官能团修饰缺陷型二氧化钛水凝胶低温常压合成及其用于降解涂料中挥发甲醛的研究

摘要

[目的]涂料中挥发的甲醛是一种常见的空气污染物，具有刺激性气味和潜在的健康危害。Ti O₂光催化降解技术作为一种环境友好的甲醛治理方法被广泛使用。[方法]本研究以缺陷型TiO₂水溶胶（PTC）为原料，羟胺溶液、甲胺溶液、水合肼、甲醇和过氧化氢溶液分别作为修饰剂，制备了不同官能团修饰的TiO₂光催化剂，并考察了它们对光催化降解甲醛的性能。利用X射线衍射（XRD）、氮气物理吸脱附、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外可见漫反射光谱（UV-Vis）、荧光光谱（PL）、电化学测量等技术对光催化剂的组成、结构和光电化学性质进行表征。[结果]以羟胺为修饰剂所得到的Ti O₂光催化剂性能最佳，在紫外光照射下2h内降解甲醛的效率达到73.3%，是未使用催化剂时的36倍和改性前PTC的3.6倍。[结论]由于官能团的修饰，TiO₂的低能价带（VB）和高能导带（CB）之间形成了缺陷能级。当光辐照TiO₂时，这些缺陷能够作为陷阱捕捉光生载流子，提升光吸收能力和光生载流子分离效率，快速生成氧化性很强的活性氧物质，促进光催化降解反应的进行。

关键词

二氧化钛 / 修饰 / 官能团 / 缺陷 / 涂料 / 甲醛 / 降解