模板誘導(dǎo)合成TiO-,2-光催化微-納結(jié)構(gòu)及空心結(jié)構(gòu)聚苯胺.pdf

1、本論文分為兩個主要內(nèi)容，第一部分主要是以聚苯乙烯微球為“硬模板”合成了聚苯乙烯.TiO2復(fù)合微球和有序多孔薄膜，并研究了其光催化性能；第二部分則以水楊酸為“軟模板”，采用超聲方法制備了聚苯胺納米管和空心微球。主要工作和取得的主要實驗結(jié)果如下：
　　 （1）水相加熱冷凝回流制備純銳鈦礦的TiO2以及TiO2/PS復(fù)合微球。此法以水溶性過氧化鈦配合物（peroxo-titanium complex，PTC）為前軀體，通過水相加熱冷凝

2、回流，無需在高溫高壓的反應(yīng)釜中反應(yīng)，也無需經(jīng)過高溫煅燒，即可制備具有高光催化性能的純銳鈦礦TiO2。在此基礎(chǔ)上以自制聚苯乙烯（PS）球為模板，制備了TiO2/PS復(fù)合微球，隨后進一步通過光化學(xué)沉積法將貴金屬Au沉積在TiO2/PS復(fù)合微球的表面得到了Au修飾的TiO2/PS復(fù)合微球。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）對所合成的材料進行了表征，并分別在紫外光和可見光下用所制得的樣品進行了光催化降解亞甲基藍的實驗。SEM表

3、明：純的TiO2形貌為無規(guī)的；在TiO2/PS復(fù)合物中，TiO2能夠均勻牢同地包覆在PS微球表面，經(jīng)過光化學(xué)沉積后，金屬Au能夠均勻地沉積在TiO2/PS復(fù)合微球的表面；亞甲基藍的光催化降解實驗表明：純TiO2以及TiO2/PS復(fù)合微球在紫外光和可見光下，均顯示出了高的光催化活性；經(jīng)過Au沉積后的TiO2/PS復(fù)合微球，其在太陽光下的催化性能有了顯著的提高。
　　 （2）以PS膠體晶體為模板合成TiO2有序多孔薄膜。以單分散的聚

4、苯乙烯微球（PS）組成的膠體晶體為模板，采用浸漬提拉方法將一定比例的鈦酸丁酯、無水乙醇、醋酸、鹽酸和水配制的溶膠溶液為前軀體進行填充，溶膠在PS微球間隙內(nèi)發(fā)生原位凝膠，最后通過煅燒除去模板得到了大孔TiO2薄膜。重點考查了不同溶膠濃度和PS球徑對大孔TiO2薄膜光催化性能的影響。結(jié)果表明，當(dāng)溶膠濃度在0.5-0.8 mol/L時，大孔TiO2薄膜對于6 mg/L的次甲基藍溶液，太陽光光催化降解效果良好；掃描電子顯微鏡（SEM）照片可觀察

5、到，大孔TiO2薄膜可以看成是PS模板的復(fù)形，孔徑大小較均勻，排列整齊，孔壁填充完全；XRD分析表明，制備的大孔TiO2薄膜為銳鈦礦晶型。光催化氧化實驗表明，大孔TiO2薄膜的光催化活性優(yōu)于無模板負(fù)載的TiO2薄膜；孔徑為0.1 μm的大孔TiO2薄膜光催化活性優(yōu)于孔徑為1 gm的大孔TiO2薄膜。
　　 （3）軟模板誘導(dǎo)超聲合成空心結(jié)構(gòu)聚苯胺。以水楊酸為“軟模板”，過硫酸銨為引發(fā)劑，通過改變各物料配比、反應(yīng)初始溫度以及后續(xù)反應(yīng)

6、溫度、超聲及超聲時間的長短等在常溫下合成了聚苯胺納米管及聚苯胺空心球。通過掃描電子顯微鏡（SEM）主要考察了反應(yīng)溫度、超聲及超聲時間長短、初始反應(yīng)溫度、引發(fā)劑過硫酸銨的用量以及水的用量等對聚苯胺形貌的影響。結(jié)果表明超聲對聚苯胺納米管的形成具有輔助作用；超聲輔助時，低溫下形成的是聚苯胺納米管和聚苯胺微球的混合體，而常溫下則形成形貌規(guī)整的聚苯胺納米管；在合成聚苯胺空心微球時，較高的初始反應(yīng)溫度對低溫制備聚苯胺空心微球有利；通過實驗得知常溫下