铝合金表面制备二氧化钛薄膜及其光催化活性研究

doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00638

无机材料学报 ›› 2012, Vol. 27 ›› Issue (6): 638-642.DOI: 10.3724/SP.J.1077.2012.00638 CSTR: 32189.14.SP.J.1077.2012.00638

铝合金表面制备二氧化钛薄膜及其光催化活性研究

蔡倩¹, 王金淑¹, 李洪义¹, 刘绍林², 李玉梅²

(1. 北京工业大学材料科学与工程学院, 新型功能材料教育部重点实验室, 北京 100124; 2. 首都航天机械公司, 北京100076)

收稿日期:2011-07-11 修回日期:2011-09-09 出版日期:2012-06-20 网络出版日期:2012-05-07
作者简介:蔡倩(1987-), 女, 硕士研究生. E-mail: Chitty210@126.com
基金资助:
国家自然科学基金(51002004); 北京市教委基金(KZ201010005001, KM201110005003)

Preparation and Photocatalytic Activity of TiO₂ Thin Films on Al Alloys

CAI Qian¹, WANG Jin-Shu¹, LI Hong-Yi¹, LIU Shao-Lin², LI Yu-Mei²

(1. Key Laboratory of New Functional Materials, College of Materials Science and Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China; 2. Capital Aerospace Machinery Company, Beijing 100076, China)v

Received:2011-07-11 Revised:2011-09-09 Published:2012-06-20 Online:2012-05-07
About author:CAI Qian. E-mail: Chitty210@126.com
Supported by:
National Natural Science Foundation of China (51002004); Research Fund of Beijing Education Commission (KZ201010005001, KM201110005003)

摘要/Abstract

摘要： 分别以阳极氧化处理的6061铝合金和纯铝为载体, 用液相沉积的方法在载体上制备了二氧化钛薄膜. 结果表明, 在6061铝合金上的TiO₂纳米薄膜呈现带有孔洞的竹节状结构, 而纯铝基片上的TiO₂纳米薄膜具有良好的一维贯通结构. 这主要是在AAO模板制备过程中, 由于铝合金中的合金元素Mg被氧化, 其产生的氧化物体积比Al₂O₃的体积小所致. 在铝合金表面的TiO₂薄膜光催化性能优于纯铝表面的TiO₂薄膜. 铝合金表面制备的TiO₂薄膜因其特殊的带孔洞的竹节状结构, 使其比表面积比纯铝上的TiO₂薄膜大, 因此其光降解甲基蓝效果更好. TiO₂对甲基蓝的光催化降解符合一级反应动力学公式, 在0.1 mol/L的氟钛酸铵溶液中沉积得到的TiO₂薄膜光催化性能最好, 表观反应速率为k=0.00444/min.

关键词: 液相沉积, 光催化, 铝合金载体, TiO2薄膜, 纯铝载体

Abstract: Using anodized 6061 aluminum alloy and pure aluminum as the templates, TiO₂ thin films were prepared through a liquid deposition method. The TiO₂ thin film fabricated on the 6061 aluminum alloy substrates appears as bamboo-like structures with holes, whereas that prepared on anodized pure aluminum substrate has one-dimensional tubular structures. The main reason is that magnesium in aluminum alloy is oxidized to form magnesium oxide which has a lower volume than that of Al₂O₃. The photocatalytic ability of the TiO₂ films prepared on the aluminum alloy is superior to that of the films fabricated on the pure aluminum. TiO₂prepared on aluminum alloy has higher specific surface area due to its bamboo-like structures with holes, leading to better performance in the degradation of methylene blue. The photocatalytic performance of the TiO₂ by the degradation of aqueous methylene blue is in accordance with the first kinetic equation. TiO₂films deposited in 0.1 mol/L (NH₄) TiF₆ solution obtain the best photocatalytic performance at apparent reaction rate of 0.00444/min.

Key words: liquid phase deposition, photocatalysis, aluminum alloy substrate, aluminum substrate, TiO₂ film

中图分类号:

TQ174

蔡倩, 王金淑, 李洪义, 刘绍林, 李玉梅. 铝合金表面制备二氧化钛薄膜及其光催化活性研究[J]. 无机材料学报, 2012, 27(6): 638-642.

CAI Qian, WANG Jin-Shu, LI Hong-Yi, LIU Shao-Lin, LI Yu-Mei. Preparation and Photocatalytic Activity of TiO₂ Thin Films on Al Alloys[J]. Journal of Inorganic Materials, 2012, 27(6): 638-642.

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