分級(jí)多孔碳摻雜二氧化鈦材料的設(shè)計(jì)、合成及應(yīng)用.pdf

1、本論文針對(duì)以二氧化鈦為基礎(chǔ)的光催化劑還存在著反應(yīng)速率慢、量子化產(chǎn)率低、利用太陽(yáng)能的能力差等缺點(diǎn)，研制了一種簡(jiǎn)易的原位碳摻雜的中空二氧化鈦(TiO2)微球的制備方法。即以單分散陽(yáng)離子聚苯乙烯微球(CPS)為模板，利用靜電吸引，促使二氧化鈦前驅(qū)體(TBT)在模板表面實(shí)現(xiàn)均勻的自組裝，最后，在密閉體系中煅燒去除模板，原位合成的一種有序的碳摻雜中空二氧化鈦可見(jiàn)光催化劑。本方法成功克服了傳統(tǒng)的碳摻雜二氧化鈦需要額外加入碳前驅(qū)體的缺點(diǎn)。更重要的是，

2、所制備的碳摻雜的多孔二氧化鈦在催化降解羅丹明B時(shí)，展現(xiàn)了突出的可見(jiàn)光催化效果。
　　另一方面，二氧化硅具有良好的化學(xué)惰性和高表面積，已被證明能有效地提高二氧化鈦的光催化效率，為此，我們進(jìn)一步研制出分級(jí)多孔碳摻雜二氧化硅/二氧化鈦光催化劑(SiO2/C-TiO2)。具體來(lái)說(shuō)，以CPS為模板，通過(guò)水解縮合四乙氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)，制備出CPS/SiO2核殼結(jié)構(gòu)材料;再以CPS/SiO2為模板，進(jìn)一步聚

3、合苯乙烯和陽(yáng)離子單體(DMC)，制備出類似于三明治式的CPS/SiO2/CPS粒子;然后，以三明治式粒子為模板，再在表面沉降TBT，產(chǎn)生二氧化鈦外層。最后，通過(guò)一步煅燒除去雙層模板，成功制備出分級(jí)多孔碳摻雜二氧化硅/二氧化鈦光催化劑。這種新型的分級(jí)多孔復(fù)合材料，無(wú)論是在紫外還是可見(jiàn)光作用下，都展現(xiàn)出比P25更優(yōu)的光催化性能。此外，我們進(jìn)一步把分級(jí)多孔SiO2/C-TiO2作為電極材料制備成電容器，發(fā)現(xiàn)其明顯提高了電容器的充放電性能，為其