不同处理方式阳极氧化TiO2膜对光催化性能的影响.pdfVIP

!!竺兰!旦 篁三堡!垦堕塾堂皇苎查堡童叁 !!竺： 不同处理方式阳极氧化Ti02膜对光催化性能的影响 王玲王炜 陶 杰 陶海军 (南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京210016) 摘要：在两种电解液(硫酸和氢氟酸)体系下，以纯钛为阳极，以(铜片(或钛网)为阴极，通过 阳极氧化的方法在纯钛表面获得’rich多孔膜．用FESEM观察了多孔膜的微观形貌并用XRD 对覆在钛基体上的阳极氧化膜进行结构分析．在硫酸体系下阳极氧化可以直接在纯钛表面获 得锐钛相或金红石相的Ti02多孔膜，孔径分布在100～200nln；而在氢氟酸体系下阳极氧化 只能获得非晶的Ti02多孔膜，孔径分布在10～50Ⅲ，通过热处理可得到结晶相的Ti岛膜． 分别以这两种体系下获得的Ti02膜为催化剂，在紫外灯的作用下，对甲基橙溶液进行光催化 降解试验．结果表明，以硫酸为电解液，140V电压下阳极氧化直接制得的锐钛相的Ti02膜的 光催化性能最好，且好于氢氟酸体系下阳极氧化再经热处理获得的Tio膜． 关键词：阳极氧化；Ti02膜；硫酸；氢氟酸；光催化 文献标识码：A 中图分类号：TQl53．6；TQ426 目前纳米Ti伤薄膜以其廉价无毒、抗光腐蚀、 加工好的TAl试样(40rm×25Ⅻn×1mm)用酒 催化活性高、氧化能力强、稳定性好而成为光催化领 精除油后，用蒸馏水洗净，再对其进行化学抛光(抛 域研究的热点[o“．’li02纳米薄膜的制备方法很光液为体积比为1：1的氢氟酸和浓硝酸混合溶液)， 多，比如液相沉积法【“、溶胶一凝胶法【7|、化学气相 再用蒸馏水水洗烘干待用． 沉积法(cvD)l…、热分解法【9，、磁控溅射法…等．但 阳极氧化装置如图1所示，电源为可控硅整流 为了提高Ti02的光催化活性和寿命，其涂敷固定方 0．5tool／L硫酸溶液和以镀钉钛网为阴极的0，1 法的研究也日益成为研究的热点¨1，12J．而在T{02 的三种晶型中，又以锐钛型光催化活性较高．也有研 tool／L氢氟酸溶液．qAl试样为阳极，两极间的距离始 究【13o表明，锐钛型与金红石型的混合物(非简单的 终保持在4{111．试验过程采用了恒压阳极氧化方式． 混合)具有更高的催化活性本试验采用阳极氧化的 电源 电源 方法在纯钛表面直接获得Tiq膜，用来解决Ti02 光催化荆的涂敷固定问题．试验中分别以硫酸和氢 氟酸为电解液，硫酸电解液体系下可获得结晶态的 电解槽 TIC}2多}L膜，而氢氟酸体系下只能获得非晶态的 TiO)多孔膜，其只有经过热处理才能获得结晶态的 Ti岛膜．本研究对这两种不同处理方式下获得的 Ti鸥膜的光催化性能进行了比较． l试验部分 加压方式翥羔萎嘉篓嚣蠢两极电压调节 l 1阳极氧化试验 到所需值后，直接将阳极试样放入电解槽中．为了保 持整个体系的温度和电解质成分的均匀，促进体系 选择铁板TAl(纯度99、5％以上)作为基材，将 基金项目：江苏省自然科学基金资助项目(BK2004129)；航空科学基金资助项目(04H52059) 作者简介：王玲(1962一)，女，江西南昌人，高级工程师，硕士生导师，从事应用电化学和材料表面改性的研究 —二竺竺二一一 坚型兰量苎查 !!堕 散热，实验过程中采用磁力搅拌．在阳极化开始的极 型XRD对覆在基体上的氧化膜进行结构分析． 短时间内，电流会陡增陡降，形成一个很窄的电流 采用紫外～可见分光光度计(惠普上分6010) 峰，电流下降到