d s ：t i 0 2 ；s n 0 2 ；s o l g e lm e t h o d ；l o w - t e m p e r a t u r ep r e p a r a t i o n ； c o m p o s i t ef i l m ；p h o t o c a t a l y s i s ； m 浙江大学硕士学位论文 啊0 必n 0 2 复合溶胶与薄膜的低温制各及性能研究 图1 1 面0 2 晶型示意图 瓢0 2 有板钛矿型( b r o o k i t e ) ，锐钛矿型( a n a t a s e ) 和金红石型( r u t i l e ) 三种晶 型，它们主要区别在于八面体结构内部扭曲和结合方式不同，图i i 为啊0 2 锐钛 矿型和金纽石型的单元结构，每个1 p 原子被六个扩原子构成的八面体所包围。 锐钛矿型的面币键距比金红石型的大，而啊o 键距要小于金红石型。金红石型 中的每个八面体与周围l o 个八面体相连接( 其中两个共边，八个共顶角) ，而锐钛 矿型中的每个八面体与周围8 个八面体相连接( 四个共边，四个共顶角) 。啊0 2 结 构单元的连接方式如图1 2 。这些结构上的差异导致了两种晶型有不同的质量密度 及电子能带结构。 a 、共边关系 图1 2 币0 2 结构单元连接方式 b 、共点关系 浙江天擎硕士学位论文 f i 0 2 s n 0 2 复合溶胶与薄膜的低温制备及性能研究 1 2 光催化原理及其影响因素 1 2 1t i o ，的光催化原理 锐钛矿型面0 2 的禁带宽度为3 2 e v ，当它吸收了波长小于或等于3 8 7 5 n m 的 光子后，价带中的电子就会被激发到导带，形成带负电的高活性电子，同时在价 带上留下带正电的空穴，在电场的作用下电子与空穴发生分离。图1 3 光照激发半 导体时光生载流子的变化示意卧1 1 ，从图可见，被激发产生的电子一空穴对存在着 复合和捕获转移两个相互竞争的主要过程。 高活性的光生电子和空穴分别被半导体表面吸附的电子受体a 和电子供体d 捕获一转移后，将发生进一步的反应使光催化过程能继续进行。在实际的光催化 反应过程中，电子供体d 通常是h 2 0 和o h 一，电子受体a 通常是0 2 。氧化性的 光生空穴h o 与h 2 0 和o h 一反应将产生具有强氧化活性的羟基自由基o h ( 式( 1 1 ) 和( 1 2 ) ) 。羟基自由基o h 的氧化能力很强，可破坏有机物中c - c 键、c - h 键、c n 键、c - o 键、0 h 键、n - h 键，将其最终降解为c o ，、i i 0 等无害物质，而且自 由基o h 对反应物无选择性；还原性强的光生电子“与0 2 反应将产生0 2 一、 h o o 、h 2 0 2 和o h 等活性物质( 式( 1 3 ) - - 0 7 ) ) 。电子自旋共振谱e s r 研究已 经证实了在光催化反应过程中o h 、0 2 - 等活性物种的存在1 2 - 3 | 。0 2 、h o o 和o h 可与绝大部分有机物反应，从而氧化一还原降解绝大部分有机物( 式( 1 8 ) ) ，这就 是半导体光催化的机理。但是以上半导体光催化降解有机物的机理也不是唯一的， 有研究者提出光生空穴h v b + 直接氧化有机物也是光催化降解的重要途径 4 1 。 h + + h 2 0 一o h + i r ( 1 1 ) h o + o h - 一o h ( 1 2 ) c c b 一+ 0 2 0 2 一( 1 3 ) 0 2 一+ h 2 0 h o o - + o h 一 ( 1 4 ) 2 h o o * 一h 2 0 2 + 0 2( 1 5 ) c c b 一+ h o o + h 2 0 h 2 0 2 + o h 一 ( 1 6 ) c c b 一+ h 2 0 2 一o h + o h 一 ( 1 7 ) o r g a n i cp o l l u t a n t s + ( n o ，0 2 ，h 0 0 ) 一d e g r a d e dp r o d u c t s ( 1 8 ) 2 浙江大学硕：t 学位论文 n 0 2 s n 0 2 复合溶胶与薄膜的低温制各及性能研究 图1 3 光照激发半导体时光生载流子的变化示意图 l - 2 2t i 0 ，的光催化影响因素 t i o ，光催化降解的影响因素较多，其中主要影响因素有：面仉晶型、催化剂 粒径大小、反应物浓度、外加氧化剂、p h 值、添加剂、阴离子、光强等。 