【摘 要】
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随着工业化的迅速发展,各种污染物的随意丢弃和排放,水污染问题日益严重。水污染治理方法有很多,目前较为环保且简便的方式是利用光催化剂在光照条件下对污染物进行氧化降解。然而,普通的粉体光催化剂光催化效率低,且易团聚,设计新型复合材料光催化剂来抑制团聚、促进分离和提高光催化活性是污水净化领域非常有吸引力和挑战性的课题。碳纳米管膜作为碳纳米管的宏观组装体,具有全光谱的光吸收特性,优异的导电性能以及密度小,
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随着工业化的迅速发展,各种污染物的随意丢弃和排放,水污染问题日益严重。水污染治理方法有很多,目前较为环保且简便的方式是利用光催化剂在光照条件下对污染物进行氧化降解。然而,普通的粉体光催化剂光催化效率低,且易团聚,设计新型复合材料光催化剂来抑制团聚、促进分离和提高光催化活性是污水净化领域非常有吸引力和挑战性的课题。碳纳米管膜作为碳纳米管的宏观组装体,具有全光谱的光吸收特性,优异的导电性能以及密度小,比表面积大,耐高温等特点。本项工作以碳纳米管薄膜（CNTF）为基础负载金属氧化物光催化剂制备光催化复合材料,制备了光催化性能优异,便于回收利用的光催化复合材料,探究了碳纳米管薄膜基复合材料的光催化性能以及光催化机理。具体工作内容如下:（1）以碳纳米管薄膜作为基底,树脂作为连接剂制备了Ti O2/CNTF复合材料,性能最佳的样品为喷涂9层（12 wt%）Ti O2的碳纳米管薄膜复合材料,在紫外光下进行罗丹明B（Rh B）降解,与Ti O2相比提高了1.45倍,在120 min内的降解率达到91.29%,有较好的光催化性能。对其进行亲水性,光电流,电化学阻抗谱等测试,发现复合材料具有更好的亲水性以及电子空穴分离效率,因此复合膜光催化性能的提升主要是两方面的原因,一是复合材料良好的亲水性可以将更多的染料富集在光催化剂表面,促进光催化的进行;另外,碳纳米管薄膜具有优异的导电性可以将Ti O2激发产生的电子迅速转移,并发生反应,提高光催化性能。（2）配置不同过饱和浓度的乙酸锌的乙醇溶液,通过原位生长的方式在Ti O2/CNT复合膜上生长Zn O纳米颗粒,有氧热处理可以除去9TCC中的部分低聚物,提高基底的导电性。通过SEM和TEM分析可以观察到,六边形的Zn O纳米片生长在球形的Ti O2纳米颗粒上方,两者之间界面接触良好,形成了Zn O/Ti O2异质结结构,可以提高电子空穴的分离效率,从而提升光催化性。性能最好的为20 mg/m L过饱和溶液制备的复合光催化剂,光催化降解率较Ti O2/CNT复合膜提高了12%,同时制备了相同Zn O负载量的Zn O/CNTF复合材料,异质结复合材料光催化性能是Zn O/CNTF复合材料的2.19倍。
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