TiO_2纳米膜上吸附态甲基橙的光催化降解反应活性研究

以反胶束溶液不同陈化是间及涂膜次数制备了三种TiO_2纳米膜，用XRD，SEM和AFM方法考察了这些膜的形态结构特征，以吸附态甲基橙为模型反应物，研究TiO_2纳米膜的光催化降解活性，并以AM1分子模拟计算探讨了甲基橙分子在不同膜上可能的吸附态，及其与光催化降解的关联。结果表明，膜A最薄，膜上纳米粒子分布均匀，表面平滑，甲基橙分子可能主要以端基方式吸附，这种吸附对分子骨架化学键的影响较小，且不利于表面羟基对底物分子的进攻，结果反应活性低。膜B最厚，对光的透过率最低，膜上纳米粒子分布很不均匀，表面缺陷结构丰富，对甲基橙的吸附强，甲基橙分子主要以平卧式吸附，从而削弱了分子中的N=N双键，有利于表面痉基对底物分子的进攻，光催化反应活性最高。膜C的厚度和粒子分布的均匀性介于膜A和膜B之间，甲基橙分子可以两种方式吸附光催化反应的活性介于膜A和膜B之间。