2024年6月5日发(作者：乙楚)
个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途
摘要：溶胶-凝胶法制备的SiO2––TiO2复合薄膜是由一种SiO2聚合溶液和任一
种TiO2聚合溶液的母液 用傅立叶红外光谱，X射线衍射和X-射线光电子能谱研究了经110或500℃热 处理的MS和CS复合膜的化学结构组成。亲水角的测量结果表明，富含TiO2 的 MS薄膜表现出光诱导超亲水性，但在紫外光缺失情况下不能保持0度亲水 角。相反，CS复合膜在较大组成范围内表现出自然和持久的超亲水性。在 SiO2–TiO2界面对复合膜的超亲水性能进行了增强酸度分析，并且讨论了MS 和CS膜的相对化学结构组成。 简介：在紫外线照射下锐钛矿晶型的TiO2首先表现出光诱导超亲水 性。通过诱导的光生电子 通过对分子或解离的大气水吸附，表面氧空位可以由OH基团饱和， 从而产生超亲水表面即表面显示亲水角为0。超亲水表面对水比对 碳<污染）掺杂具有更高的亲和力。因此，吸附在表面得污染物很容 易被清水冲洗掉从而不须要任何洗涤剂就可产生一个自清洁表面。 然而，当复合膜表面置于黑暗中时，由于羟基中的氧被空气中的氧 置换，光诱导的超亲水性能可以转变为疏水性。从实际情况考虑， 复合膜的表面不能永久性地被紫外线照射如阳光。因此，一个理想 的自洁表面有两个评判标准，即光诱导超亲水性能及其在紫外光缺 失条件下的持久性。 Machida等人[ 3 ]首先报道了随着复合膜中SiO2的摩尔分数从 10–30 % 增加过程中的TiO2薄膜的最佳光诱导亲水性能即复合膜 可以在黑暗中保存的时间。RENet[ 4 ]也报道了SiO2—TiO2薄膜具 有良好的亲水性和可以增强对底物附着力。结果表明，SiO2含量的 增加不仅提高了锐钛矿型的TiO2的光诱导超亲水性能也提高了其光 催化活性[ 5,6 ]。为了探究复合SiO2–TiO2薄膜自清洁作用的应 1 / 29 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 用，Guan[ 7 ]研究了光催化和光诱导超亲水性能之间的关系。他提 出SiO2—TiO2复合膜中SiO2用量对光催化和光诱导超亲水性能有 不同的影响。在复合膜中加入摩尔分数为10–20%的SiO2可以得到 具有最佳的光催化活性的薄膜，而加入摩尔分数为30–40%的SiO2 可以得到具有最佳的光诱导超亲水性能的薄膜。 此外，一些研究已经表明，TiO2薄膜中SiO2含量的增加会阻碍二 氧化钛结晶[ 8，9 ]。Lee等人研究[ 8 ]表明，在复合膜的煅烧过 程中，当增加SiO2含量时复合膜中的TiO2从无定形相转变到锐钛 矿相，以及由锐钛矿相向金红石相转变需要更高的温度。此外，Yu 等人研究[ 10，11 ]表明，复合膜中SiO2含量的增加对TiO2的晶 体生长具有抑制效果，因为在热激活生长过程中二氧化钛粒子之间 的接触受到二氧化硅的阻碍。最近，Guan等研究[ 7，12 ]表明， 复合膜中SiO2含量的增加可以增强TiO2—SiO2的表面酸性，从而 提高复合薄膜表面的羟基含量进而增强光的亲水性能。在目前的工 作中，采用溶胶凝胶工艺的SiO2—TiO2薄膜是沉积而成。包含不同 SiO2含量的前体溶液是由两种不同的钛前驱体溶胶制备的。使用一 个标准的溶胶凝胶过程[ 13 ]制备第一种TiO2溶胶，在高温下，沉 积后处理得到结晶的TiO2薄膜。使用一个特定的溶胶凝胶路线制备 [ 14 ]包含锐钛矿型纳M晶悬挂的第二种TiO2溶胶。以往的研究工 作表明，该悬浮液能制备兼具低温加工光学级光催化[ 15 ]和[ 16 ] 光诱导超亲水性能的复合膜。在这篇文章中，探究了由两种不同的 2 / 29
