《新型纳米光催化剂的制备及其在涂料中的应用技术研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新型纳米光催化剂的制备及其在涂料中的应用技术研究（79页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、上海大学 硕士学位论文 新型纳米光催化剂的制备及其在涂料中的应用技术研究 姓名：孙颖卿 申请学位级别：硕士 专业：高分子物理与化学 指导教师：朱惟德;施利毅 20040301 新型纳米光催化剂的制备及其在涂料中的应用技术研究上海大学硕士学位论文 摘要 本文以偏钛酸为前驱体制备纳米二氧化钛以及高活性复合光催化剂颗粒，将 此光催化剂以填料形式添加于涂料中，通过配方优化制备性能卓越的光催化涂料。 1 、由工业偏钛酸为前驱体，对其进行不同的表面处理制备T i 0 2 光催化剂，研 究了酸处理时间、盐酸用量、煅烧时间和温度对二氧化钛光催化活性的影响。通 过复合A 1 2 0 3 、S n 0 2 开发高
2、效纳米级复合光催化新材料，利用T E M 、X R D 等手段 对颗粒进行表征，利用活性艳红染料脱色试验来评价颗粒的光催化活性，确定了 包覆量为5 的A 1 2 0 3 S i 0 2 复合颗粒和包覆量为1 0 的S n 0 2 T i 0 2 复合颗粒具有优 于纯二氧化钛的光催化活性。 2 、通过无机氧化物A h 0 3 、S i 0 2 ，有机分散剂等物质对纳米光催化剂的表面 改性以改善其在水相中的分散性，通过沉降性分析评价浆液稳定性，并通过活性 艳红染料脱色试验和N O 降解试验来比较改性前后光催化剂活性的变化，确定了 通过A 1 2 0 3 的表面包覆以及N 1 分散剂的联合作用可以使
3、二氧化钛达到比较稳定的 分散状态，且光催化活性也有所提高。 3 、通过选择颜基比、乳液种类、光催化剂种类、用量以及增稠剂种类等设计 光催化涂料配方。利用颜浆沉降性分析、涂料触变性测试、涂层耐紫外测试等手 段筛选涂料成份，通过扫描电子显微镜观察涂层表观性状，根据G B T9 7 5 5 2 0 0 1 合成树脂乳液外墙涂料国家标准测试涂料综合性能。确定了涂料的基本配方，颜 基比为1 ：4 ，乳液为纯丙乳液：聚四氟乙烯分散液：有机硅乳液：硅溶胶= 1 ：1 ： 1 ：0 5 的复合乳液，以A 1 2 0 3 T i 0 2 或T i 0 2 为光催化剂，用量5 - 1 5 ，增稠剂为T - 1 ，
4、 以这些参数制备的光催化涂料具有优异的光催化活性，并达到了G B F F9 7 5 5 2 0 0 1 性能指标。 4 、通过考察气体降解试验中光强、停留时间、气体初始浓度等因素对光催化 测试结果的影响，确定周期短、易操作的测试参数：光强8 W 、停留时间7 6 m i n 、 初始浓度为5 p p m 。通过N O 、S 0 2 、甲醛等物质的光催化氧化降解试验，确定光催 化涂料中A 1 2 0 3 T i 0 2 适宜添加量为5 ，还初步探讨了光催化8 0 2 降解反应动力学。 5 、通过测试涂料触变性、涂层洗刷性、涂层耐沾污性研究纳米光催化剂对涂 料性能的影响，发现添加量6 时，纳米颗粒
5、能提高涂层的耐洗刷性和耐沾污性。 ( 本项目得到上海市科委重点攻关项蜀0 1 3 0 1 2 0 0 7 的瓷嚣) I 新型纳米光催化剂的制备及其在涂料中的应用技术研究上海大学硕士学位论文 A B S T R A C T P h o t o c a t a l y t i cc o a t i n g sw e r ep r e p a r e db yt h em e R n so fa d d i n gn a n o s i z e da n a t a s e T i 0 2o rc o m p o s i t ep a r t i c l e s ，w h i c hw e r ep
6、 r e p a r e df r o mH 2 T i 0 3 ，t ot h ec o a t i n g s 1 、N a n o - s i z e da n a m s eT i 0 2w a sp r e p a r e db yl i q u i dp h a s eh y d r o l y s i sw i t hH 2 T i 0 3 w h i c hi sac h e a pi n d u s t r i a lr a wm a t e r i a l T h ee f f e c t so fa c i d - t r e a t m e n tt i m e ，a
7、c i dd o s a g e ， c a l c i n a t i o n t e m p e r a t u r ea n dt i m eo np h o t o c a t a l y t i c a c t i v i t i e so fT i 0 2w e r es t u d i e d S e v e r a ln a n o s i z e d c o m p o s i t ep a r t i c l e s w i t he x c e l l e n t p h o t o c a t a l y t i c a c t i v i t i e sw e r e
8、 p r e p a r e db yc o a t i n gT i 0 2w i t hA 1 2 0 3 ，S n 0 2 T h ep a r t i c l e sw e r e c h a r a c t e r i z e db yT E M a n dX R Dm e a s u r e m e n t T h e p h o t o c a t a l y t i ca c t i v i t y o fp a r t i c l e sW a se v a l u a t e db y d e g r a d a t i o n o fX 一3 Ba c t i v er