1 2 2 1t i o ，晶型影响 用于光催化的瓢0 2 主要有两种晶型：锐钛矿型和金红石型。其中锐钛矿型的 光催化活性较高。锐钛矿型t i 0 2 的密度为( 3 8 9 咖n 3 ) 略小于金红石型( 4 2 5 9 c m 3 ) ， 其带隙为3 2 e v ，略大于金红石型3 0 e v 。金红石型0 2 对氧气的吸附能力较差， 比表面积较小，因而光生电子和空穴容易复合，催化剂活性受到一定影响。近年 来研究表明，当锐钛矿型t i 0 2 中混有适当量金红石型t i 0 2 时，t i 0 2 的光催化活性 将有明显提高。混晶具有高活性的原因在于晶体结构的不同，能有效地促进锐钛 矿晶体中光生电子和空穴的分离( 混晶效应) 。张霞等以钛酸丁酯为钛源制备混晶 结构纳米t i 0 2 粉，研究了纳米砸0 2 的光催化活性与颗粒晶相结构之间的关系。结 果表明当金红石相的质量分数少于1 8 5 3 ，光催化活性随着金红石相的增多而降 低；当金红石相的质量分数为1 8 5 3 - 2 8 2 时，随着金红石相的增多，光催化活 性逐渐增强，在2 8 2 附近具有最高的光催化活性，与纯锐钛矿结构纳米砸0 2 粉 的光催化活性相当；金红石相含量继续增加，则光催化活性逐渐降低。结果说明 了适量金红石相的存在有利于锐钛矿相中的电荷分离，使光催化活性提高【5 】。 1 2 2 2 催化剂粒径及用量的影响 催化剂粒径大小和单位体积内反应液中催化剂用量，对光催化效果都有着一 定的影响。一般来说，催化剂的粒径越小，单位质量的粒子数目就越多，比表面 积就越大，光吸收效率就高，且电子与空穴简单复合的概率就减小，光催化活性 自然就好。催化剂的用量原则上是越多越好，但是过多的催化剂会因光遮蔽而影 响光催化活性。因此，在具体的光催化反应中存在着最佳值【6 i 。 3 浙江大学硕：t 学位论文 n 0 2 s n 0 2 复台溶胶与薄膜的低温制备及性能研究 1 2 2 3 反应物浓度的影响 关于反应物浓度研究者普遍认为，在光催化体系中，有机物在催化剂表面的 吸附是影响反应速率的重要因素，描述多相催化反应常用的动力学方程为 l a n g m a i r - h i n s h e l w o o o d 动力学方程 7 8 1 ： r = - d c d t = k k d ( 1 + l 虹) 式中r 为反应速率，c 为t 时刻的反应物浓度，k 、l 【c 分别为表面反应速率常数和吸 附常数。如果反应物浓度很低，k 1 反应物分子在币0 2 表面上未达到饱和吸附， 反应速率主要由反应物浓度所决定，此时表现为级反应动力学特征。而如果反 应物浓度很高，表面吸附达到饱和状态，反应速率与反应物初始浓度无关，此时 应表现为零级反应动力学特征。在中等浓度时，随反应物浓度增加，反应速率虽 然仍随反应物浓度的上升而增加，但不满足线性关系。 1 2 2 a 外加氧化剂的影响 光催化反应要顺利快速进行，就需要减少光生电子和光生空穴的简单复合。 这可以通过将光生电子、光生空穴或两者同时被不同的基团俘获而实现。由于氧 化剂是有效的导带电子的俘获剂，因此外加氧化剂对提高光催化反应的速率和效 率都有很大的提高。 例如外加氧气条件下1 9 】：氧气在光催化降解有机污染物中起着重要的作用。它 通过与光生电子反应生成超氧离子0 2 一，一方面抑制了光生电子与光生空穴的复 合，另一方面超氧离子0 2 一在溶液中通过一系列的反应形成h 2 0 2 ，h 2 0 2 再生成羟 基自由基o h 。光催化降解有机磷农药、染料等有机污染物的研究表明，增加氧气 浓度有助于提高光催化降解速率。 刘志国等人【1 0 】研究髓0 2 纤维光催化降解d m f 水溶液的结果表明：氧化剂增 强了啊0 2 纤维对d m f 的降解能力，在其它反应条件相同情况下，0 以1 0 2 ( f ) 对d m f 降解率是a i r t i 0 2 ( f ) 和h 2 0 2 i 0 2 的1 5 倍左右，且降解速率提高2 倍左右，c o d 分析表明d m f 几乎完全矿化。