理论教育 纳米Ag/TiO2负载织物的优化制备方法

纳米Ag/TiO2负载织物的优化制备方法

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了改善纳米TiO2在织物表面的光催化活性,利用在纳米TiO2表面沉积高活性的金属银技术制备了纳米Ag/TiO2复合光催化剂及其水分散液,并通过浸轧方法将其负载于纤维织物表面得到纳米Ag/TiO2负载织物。这证明纳米Ag/TiO2复合光催化剂的光催化性能明显优于普通纳米TiO2催化剂,对负载涤纶织物和涤/棉混纺织物对氨气净化性能有明显的改善作用。

纳米Ag/TiO2负载织物的优化制备方法

为了改善纳米TiO2在织物表面的光催化活性,利用在纳米TiO2表面沉积高活性的金属银技术制备了纳米Ag/TiO2复合光催化剂及其水分散液,并通过浸轧方法将其负载于纤维织物表面得到纳米Ag/TiO2负载织物。其制备的基本过程是将纳米TiO2粉体加入到硝酸银水溶液中,混合均匀后加入Na2CO3水溶液。然后将所得到的混合物在超声波震荡和紫外灯辐射条件下反应,直至光化学反应完全得到纳米Ag/TiO2复合光催化剂粉体。通过超声波振荡技术将纳米Ag/TiO2粉体加工成水分散液,并添加于水中形成含有30g/L的纳米Ag/TiO2复合光催化剂的浸轧液,最后以其分别对三种棉、涤纶及其混纺织物进行负载整理。然后在光辐射条件下使用上述负载织物对氨气进行光催化净化实验,反应过程中氨气浓度变化以及光催化降解反应的速率常数k分别列于图4-37和表4-9中。

图4-37 纳米Ag/TiO2负载织物对氨气的净化性能

表4-9 纳米Ag/TiO2负载织物与光催化降解反应速率常数的关系(www.daowen.com)

由图4-37可知,三种纳米Ag/TiO2负载织物存在时,体系中氨气浓度迅速降低,甚至在较短时间内就达到零,这说明它们具有优良的氨气净化性能。从表4-9可以看出,与纳米TiO2光负载织物相比,纳米Ag/TiO2负载织物的光催化降解反应速率常数有较大程度的提高。这证明纳米Ag/TiO2复合光催化剂的光催化性能明显优于普通纳米TiO2催化剂,对负载涤纶织物和涤/棉混纺织物对氨气净化性能有明显的改善作用。这主要归因于金属银在纳米TiO2粒子表面上沉积。从光催化反应机理可知,在光生电子—空穴中,只有发生了电荷分离的那部分电子和空穴才对光催化氧化反应有效。减少无效的电子和空穴数目,增加有效的电子和空穴数目有利于光催化氧化反应的进行。金属银在纳米TiO2表面主要作为电子捕获阱,使光生电子在金属上富集,减少电子和空穴的复合,使有效的电子和空穴数目增加,从而提高TiO2的光催化活性。表4-9还说明,根据氨气催化降解反应速率常数,三种织物表面负载的Ag/TiO2复合光催化剂的活性次序仍为:Ag/TiO2-棉>Ag/TiO2-涤/棉>Ag/TiO2-涤,这证明经纳米Ag/TiO2复合光催化剂负载后,涤纶织物和涤/棉混纺织物的氨气净化性能尽管有较大程度的提高,但是仍不及纯棉织物。

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