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摘要：溶胶-凝胶法制备的SiO2––TiO2复合薄膜是由一种SiO2聚合溶液和任一
种TiO2聚合溶液的母液 用傅立叶红外光谱，X射线衍射和X-射线光电子能谱研究了经110或500℃热 处理的MS和CS复合膜的化学结构组成。亲水角的测量结果表明，富含TiO2 的 MS薄膜表现出光诱导超亲水性，但在紫外光缺失情况下不能保持0度亲水 角。相反，CS复合膜在较大组成范围内表现出自然和持久的超亲水性。在 SiO2–TiO2界面对复合膜的超亲水性能进行了增强酸度分析，并且讨论了MS 和CS膜的相对化学结构组成。 简介：在紫外线照射下锐钛矿晶型的TiO2首先表现出光诱导超亲水 性。通过诱导的光生电子 通过对分子或解离的大气水吸附，表面氧空位可以由OH基团饱和， 从而产生超亲水表面即表面显示亲水角为0。超亲水表面对水比对 碳<污染）掺杂具有更高的亲和力。因此，吸附在表面得污染物很容 易被清水冲洗掉从而不须要任何洗涤剂就可产生一个自清洁表面。 然而，当复合膜表面置于黑暗中时，由于羟基中的氧被空气中的氧 置换，光诱导的超亲水性能可以转变为疏水性。从实际情况考虑， 复合膜的表面不能永久性地被紫外线照射如阳光。因此，一个理想 的自洁表面有两个评判标准，即光诱导超亲水性能及其在紫外光缺 失条件下的持久性。 Machida等人[ 3 ]首先报道了随着复合膜中SiO2的摩尔分数从 10–30 % 增加过程中的TiO2薄膜的最佳光诱导亲水性能即复合膜 可以在黑暗中保存的时间。RENet[ 4 ]也报道了SiO2—TiO2薄膜具 有良好的亲水性和可以增强对底物附着力。结果表明，SiO2含量的 增加不仅提高了锐钛矿型的TiO2的光诱导超亲水性能也提高了其光 催化活性[ 5,6 ]。为了探究复合SiO2–TiO2薄膜自清洁作用的应 1 / 29 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 用，Guan[ 7 ]研究了光催化和光诱导超亲水性能之间的关系。他提 出SiO2—TiO2复合膜中SiO2用量对光催化和光诱导超亲水性能有 不同的影响。在复合膜中加入摩尔分数为10–20%的SiO2可以得到 具有最佳的光催化活性的薄膜，而加入摩尔分数为30–40%的SiO2 可以得到具有最佳的光诱导超亲水性能的薄膜。 此外，一些研究已经表明，TiO2薄膜中SiO2含量的增加会阻碍二 氧化钛结晶[ 8，9 ]。Lee等人研究[ 8 ]表明，在复合膜的煅烧过 程中，当增加SiO2含量时复合膜中的TiO2从无定形相转变到锐钛 矿相，以及由锐钛矿相向金红石相转变需要更高的温度。此外，Yu 等人研究[ 10，11 ]表明，复合膜中SiO2含量的增加对TiO2的晶 体生长具有抑制效果，因为在热激活生长过程中二氧化钛粒子之间 的接触受到二氧化硅的阻碍。最近，Guan等研究[ 7，12 ]表明， 复合膜中SiO2含量的增加可以增强TiO2—SiO2的表面酸性，从而 提高复合薄膜表面的羟基含量进而增强光的亲水性能。在目前的工 作中，采用溶胶凝胶工艺的SiO2—TiO2薄膜是沉积而成。包含不同 SiO2含量的前体溶液是由两种不同的钛前驱体溶胶制备的。使用一 个标准的溶胶凝胶过程[ 13 ]制备第一种TiO2溶胶，在高温下，沉 积后处理得到结晶的TiO2薄膜。使用一个特定的溶胶凝胶路线制备 [ 14 ]包含锐钛矿型纳M晶悬挂的第二种TiO2溶胶。以往的研究工 作表明，该悬浮液能制备兼具低温加工光学级光催化[ 15 ]和[ 16 ] 光诱导超亲水性能的复合膜。在这篇文章中，探究了由两种不同的 2 / 29