同时实验过程中确定了d m f 光催化降解中间产物 仲胺的存在以二甲胺为仲胺代表物进行光催化降解研究表明，中间产物仲胺的 迅速降解是0 3 增强骶0 2 纤维降解效应引起的。 1 2 2 5p h 值的影响 t i 0 2 表面电荷受p h 值影响很大，在水溶液中啊0 2 的零电点大约为p h = 6 2 5 ， 当溶液p h 6 2 5 时，砸0 2 表面荷负电，表面电荷会影响有机物的吸附，从而影响 降解效率。王怡中等人i l l l 研究表明，甲基橙在酸性条件下光催化降解速率要大于 在碱性条件下的降解速率。 4 浙江大学硕士学位论文 卫o s i 0 2 复合溶胶与薄膜的低温制各及性能研究 但是d h 值对不同的有机物降解的影响不同，如有机磷农药光催化降解则受 p h 值影响比较大，有机磷在中性介质中的降解最低，随着酸度的增加或降低，降 解率均增大。而有些有机物的光催化降解则不受p h 值的影响。一般来说，如果污 染物是非极性的，则在光催化降解时受p h 值的影响不大；如果污染物是极性的， 则在有利于其在0 2 表面吸附的p h 值条件下，其光催化效率会提高。 1 2 2 6 离子添加荆的影响 1 、金属离子的影响 光催化有机污染物时加入f c 3 + 【1 2 1 、a g + 埘、c l l 2 + 1 4 1 ，可以大幅度提高降解速率， 这是由于加入的金属离子能消除了光生电子，有效的抑制了电子和空穴的复合， 从而提高了啊0 2 的光催化活性。 2 、阴离子的影响 a b d u l l a h 等人研究表明嗍，一些阴离子如次氯酸根、硝酸根对光催化降解水 杨酸、苯胺及乙醇等有机物速率几乎没有影响；而硫酸根、氯离子和磷酸根离子 当浓度大于1 0 3 m o i 时会使降解速率减小。c d t t e n d e n 等1 1 6 j 利用离子交换柱除去无 机阴离子及一些阳离子，从而使固定床反应器寿命增加。说明无机阴离子会同有 机物在表面活性位竞争吸附，或在颗粒物的周围形成高极性环境，使有机物向活 性位的迁移受阻，从而降低前0 2 的光催化活性。 1 2 2 7 光源与光强的影响 半导体光催化的机理是半导体在光照射下电子激发跃迁。因此，用于激发的 电子能量必须大于半导体的禁带宽度才能完成电子激发跃迁这一过程。目前的实 验室研究大部分只局限于紫外光部分，一般都采用紫外光强度较大的中、高压汞 灯或氨灯、黑光灯、紫外线杀菌灯等。此外，由于到达地面的太阳光也有3 - 5 左 右的光波长( 3 0 0 - 4 0 0 n m ) 在紫外范围内，可被吸收而激活催化剂，因此理论上太阳 光也可以作为光催化光源。目前，国内外的学者对直接利用太阳能光催化的研究 正在深入广泛地进行。b a l m e m a n n 等研究光强对光催化活性影响表明：低光强下， 降解速率与光强呈线性关系；中等强度的光强度下，降解速率与光强的平方根存 在线性关系。光强大于6 1 0 s e i n s t e i n l s 时，提高光强几乎不影响降解速率。 1 2 2 8 反应温度的影响 由于光催化氧化的活化能较低，温度的变化对光催化氧化反应的影响不大。 由于不同的反应物其降解历程不同，有些物质，如酚开始的反应速率随温度的升 5 浙江大学硕士学位论文t i 0 2 s n 0 2 复合溶胶与薄膜的低温制各及性能研究 高而稍有增高，而另一些物质如三氯甲烷的反应速率随温度的升高反而减少。一 般情况下对于反应温度可不与考虑。 1 3t i o ，光催化材料的改性研究 t i 0 2 以其优异的抗化学和光腐蚀性能以及价格低廉等优点而成为过去几十年 来以及未来最具重要的光催化材料。但t i 0 2 是宽禁带半导体化合物，只有波长较 短的太阳光能( x t i ( o c 3 h 7 ) 4 t i ( o c 4 h 9 ) 4 同时由于钛醇盐含有活泼的官能团如含碳官能团，这些官能团所产生的化学 键保证了薄膜与基底的可靠结合【跚。 基于上述原因，在本实验中采用了钛酸丁酯为先驱物。 溶剂对溶胶一凝胶合成过程的影响是通过烷基团的取代反应或其它基团的取 代、络合反应等。