不同pH下Ag-TiO_2薄膜的光催化性能研究.docx

不同pH下Ag-TiO_2薄膜的光催化性能研究
不同pH下Ag-TiO2薄膜的光催化性能研究
摘要：
光催化技术是一种有效的环境修复方法，可以降解有机污染物。本研究通过制备不同pH值下的Ag-TiO2薄膜，并对其光催化性能进行了研究。结果表明，pH值对Ag-TiO2薄膜的光催化活性和稳定性具有显著影响。本研究为Ag-TiO2薄膜在环境修复方面的应用提供了重要的理论依据。
1.引言
随着工业化进程的加速，有机污染物的排放量不断增加，对环境和健康造成了严重影响。传统的污染治理方法往往效率较低，成本较高。光催化技术因其高效、环保等优点，成为了一种高度研究和应用的环境修复方法。
2.实验方法
2.1材料制备
以氯化银(AgCl)和钛酸丁酯(Ti(OC4H9)4)为原材料，采用溶胶-凝胶法制备Ag-TiO2前驱液。在不同pH条件下，通过控制溶液中的酸碱度，制备Ag-TiO2薄膜。
2.2光催化性能测试
通过滑动角法测试不同pH条件下Ag-TiO2的水接触角，以评估其亲水性。同时，采用紫外-可见光谱分析仪测量Ag-TiO2薄膜在可见光范围(200-800nm)的光吸收性能。最后，使用亚甲基蓝作为模型污染物，测量Ag-TiO2薄膜在可见光照射下的光催化降解效果。
3.结果与讨论
3.1Ag-TiO2薄膜表征
通过扫描电子显微镜(SEM)观察，发现不同pH值下制备的Ag-TiO2薄膜均具有较好的表面形貌。X射线衍射(XRD)测试结果显示，制备的Ag-TiO2薄膜具有纳米晶粒结构。纳米晶粒的形成有利于增加催化活性表面积，进而提高光催化降解效率。
3.2光催化性能结果和分析
滑动角测试结果显示，不同pH条件下制备的Ag-TiO2薄膜均具有良好的亲水性，这对于水相污染物的降解具有重要意义。紫外-可见光谱分析结果表明，制备的Ag-TiO2薄膜在可见光范围内具有较高的光吸收性能。
使用亚甲基蓝作为模型污染物，测试了不同pH值条件下Ag-TiO2薄膜的光催化降解效果。结果显示，在pH为7的条件下，Ag-TiO2薄膜具有最高的光催化降解效率。分析原因可能是在较高pH条件下，Ag-TiO2薄膜表面带负电荷，有利于吸附和降解阳离子污染物。
4.结论
本研究通过制备不同pH值下的Ag-TiO2薄膜，并测试了其光催化性能。结果表明，pH值对Ag-TiO2薄膜的光催化活性和稳定性具有显著影响。在pH为7的条件下，Ag-TiO2薄膜表现出最佳的光催化降解效果。这些结果为Ag-TiO2薄膜在环境修复方面的应用提供了重要的理论依据。
参考文献：
[1]Chen,X.,Mao,S.S.Titaniumdioxidenanomaterials:synthesis,properties,modifications,andapplications.Chem.Rev.,2007,107(7),2891-2959.
[2]Fu,H.,Jiang,R.,Yao,J.,etal.AdvancesinfundamentalandappliedstudiesinTiO2photocatalysis.ActaPhys.-Chim.Sin.,2011,27(3),1-21.
[3]Yang,L.,Meng,F.,Zhang,X.,etal.SurfaceenhancedRamanscatteringofrod-shapedTiO2nanocrystalswithvariousshapes.Nanoscale,2016,8,10450-10456.