9、e dd y e T h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h ep h o t o c a t a l y t i ca c t i v i t y o f T i 0 2c o v e r e dw i t h5 A 1 2 0 3 i sh i g h e rt h a nt h a to f p u r eT i 0 2 2 、T h ed i s p e r s i o np e r f o r m a n c eo f T i 0 2i na q u e o u sm e d i u m w a s i m p r o v e db y
10、t r e a t i n g t h ep a r t i c l e sw i t hA 1 2 0 3 ，S i 0 2a n dd i s p e r s a n t E q u a l i t yo f t h el i q u i dw a s c h a r a c t e r i z e db y s e t t l e a b i l i t y a n a l y s e T h ep h o t o c a t a l y t i c a c t i v i t y o f p a r t i c l e s w a se v a l u a t e d b y d y
11、e d e c o l o u r a t i o ne x p e r i m e n t sa n dN O d e g r a d a t i o ne x p e r i m e n t s T h er e s u l t s s h o w e d t h a tT i 0 2c o v e r e dw i t hA 1 2 0 3c o u l db ed i s p e r s e dw e l l i n a q u e o u sm e d i u ma t t h e p r e s e n c eo fd i s p e r s a n tN 一1 ，a n dh a
12、 v ea ne x c e l l e n tp h o t o c a t a l y t i ca c t i v i t y a tt h es a m e t i m e 3 、F o r m u l aw a sd e s i g n e dv i ac h o o s i n gp i g m e n t b i n d e rr a t i o ( P B ) , r e s i ne m u l s i o n ， p h o t o c a t a l y s t i c sa n dt h i c k e n e ro u tb y t h em e a n so f a
13、 n a l y s eo fs e t t l e a b i l i t y , t h i x o t r o p i c ， a n dU Vr e s i s t a n c e T h es u r f a c ep a t t e r no fc o a t i n gf i l mw a so b s e r v e db yS E M T h e p e r f o r m a n c e o fc o a t i n g sw a st e s t e d a c c o r d i n g t oG B T9 7 5 5 - 2 0 0 1 S y n t h e t i
14、 c r e s i n e m u l s i o nc o a t i n g sf o re x t e r i o rw a l l W h e nt h ec o a t i n g sw a sm a d eo fa c r y l i ce m u l s i o n ， P T F E ，s i l i c o n ee m u l s i o n ，s i s o l ，A 1 2 0 3 T i 0 2 ( O RT i 0 9 ，t h i c k e n e r t h ec o a t i n g sg o t e x c e l l e n tp h o t o c
15、 a t a l y t i ca c t i v i t ya n dG B T9 7 5 5 - 2 0 0 1W a s r e a c h e d 。 4 、T h ee f f e c t so f r a y i n t e n s i o n ，g a ss e t t l et i m e ，i n i t i a l c o n c e n t r a t i o no f g a su p o n r e s u l t so fg a sd e g r a d a t i o ne x p e r i m e n t sw a ss t u d i e d I tw a
16、sc o n s i d e r e da p p r o p r i a t e l yt o t e s tu n d e rr a y i n t e n s i o n ：8 W , g a ss e t t l et i m e ：7 6 m i n ，i n i t i a lc o n c e n t r a t i o n o f g a s ：5 P P M 。 I tw a sa l s oa s s u r e dt h a tt h ew e i g h tp r o p o r t i o no fp h o t o c a t a l y s t i c sw a s 5p e r c e n tb yt h e d e g r a d a t i o ne x p e r i m e n t so f N O ，S 0 2 ，H C H O 。S C hd e g r a d a t i o n k i n e t i c sw a sd i s