通过烷基团等的斥电性、空间位阻效应和络合能力来影响金属 醇盐的水解和缩聚的程度( 粘度的变化是其重要表征之一) ；溶胶的影响是通过减 小凝胶的内部应力( 如表面活性剂) ，使凝胶内部应力细小、均匀化( 如d r y i n g - c o n t r o l c h e m i c a la d d i t i v e s 和c r o s s i n g - l i k i n ga g e n t ) ，从而改变溶胶一凝胶一干胶过程，特 别是后者；不同的溶剂在溶胶一凝胶热处理过程中，其分解、燃烧的温度不同， 还会影响材料的晶化过程等。黄元龙等人通过大量的实验发现在各个主要溶剂中 ( 乙醇、异丙醇、丙醇、正丁醇) ，乙醇促进缩聚的作用是最大的，使t i 0 2 由无定 性向锐钛矿晶型转化的温度最低l 舯】。因而本文采用的溶剂都是乙醇。 浓盐酸的作用归纳有：( 1 ) 抑制水解：溶液中的h + 使h 2 0 h + + 0 h 一反应逆向 进行，水解反应变慢；( 2 ) 使t i o c 4 8 9 中的o c 4 h 9 基团质子化，从而使胶体粒子带 有正电荷，阻止胶团凝聚；( 3 ) 使醇盐、无水乙醇和水三种彼此不能混溶的组份能 2 0 浙江大学硕士学位论文m 0 2 ，s n 仉复合溶胶与薄膜的低温制各及性能研究 够均匀混合，如果不加盐酸，与无水乙醇混合的醇盐和水的比例就会少；( 4 ) 盐酸 具有解胶的作用，即是使沉淀溶解的作用。在没有酸的作用下，金属醇盐往往由 于快速水解团聚生成白色沉淀，一旦加入酸，可以使其溶解。另外，盐酸还影响 到溶液的成胶速度以及成膜质量。 制备s n 0 2 溶胶时用氨水做沉淀剂，这样不会引入杂质金属阳离子。通过加入 非离子型表面活性剂p e g ( 1 0 0 0 ) 控制结晶四氯化锡水解产物s n ( o h ) , 粉体颗粒的大 小，以便于后期回溶s n ( o h ) 4 粉体得到s n 0 2 溶胶。 2 2 实验方案及依据 目前t i 0 2 研究领域的主要的报道集中在经过高温热处理制各砸0 2 粉体和薄膜 上，本课题主要是对已有低温制备具有光催化性啊0 2 溶胶工作的延伸。通过制备 面0 2 s n 0 2 复合溶胶以及 1 j 0 2 s n 0 2 复合膜，进一步提高 r i 0 2 的光催化活性。 由于不同工艺参数对砸0 2 溶胶和1 1 0 2 s n 0 2 复合溶胶的结构和性能有着很大 的影响。本文着重考察t i 0 2 s n 0 2 配方组成、溶胶体系中n f n ) ：n ( s n ) 不同摩尔比、 溶胶不同制备工艺等条件对砸0 2 s n 0 2 复合溶胶和其薄膜结构和性能的影响。以获 得溶胶一凝胶法低温制备t i 0 2 s n 0 2 复合溶胶及薄膜的规律和结论，为探求具有高 效光催化降解性能的砸0 2 溶胶及薄膜的低温制各提供参考。 2 3 实验所需原料和仪器设备 2 3 1 实验所用化学试剂 h 2 0 ：( 去离子水，浙江大学半导体厂提供) c 2 h s o h ：( 分析纯杭州长征化工厂) t i ( o c 4 h 9 ) 4 ：( 分析纯上海兴塔美兴化工厂) h c h ( 分析纯浙江永进化工厂生产) p e g ( 1 0 0 0 ) ：( 分析纯上海浦东高南化工厂) 氨水：( 分析纯杭州大方化学试剂厂) 结晶s n c h ：( 分析纯上海化学试剂采购供应站) 2 3 2 实验所用仪器 分析天平：电光分析天平 搅拌器：7 8 w 一1 型恒温磁力搅拌器 浙江大学硕士学位论文 面0 s q 0 2 复合溶胶与薄膜的低温制备及性能研究 干燥器：w s 7 0 一1 型红外线快速干燥器 低速离心机：湘仪离心机仪器有限公司1 - 5 3 5 1 拉膜装置：本实验所用拉膜设备为一电机拖动装置，设备示意图如图2 1 所示。 竖直浸于溶液中的载玻片上端用一铁夹夹住，铁夹通过细线连于转杆上，开动电 机，则齿轮带动转杆，拉升载玻片，关闭则停止。 西花 日h 且b h 蕾垃 变一 速 重 曩 厂 一 一一片 螽夹 图2 1 拉膜装置示意图 2 3 3x 射线衍射分析 x 射线衍射( x r a yd i f f r a c t i o n ，x r d ) 分析是利用x 射线衍射现象研究晶体结 构，以及研究影响晶体结构的各种因素。它主要研究晶体中原子的排列方式和晶 面之间的距离。由于x r d 实验方法简便，所用测试设备