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网固定TiO_2薄膜的制备及光催化性能研究
摘要
本文以网固定TiO_2薄膜的制备及其光催化性能研究为研究对象，通过对不同制备条件的比较，发现了一种制备条件最佳的方法，并对其光催化性能进行了实验测试。结果表明，该方法制备的薄膜具有较高的光催化性能，可以对染料废水进行有效降解。这一研究有望在水处理和环境保护等领域得到广泛应用。
关键词：TiO_2薄膜；网固定；光催化性能；染料废水
1.引言
近年来，由于工业和日常生活中的排放，各种有机污染物的含量不断增加，对环境和生命健康造成了严重影响。因此，寻找一种高效、低成本的处理方法成为了亟待解决的问题。光催化技术作为一种具有广泛应用前景的方法，可以对各种有机污染物进行降解，因此备受关注。其中，TiO_2因其良好的光催化性能被广泛应用于废水处理和空气净化等领域。
TiO_2的应用却受到其低光吸收率和聚集的限制，因此有许多研究致力于提高TiO_2的光催化效率。网固定TiO_2薄膜作为一种新型的制备方法，其不仅可以减少TiO_2的聚集，还可以增加其光吸收，从而提高催化效率，成为了研究的热点。
2.实验
2.1制备网固定TiO_2薄膜
本实验采用溶胶-凝胶法合成TiO_2薄膜。首先，在去离子水中溶解TiCl_4，然后加入适量乙酰丙酮作为络合剂，并搅拌均匀。将所得溶液滴在彩色FTO玻璃上，利用其表面和FTO玻璃反应生成TiO_2，在烘干后可得到薄膜。
2.2测量光催化活性
将所制得的薄膜置于染料废水中，在可见光照射下，观察染料是否降解，同时，用PEC测试仪通过电化学法测量其光催化电流，进而评估其光催化活性。
3.结果与分析
3.1制备条件的比较
为确定制备条件对TiO_2薄膜光催化性能的影响，我们制备了三种不同条件下的TiO_2薄膜，即常温下制备、加热后制备以及在甲醇中制备。通过SEM观察，发现在甲醇中制备的薄膜表面更加均匀，颗粒分布更加密集，且颗粒尺寸较小，这说明甲醇可以有效地控制粒径和形貌，从而得到更加稳定的TiO_2薄膜。因此，在后续实验中，我们采用甲醇制备薄膜。
3.2光催化性能测试
采用PEC测试仪进行光催化性能测试，以染料废水为模拟污染物，评估TiO_2薄膜对其降解的效果。实验结果表明，网固定的TiO_2薄膜可以在可见光的照射下有效地降解染料废水。在紫外光照射下，薄膜的降解效果更加明显。此外，我们还通过比较不同厚度的薄膜的光催化性能，发现较厚的薄膜具有更好的光学吸收性能，因此在一定范围内，薄膜厚度的增加可以提高光催化效率。
4.结论
本实验制备了网固定的TiO_2薄膜，并测试了其光催化性能。实验结果表明，甲醇法制备的薄膜表面更加均匀，颗粒更加密集，可以有效地降解染料废水。此外，薄膜厚度的增加可以提高光催化效率。这一研究为光催化技术的发展提供了一种新的思路，并有望在水处理和环境保护等领域得到广泛应用。