纳米In2O3-TiO2复合膜光催化降解甲苯性能研究

"纳米In2O3-TiO2光催化膜的制备、特性及其在甲苯降解中的应用" 本文研究的核心是纳米In2O3-TiO2复合光催化膜，它由清华大学环境科学与工程系的研究者李俊华和魏丽斯通过溶胶-凝胶法制备。该技术涉及将纳米In2O3与TiO2结合，形成复合溶胶，然后在铝片上多次涂敷，最终形成一种新型的光催化剂膜。这种复合膜的设计目标是为了提高光催化活性，特别是针对空气中的有害有机污染物，如甲苯。 实验结果显示，In2O3的加入显著提升了TiO2的光催化性能。当In2O3与TiO2的摩尔比为0.04时，复合膜的光催化效率相对于纯TiO2提高了15%，显示出其在处理甲苯污染方面的优越性。通过X射线衍射(XRD)分析，证实了复合前后材料主要为锐钛矿晶相，但未检测到In2O3的特征峰，可能是因为In2O3的存在形式微小或者与TiO2紧密复合。透射电子显微镜(TEM)观察发现，复合膜的颗粒形状呈球形，粒径分布均匀，平均粒径约为19纳米，这有利于光的吸收和催化反应的进行。此外，紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱分析揭示了纳米In2O3-TiO2复合膜对光的吸收能力增强，从而提高了对甲苯的光降解活性。 多相光催化技术在环境净化中具有广泛应用，特别是TiO2因其优良的光催化特性和稳定性而备受关注。然而，纯TiO2的光催化效率有限，因此研究者们致力于改进其性能，如通过掺杂、修饰或复合来提升。本研究的独特之处在于，它探索了In2O3与TiO2的复合，这在光氧化技术领域尚属少见。此外，与传统粉末状催化剂相比，固态催化剂膜的开发有助于解决催化剂分离和回收的难题，更利于实际应用。 In2O3作为一种催化剂，已广泛用于大气污染控制，而In2O3-TiO2复合材料的研究则提供了新的可能性。通过溶胶-凝胶法，研究者成功地将In2O3与TiO2结合，创建了一种高效光催化膜，对甲苯等难降解有机物的处理效果显著。这不仅加深了我们对In2O3-TiO2复合材料的理解，也为环境修复和空气净化提供了新的策略和材料选择。