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本论文以探索和建立一种市售聚乙烯包装薄膜的固相光催化氧化降解的新方法为核心,围绕TiO2光催化剂的制备,Fe3+、La3+掺杂改性和酞菁铜染料的光敏化,市售PE包装膜在紫外线加速降解和户外气候条件下的固相光催化降解等课题进行了一系列的研究。综述国内外文献报道,首次采用TiO2固相光催化降解PE塑料薄膜,取得了满意效果。为拓展TiO2光催化研究领域,寻找一种成本低廉,环境友好的治理“白色污染”的新方法,做了一些有新意的研究工作,也得到了一些有意义的结果。
实验采用快速溶胶法,将酞醇盐溶解在无质子溶剂中(CCl4),滴加微量的水,能很容易地控制酞醇盐的水解速度,30min内形成果冻状溶胶,蒸溜回收溶剂,操作简单、快捷、成本低廉;控制升温速率,500℃焙烧1h后,可得到锐钛矿结构的纳米TiO2光催化剂。其晶粒度为纳米级(14nm);Fe3+掺杂前后的表面原子数Ti/O为1:(2.12~2.22),氧含量高;Fe3+进入TiO2的晶格,吸收边红移至430~440nm。实验中对纳米TiO2的形成过程和结构变化进行了较为深入的研究。快速溶胶法,是一种切实可行的制备纳米TiO2光催化剂的新方法。
分别用不同晶型的纳米TiO2光催化剂,和锐钛矿型的Fe3+/TiO2,La3+/TiO2固相光催化氧化降解PE薄膜,能使PE失重率增大,CO2排放量增多;光催化剂对PE产生了严重的光氧化腐蚀;能将高分子聚乙烯转化为低分子量的石蜡,重均分子量下降幅度大。PE的固相光催化降解优于PE的光氧化降解。