納米TiO2負載薄膜的光催化降解性能見圖4。
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注:a-未整理基布浸于染液中并在紫外汞燈下照射;b-整理后基布浸于染液中并置于暗室中;c-整理后基布浸于染液中并在紫外燈下照射。
圖4中,a曲線5h后的降解率只有10.03%,這可能是棉纖維對染料的吸附造成染液吸光度的降低;b曲線5h后的降解率達到29.47%,這是因為不僅棉纖維吸附染料,而且纖維表面包覆的納米TiO2薄膜對染料也具有較強的吸附作用;C曲線5h后的降解率達到了97.72%,這說明織物負載納米TiO2光催化劑薄膜在紫外波長照射下具有很好的光催化活性。
2.4.2催化劑濃度對光催化的影響
將同規格棉織物分別浸于0.147,0.294,0.441,0.588和0.775mol/L的TiO溶液中,然后進行軋烘處理;并將催化材料完全浸沒于裝有50mL40mg/L的酸性橙Ⅱ玻璃皿中,調節溶液pH值為3??疾齑呋瘎舛葘獯呋挠绊?,結果見圖5。
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圖5不同濃度TiO2處理后的染料降解率
由圖5可以看出,催化劑濃度低于0.441mol/L時,降解率隨濃度升高而升高;而大于0.441mol/L時,降解率反而有所下降,且降解速率也有所降低。這可能是因為催化劑超過一定濃度后,負載于纖維表面的TiO2顆粒團聚增大,溶液濁度增大,溶液透光率明顯降低,染料分子接受到的光能大大減少。因此,實際降解率與整理到織物表面的納米TiO2濃度并非成正比關系。在有機物的光催化降解研究中,催化劑的活性中心與光生電子、空穴的產生及其用量關系密切:濃度低時,活性中心少,降解能力低;濃度過大,則會導致光源的透過率下降而影響催化劑對光子的吸收,同時也會增加成本。因此,取催化劑濃度為0.441mol/L。
2.4.3pH值對光催化的影響
在玻璃皿中放人50mL的40mg/L酸性橙Ⅱ溶液,并將0.441mol/L TiO2整理后的基布浸入溶液中,用1mol/L鹽酸溶液和1mol/LNaOH調節溶液pH值分別為1,3,5,7,9,10,然后置于紫外燈下進行光催化降解試驗。考察溶液pH值對催化活性的影響,結果見圖6。
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